陳振宇 李勝利 李曉峰 潘碩 張興康 李建康 孫艷 朱藝婷

1. 自然資源部成礦作用與資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所，北京 100037

2. 河北省地質(zhì)調(diào)查院，石家莊 050051

3. 中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所,中國(guó)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100029

4. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)地球與行星科學(xué)學(xué)院，北京 100049

火山巖型鈹?shù)V床一般是指與火山巖和花崗斑巖有關(guān)的淺成低溫交代和脈狀礦床(Barton and Young, 2002; 李曉峰等，2022)，代表性礦床有美國(guó)的Spor Mountain、Sierra Blanca、Black Hills 礦床，澳大利亞的 Brockman 礦床，墨西哥的 Aguachile 礦床以及我國(guó)新疆的白楊河礦床(張龍，2019)?；鹕綆r型鈹?shù)V是鈹資源的最主要的成礦類型(Ledereretal., 2016)。目前，我國(guó)已發(fā)現(xiàn)的火山巖型鈹?shù)V主要分布在新疆西準(zhǔn)噶爾地區(qū)雪米斯坦火山巖帶(朱藝婷等，2021)、閩浙東南沿?；鹕綆r帶和大興安嶺火山巖分布區(qū)(李建康等，2017；饒燦等，2022)。最近，在冀北沽源-紅山子鈾成礦帶窟窿山地區(qū)發(fā)現(xiàn)了張家口組火山巖中與流紋斑巖和堿長(zhǎng)花崗巖有關(guān)的鈹?shù)V化現(xiàn)象，然而其成因類型尚不清楚。筆者經(jīng)野外調(diào)查和室內(nèi)的研究發(fā)現(xiàn)其成礦基本地質(zhì)特征類似于火山巖型鈹?shù)V，可歸屬于火山巖型鈹?shù)V。本文在介紹窟窿山鈹?shù)V化地質(zhì)體基本地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，對(duì)窟窿山地區(qū)張家口組火山巖中的花崗巖、流紋斑巖和蝕變帶巖石進(jìn)行了巖石地球化學(xué)和鈹?shù)V物組成分析，初步探討了該鈹?shù)V化點(diǎn)的成因類型及其找礦潛力。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

冀北窟窿山地區(qū)在大地構(gòu)造上位于華北板塊與西伯利亞板塊之間的華北克拉通北緣隆起帶。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造主要為北東向的上黃旗-靈山區(qū)域斷裂的次級(jí)斷裂和裂隙，另有少量近南北向和北西向斷裂(郭佳磊，2018；林天發(fā)等，2019)。

區(qū)內(nèi)地層出露于窟窿山北東端和南西端，主要為上白堊統(tǒng)張家口組酸性-中酸性火山熔巖和火山碎屑巖，主要巖石類型有流紋質(zhì)熔結(jié)角礫巖、角礫凝灰?guī)r、熔結(jié)凝灰?guī)r、流紋巖和粗面巖等。區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)十分強(qiáng)烈，既有火山巖，也有大量淺成和超淺成侵入體。

窟窿山巖體位于冀北豐寧縣窟窿山-小壩子-喇嘛山一帶，出露面積約120km2。巖體分早、晚兩期侵入，早期為中細(xì)粒堿長(zhǎng)花崗巖(成巖年齡為134.0±1.7Ma)，晚期為中粗粒堿長(zhǎng)花崗巖(成巖年齡為129.4±1.5Ma)，二者呈侵入接觸關(guān)系(郭佳磊等，2019)?？吡綎|南部還出露有海西晚期斑狀二長(zhǎng)花崗巖和燕山早期正長(zhǎng)斑巖，北東端零星出露有燕山早期花崗斑巖(圖1；林天發(fā)等，2019)?？吡綆r體的圍巖張家口組火山巖為早白堊世流紋巖和流紋斑巖，其中流紋斑巖的成巖年齡為138.4±1.3Ma(林天發(fā)等，2019)。巖體與火山巖構(gòu)成完整的火山-侵入巖系(夏國(guó)禮，1994)。研究表明，窟窿山花崗巖屬于板內(nèi)后造山花崗巖，形成于板內(nèi)伸展拉張構(gòu)造背景(夏國(guó)禮，1994；郭佳磊等，2019)。

圖1 冀北窟窿山區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)圖(據(jù)郭佳磊等，2019；林天發(fā)等，2019)Fig.1 Geological map of the Kulongshan beryllium occurrences in northern Hebei Province(after Guo et al., 2019; Lin et al., 2019)

2 鈹?shù)V化體地質(zhì)特征

2.1 鈹?shù)V化體的發(fā)現(xiàn)過程

1985～1989年，河北省區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)四分隊(duì)完成1:5萬(wàn)窟窿山幅(K-50-89-D)等三幅聯(lián)測(cè)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)多處礦點(diǎn)、礦化點(diǎn)及1:5萬(wàn)水系沉積物異常和重砂異常。2003～2004年，河北省地質(zhì)調(diào)查院完成了1:20萬(wàn)上黃旗幅區(qū)域化探工作，在工作區(qū)圈出了多處有找礦價(jià)值的Ag-Pb-Zn組合異常。2017年河北省地質(zhì)調(diào)查院在該地區(qū)開展1:1萬(wàn)地質(zhì)草測(cè)、地物化綜合剖面測(cè)量，并采用槽探、鉆探等工程手段對(duì)細(xì)粒斑狀花崗巖及其中的稀有金屬礦化地段進(jìn)行了地質(zhì)預(yù)查工作，提交了《河北省豐寧滿族自治縣窟窿山一帶銣鈮鉭鈹?shù)认∮薪饘俚V預(yù)查報(bào)告》。在此次工作中共發(fā)現(xiàn)8條小規(guī)模鈹?shù)V(化)體。經(jīng)初步估算獲得鈹?shù)V潛在資源量：礦石量9.02萬(wàn)t，BeO資源量164.51t，BeO平均品位0.19%；伴生Rb2O資源量67.97t，Rb2O平均品位0.075%；Pb金屬量539.02t，Pb平均品位0.84%；Zn金屬量111.60t，Zn平均品位0.16%。2021年，河北省地質(zhì)調(diào)查院開展了《河北省豐寧滿族自治縣窟窿山鈹多金屬礦預(yù)查》工作，確定了9個(gè)鈹?shù)V化體，初步總結(jié)了區(qū)內(nèi)鈹?shù)V的成礦特征，提出兩個(gè)找礦標(biāo)志：①北北東向、北北西向及近南北向構(gòu)造是在工作區(qū)尋找鈹、鉛鋅礦重要的找礦標(biāo)志之一；②與構(gòu)造破碎帶相關(guān)的硅化、高嶺石化、鉛鋅礦化、鐵錳礦化、褐鐵礦化等為鈹?shù)V化蝕變的標(biāo)志。

2.2 鈹?shù)V化特征

區(qū)內(nèi)鈹?shù)V化主要受北北東向構(gòu)造破碎帶控制，分布于窟窿山東溝及后溝、小龍池西溝附近(圖1)。礦化體主要產(chǎn)于堿長(zhǎng)花崗巖中的石英脈、閃長(zhǎng)巖脈及蝕變帶中(圖2)。蝕變類型有高嶺石化、褐鐵礦化、鐵錳礦化、鉛鋅礦化、綠泥石化、硅化等。高嶺石化：巖石呈粉末狀或土狀，蝕變范圍大小不一，強(qiáng)弱不等，多呈條帶狀，是區(qū)內(nèi)比較常見的蝕變類型；褐鐵礦化：深褐色或黃褐色，呈薄層土狀或薄膜狀附著于裂隙或巖石表面，是區(qū)內(nèi)比較常見的蝕變類型；綠泥石化：主要發(fā)育于構(gòu)造裂隙處，呈細(xì)小鱗片狀、微粒狀集合體沿裂隙分布，或交代黑云母、長(zhǎng)石并附著于其表面；鐵錳礦化：發(fā)育于構(gòu)造裂隙內(nèi)，黑褐色，呈薄膜狀(厚度不超過5mm)和斑點(diǎn)狀(大小5～10mm)分布。硅化：較為普遍，以巖石硬度增大或出現(xiàn)細(xì)小石英脈為特征。在構(gòu)造裂隙處較為常見，局部可形成小的晶洞或晶簇。

圖2 窟窿山鈹?shù)V化點(diǎn)野外露頭照片鈹?shù)V化主要沿堿長(zhǎng)花崗巖斷裂蝕變帶呈脈狀產(chǎn)出Fig.2 Photos of field outcrop of Kulongshan Be occurrences Beryllium mineralization mainly occurred as veins along the alteration fractures in alkali feldspar granite

窟窿山已發(fā)現(xiàn)的9個(gè)鈹?shù)V(化)體的地質(zhì)特征見表1。

3 樣品采集和分析方法

為了了解含礦巖石(蝕變巖)及其圍巖的巖石化學(xué)特征，查明礦石中主要的含鈹?shù)V物，在窟窿山地區(qū)采集了堿長(zhǎng)花崗巖、流紋斑巖及其蝕變帶的樣品。考慮到前人(郭佳磊等，2019；林天發(fā)等，2019)已經(jīng)分別對(duì)窟窿山花崗巖和流紋斑巖進(jìn)行了詳細(xì)的地球化學(xué)分析研究，本文只選取中粗粒堿長(zhǎng)花崗巖(KLS-1)、中細(xì)粒堿長(zhǎng)花崗巖(KLS-9)和流紋斑巖(KLS-10)樣品各1件以及5件3種不同蝕變類型的巖石各1件(KLS-6、KLS-2、KLS-11、KLS-13、KLS-14)，對(duì)它們進(jìn)行了全巖主量、微量元素分析和鈹?shù)V物電子探針分析。其中KLS-1、KLS-2和KLS-6的采樣位置為(41°23′9″N、116°21′0″E)，KLS-9、KLS-10和KLS-11的采樣位置為(41°23′10″N、116°20′48″E)，KLS-13和KLS-14的采樣位置為(41°21′50″N、116°20′51″E)。樣品手標(biāo)本照片見圖3。

圖3 窟窿山鈹?shù)V化點(diǎn)典型樣品照片KLS-1為粗粒堿長(zhǎng)花崗巖；KLS-9為中細(xì)粒堿長(zhǎng)花崗巖；KLS-10為流紋斑巖；KLS-6和KLS-13為鐵錳礦化的蝕變巖；KLS-2和KLS-11為鉛鋅礦化蝕變巖；KLS-14是鐵錳礦化和鉛鋅礦化疊加的蝕變巖Fig.3 Photos of typical samples of Kulongshan Be occurrencesKLS-1 is coarse-grained alkali-feldspar granite; KLS-9 is medium-fine alkali-feldspar granite; KLS-10 is rhyolitic porphyry; KLS-6 and KLS-13 are the altered rocks related to ion-manganese mineralization; KLS-11 and KLS-14 are the altered rocks related to lead-zinc mineralization overprinted ion-manganese mineralization

中粗粒堿長(zhǎng)花崗巖KLS-1，呈肉紅色，主礦物為石英(25%～30%)、鉀長(zhǎng)石(50%～55%)、黑云母(10%～15%)和斜長(zhǎng)石(5%～10%)，副礦物為磁鐵礦、螢石、磷灰石等。中細(xì)粒堿長(zhǎng)花崗巖KLS-9，呈灰白色，似斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶為鉀長(zhǎng)石，基質(zhì)的主要礦物和副礦物組成與中粗粒堿長(zhǎng)花崗巖相似。流紋斑巖KLS-10，呈深灰色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，斑晶含量約10%，以鉀長(zhǎng)石為主，粒徑0.5～2 mm，基質(zhì)呈微晶-隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，由長(zhǎng)英質(zhì)礦物組成，副礦物有鈦鐵礦、磷灰石和黃鐵礦等。蝕變巖主要為鐵錳礦化、鉛鋅礦化，鐵錳礦化者(KLS-6、KLS-13)表面呈褐紅色-灰黑色，內(nèi)部仍為中粗粒堿長(zhǎng)花崗巖的特征；鉛鋅礦化者(KLS-2、KLS-11)表面呈灰紅色、灰綠色，內(nèi)部也是中粗粒堿長(zhǎng)花崗巖的特征；KLS-14是鐵錳礦化和鉛鋅礦化疊加的深度蝕變巖，表面呈黃棕色、灰黑色，已經(jīng)看不到花崗巖的結(jié)構(gòu)特征。

全巖主量、微量元素分析在國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心完成，其中主量元素測(cè)試儀器為X射線熒光光譜儀(PW4400)，檢測(cè)依據(jù)為GB/T14506.28-2010，其中二價(jià)Fe檢測(cè)依據(jù)為GB/T14506.14-2010。微量、稀土元素測(cè)試儀器為等離子質(zhì)譜儀(PE300D)，檢測(cè)依據(jù)為GB/T14506.30-2010。主量元素分析精度優(yōu)于2%；微量元素分析精度優(yōu)于3%。

鈹?shù)V物的電子探針分析在中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所成礦作用與資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。使用的儀器為JXA-iHP200F場(chǎng)發(fā)射電子探針，加速電壓10kV，束流50nA。Be元素分光晶體為L(zhǎng)DE3H、峰位測(cè)量時(shí)間為50s、背景測(cè)量25s、標(biāo)樣為金屬Be，其他元素使用礦物或氧化物作為標(biāo)樣，計(jì)數(shù)時(shí)間為20s/10s(峰位/背景)，使用PRZ校正程序校正。硅鈹石的陰極發(fā)光分析使用安裝在上述JXA-iHP200F場(chǎng)發(fā)射電子探針上的PCLI完成，加速電壓10kV，電流約200nA。

4 分析結(jié)果

4.1 巖石化學(xué)

窟窿山堿長(zhǎng)花崗巖、流紋斑巖和蝕變巖的巖石化學(xué)分析結(jié)果見表2?？吡綁A長(zhǎng)花崗巖和流紋斑巖具有高硅(SiO2=76.33%～77.41%)、富鉀(K2O=3.99%～4.28%)、 富鈉(Na2O=3.60%～3.92%)、高 FeOT/MgO 比值 (16.1～21.9)，貧鋁 (Al2O3=11.27%～ 11.80%)、鎂(MgO=0.11%～0.14%)、鈣(CaO=0.22%～0.24%)和磷(P2O5=0.01%～0.02%)等特征。在TAS 圖中所有樣品均落入堿性與亞堿性分界線 Ir 之下的亞堿性系列花崗巖區(qū)(圖4a)。A/CNK=1.02～1.06，K2O/Na2O=1.09～1.15，屬于弱過鋁質(zhì)高鉀鈣堿性系列巖石。在SiO2-(Na2O+K2O-CaO)圖解中均落入A型花崗巖區(qū)(圖4b)。

表2 窟窿山堿長(zhǎng)花崗巖、流紋斑巖和蝕變巖的主量元素(wt%)、微量元素(×10-6) 分析結(jié)果Table 2 Major elements (wt%) and trace elements (×10-6) concentrations of the Kulongshan alkali-feldspar granite, rhyolitic porphyry and altered rocks

續(xù)表2

圖4 窟窿山堿長(zhǎng)花崗巖、流紋斑巖和蝕變巖TAS圖(a，底圖據(jù)Middlemost，1994)和SiO2-(Na2O+K2O-CaO)圖解(b，底圖據(jù)Frost et al.，2001)Fig.4 TAS plot (a, base map after Middlemost，1994) and SiO2 vs. (Na2O+K2O-CaO) (b, base map after Frost et al., 2001) plot of the Kulongshan alkali-feldspar granites, rhyolitic porphyry and altered rocks

圖5 窟窿山堿長(zhǎng)花崗巖、流紋斑巖和蝕變巖的球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分曲線(a)和微量元素蛛網(wǎng)圖(b)(標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Sun and McDonough，1989)Fig.5 Chondrite-normalized REE distribution patterns (a) and trace element spider diagrams (b) of the Kulongshan alkali-feldspar granites, rhyolitic porphyry and altered rocks (normalization values after Sun and McDonough, 1989)

圖6 窟窿山鐵錳礦化(a、b)和鉛鋅礦化(圖c、d)蝕變巖中日光榴石的背散射電子圖像(a)三角形日光榴石與石英共生；(b)三角形日光榴石與白云母共生；(c)三角形日光榴石與石英共生，核部和邊部被泡錳鉛礦充填；(d)三角形日光榴石與石英、鉀長(zhǎng)石、泡錳鉛礦共生Fig.6 BSE images of helvite in Kulongshan altered rocks with ion-manganese mineralization (a, b) and lead-zinc mineralization (c, d)(a) triangular helvites symbiotic with quartz; (b) triangular helvites symbiotic with mica; (c) triangular helvites, the core and edge are filled with cesarolite; (d) triangular helvites symbiotic with potassium feldspar, cesarolite, and quartz

表3 窟窿山鉛鋅礦化和鐵錳礦化蝕變巖中日光榴石的代表性電子探針結(jié)果(wt%)Table 3 Representative electron probe results of Kulongshan helvite in altered rocks with lead-zinc mineralization and ion-manganese mineralization (wt%)

表4 窟窿山鉛鋅礦化、鐵錳礦化和硅化蝕變巖中硅鈹石的代表性電子探針結(jié)果(wt%)Table 4 Representative electron probe results of Kulongshan bertrandite in altered rocks with lead-zinc mineralization, ion-manganese mineralization and silicification (wt%)

表5 窟窿山鉛鋅礦化和鐵錳礦化蝕變巖中羥硅鈹石的代表性電子探針結(jié)果(wt%)Table 5 Representative electron probe results of Kulongshan phenacite in altered rocks with lead-zinc mineralization and ion-manganese mineralization (wt%)

圖7 窟窿山鐵錳礦化和鉛鋅礦化蝕變巖中硅鈹石的背散射電子(BSE)圖像(左)及對(duì)應(yīng)的陰極發(fā)光(CL)圖像(右)(a-d) 硅鈹石邊界平直，與規(guī)則的石英共生，硅鈹石內(nèi)部有規(guī)則的韻律生長(zhǎng)環(huán)帶；(e-h) 硅鈹石集合體，外部形狀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)不規(guī)則，與石英共生Fig.7 BSE images (left) and CL images (right) of phenacite in Kulongshan altered rocks with lead-zinc mineralization and ion-manganese mineralization(a-d) phenacite with a straight boundary, symbiotic with regular quartz, and the phenacite has regular rhythmic growth zonation; (e-h) aggregate of phenacite with irregular external shape and internal structure, symbiotic with quartz

圖8 窟窿山鉛鋅礦化和鐵錳礦化蝕變巖中羥硅鈹石的背散射電子圖像(a)羥硅鈹石生長(zhǎng)在石英、鉀長(zhǎng)石等礦物粒間; (b)羥硅鈹石充填在日光榴石的環(huán)帶之間Fig.8 BSE images of bertrandite in Kulongshan altered rocks with lead-zinc mineralozation and ion-manganese mineralization(a) bertrandite grown between mineral grains such as quartz and potassium feldspar; (b) bertrandite filled between rings of helvite

窟窿山堿長(zhǎng)花崗巖和流紋斑巖的稀土總量較低(∑REE=174×10-6～219×10-6)， 富集輕稀土元素((La/Yb)N=2.52～ 6.27)、銪負(fù)異常顯著(δEu=0.02～0.05)。在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土配分曲線圖中(圖5a)，窟窿山花崗巖和流紋斑巖呈雁式分布，顯示A型流紋巖的特征。花崗巖和流紋斑巖的微量元素蛛網(wǎng)圖(圖5b)顯示富集Rb、Th、U、Nb、Ta、Zr、Hf，Y等元素，虧損Sr、Ba、P、Ti 等元素。

以上這些特征與郭佳磊等(2019)、林天發(fā)等(2019)分別分析的窟窿山花崗巖和流紋斑巖的成分特征基本上一致。主量元素和微量元素特征均指示，窟窿山花崗巖和流紋斑巖具有典型A型花崗巖的特征。

與花崗巖和流紋斑巖相比，蝕變巖的FeO、Fe2O3、H2O+含量及燒失量LOI明顯升高，SiO2和Na2O含量明顯降低，K2O既有升高也有降低。很多微量元素的含量也明顯升高，特別是Be、Mn、Pb、Zn及稀土元素，甚至高出1個(gè)數(shù)量級(jí)。堿長(zhǎng)花崗巖和流紋斑巖的Be含量(7.40×10-6～14.48×10-6)已經(jīng)明顯高于全球花崗巖平均Be含量(3.6×10-6)，而蝕變巖的Be含量(23.13×10-6～5124×10-6)則比花崗巖和流紋斑巖還要高幾倍到幾百倍。其他一些元素如Li、Cu、In、Tl、Bi、Nb、Th、U也明顯升高。Fe、Mn、Pb、Zn元素的升高應(yīng)該與野外露頭和手標(biāo)本上肉眼可見的鐵錳礦化和鉛鋅礦化有關(guān)。蝕變巖的稀土元素配分曲線和微量元素蛛網(wǎng)則與花崗巖、流紋斑巖相似(圖5)。

4.2 鈹?shù)V物的種類和形態(tài)

所觀察的5個(gè)蝕變巖的薄片中均發(fā)現(xiàn)了鈹?shù)V物，鈹?shù)V物主要為日光榴石和硅鈹石，少量羥硅鈹石。日光榴石顆粒大小一般在50～500μm，常呈三角形或規(guī)則的板柱狀，與石英、白云母、鉀長(zhǎng)石、軟錳鉛礦、磁鐵礦等礦物共生。泡錳鉛礦常充填于日光榴石的裂隙中或圍繞日光榴石的周邊生長(zhǎng)，有時(shí)則呈三角形在日光榴石核部、或幔部及邊部規(guī)則連生(圖6)。日光榴石有時(shí)還顯示成分環(huán)帶，主要表現(xiàn)為Zn、Fe、Mn元素的變化。不同樣品中日光榴石的成分有所差別，主要也是Zn、Fe、Mn元素的變化，其他元素變化很小(表3)。

窟窿山鈹?shù)V化體中硅鈹石大小一般在100～1000μm，常與石英、鉀長(zhǎng)石共生，有時(shí)也與日光榴石共生。背散射圖像和陰極發(fā)光圖像顯示，硅鈹石有兩種形態(tài)類型，一種類型是外部有平直的邊界，內(nèi)部有規(guī)則的韻律生長(zhǎng)環(huán)帶，伴有不規(guī)則的斑塊狀結(jié)構(gòu)，與之共生的石英也常有平直的邊界，硅鈹石生長(zhǎng)在石英之間或圍繞規(guī)則六邊形的石英生長(zhǎng)(圖7a-d)；另一種類型是外部形狀不規(guī)則，內(nèi)部結(jié)構(gòu)也不規(guī)則，無環(huán)帶，像是多個(gè)細(xì)小顆粒連生的集合體(圖7e-h)。硅鈹石中SiO253.33%～55.04%，BeO 45.12%～45.95%(表4)。

窟窿山鈹?shù)V化體中羥硅鈹石相對(duì)較少，顆粒也較小，一般小于100μm，常與石英、鉀長(zhǎng)石、白云母、磁鐵礦和日光榴石等共生，可以生長(zhǎng)在石英、鉀長(zhǎng)石等礦物粒間，也可以充填在日光榴石的環(huán)帶之間(圖8)。羥硅鈹石含 49.54%～51.76% SiO2，41.03%～41.90% BeO(表5)。

5 討論

5.1 窟窿山鈹?shù)V化的成因類型

火山巖型鈾鈹?shù)V床一般是指賦存于火山巖-次火山巖中，尤其是與高硅流紋巖和花崗斑巖有關(guān)的淺成低溫交代和脈狀礦床(Barton and Young, 2002；李曉峰等，2021，2022；饒燦等，2022)。目前，對(duì)于火山巖型鈾鈹?shù)V床還沒有統(tǒng)一的定義，其寄主巖為形成于拉張背景的火山巖或侵入巖，鈹?shù)V體主要沿?cái)嗔鸦蛄严斗植?，鈹?shù)V形成與含Be流紋巖和花崗斑巖等的熱液蝕變有關(guān)(Barton and Young, 2002; Foleyetal., 2012, 2017)，鈹?shù)V物以羥硅鈹石、硅鈹石、日光榴石族礦物等為主，少量為綠柱石。

窟窿山地區(qū)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，火山巖和淺成侵入巖形成完整的火山-侵入巖系。綜合本文和郭佳磊等(2019)、林天發(fā)等(2019)的巖石地球化學(xué)分析結(jié)果，窟窿山花崗巖和流紋斑巖分別屬于鉀質(zhì)A型花崗巖和A型流紋巖。它們形成于板內(nèi)伸展拉張構(gòu)造背景，屬于同一破火山口的同源同時(shí)空產(chǎn)物(夏國(guó)禮，1994；郭佳磊等，2019；林天發(fā)等，2019)。鈹?shù)V化體主要產(chǎn)于堿長(zhǎng)花崗巖的構(gòu)造蝕變帶。蝕變巖中的Be含量最高可達(dá)5000×10-6以上。堿長(zhǎng)花崗巖和流紋斑巖的Be含量明顯高于全球花崗巖平均Be含量(3.6×10-6)(表2)。這些火山巖-次火山巖可能為鈹?shù)V的形成提供了物質(zhì)來源，并且其熱液蝕變很可能是導(dǎo)致鈹富集成礦的主要原因。因此，初步可以判斷窟窿山鈹?shù)V化成因類型為火山巖型鈹?shù)V。

窟窿山鈹?shù)V化點(diǎn)已發(fā)現(xiàn)的鈹?shù)V物以日光榴石和硅鈹石為主，含少量羥硅鈹石。鐵錳礦化和鉛鋅礦化蝕變與鈹?shù)V化的疊加說明這兩種蝕變類型是鈹成礦的重要貢獻(xiàn)者。另一方面，正是由于鐵錳礦化和鉛鋅礦化與鈹?shù)V化的疊加，才使得窟窿山地區(qū)的鈹?shù)V物組成以富Fe、Mn、Zn的日光榴石為主，區(qū)別于其他火山巖型鈹?shù)V床(如中國(guó)新疆白楊河鈹?shù)V和美國(guó)Spor Mountain鈹?shù)V)以羥硅鈹石為主的鈹?shù)V物特征。不同樣品中日光榴石Zn、Fe、Mn元素的變化，特別是硅鈹石具有明顯不同的兩種形態(tài)類型和內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征，說明成礦流體具有多期性的特點(diǎn)。

從區(qū)域上來看，窟窿山地區(qū)位于沽源-紅山子鈾成礦區(qū)(圖1)，是火山巖型鈾礦的相對(duì)富集區(qū)?？吡搅骷y斑巖的鋯石U-Pb年齡(138.4±1.3Ma)與張麻井鈾-鉬礦床圍巖——張家口組第三段流紋巖、流紋斑巖、石英斑巖的形成時(shí)代一致(巫建華等，2015)。另外，窟窿山流紋斑巖體及花崗巖體周圍已發(fā)現(xiàn)290號(hào)和291號(hào)鈾釷鉛多金屬礦化帶和其他多金屬礦(化)點(diǎn)6處，釷、鈾釷混合異常點(diǎn)、礦點(diǎn)60余處(林天發(fā)等，2019)。上述資料說明，窟窿山流紋斑巖的內(nèi)、外接觸帶內(nèi)不僅存在鈹?shù)V化點(diǎn)，而且也具有良好的鈾礦找礦前景(林天發(fā)等，2019)，即窟窿山地區(qū)可能與新疆白楊河類似屬于火山巖型鈹(鈾)礦床。

研究表明，與鈹?shù)V有關(guān)的花崗巖多顯示S型和A型親緣性，與鈾礦有關(guān)的花崗巖大部分為 S 型花崗巖。與Be-U礦床有關(guān)的火山巖和次火山巖多數(shù)都顯示出A型花崗巖特征(張龍，2019)。與鈹?shù)V有關(guān)花崗巖的鋁飽和指數(shù)變化范圍較大，從過堿性至過鋁質(zhì)均有出現(xiàn)(李建康等，2017)，而與鈹?shù)V有關(guān)的火山巖多為準(zhǔn)鋁質(zhì)至弱過鋁質(zhì)，強(qiáng)過鋁質(zhì)巖石則較少，例如美國(guó)Spor Mountain、Macusani鈹?shù)V和中國(guó)新疆白楊河礦床的賦礦巖石均為準(zhǔn)鋁質(zhì)至弱過鋁質(zhì)。與鈾礦有關(guān)的火山巖和次火山巖多數(shù)是準(zhǔn)鋁質(zhì)至弱過鋁質(zhì)(張龍，2019)。窟窿山地區(qū)的流紋斑巖和花崗巖分別具有典型的A型流紋巖和A型花崗巖特征，屬準(zhǔn)鋁質(zhì)-弱過鋁質(zhì)高鉀鈣堿性系列巖石，這些都符合與Be-U成礦有關(guān)火山巖和花崗巖的特征(李曉峰等，2022)。

5.2 窟窿山地區(qū)的找礦前景

窟窿山地區(qū)所處的華北克拉通北緣廣泛發(fā)育著一期早白堊世A型花崗巖及與之伴生的火山巖，這些A型花崗巖的侵位時(shí)代也具有自西向東逐漸年輕的特征(Yangetal., 2008；郭佳磊，2018)，被認(rèn)為與太平洋板塊的俯沖有關(guān)(Xuetal., 2013)?？吡降貐^(qū)的火山巖-侵入巖的形成時(shí)代(早白堊世)與東南沿?；鹕綆r型鈹?shù)V的形成時(shí)代及華南花崗巖型鈹?shù)V的形成時(shí)代一致，鈹?shù)V化特征也與東南沿?；鹕綆r型鈹?shù)V帶非常相似，尤其是鈹?shù)V物與硫化物密切共生的現(xiàn)象，與浙江青田火山巖型鈹?shù)V一致(李曉峰等，2021，2022)；在構(gòu)造背景上，兩者都屬于與古太平洋俯沖有關(guān)的伸展拉張背景(邢廣福等，1999；王德滋等，2000)?？傊?，窟窿山地區(qū)的火山巖-侵入巖系的巖石類型、形成時(shí)代、構(gòu)造背景及鈹?shù)V化特征與中國(guó)東部火山巖型鈹?shù)V的成礦基本地質(zhì)特征(李曉峰等，2021, 2022；饒燦等，2022)非常相似，因此，可以認(rèn)為窟窿山地區(qū)與東南沿?；鹕?侵入雜巖型鈹成礦帶(饒燦等，2022)一樣也是一個(gè)值得重視的鈹找礦遠(yuǎn)景區(qū)。

窟窿山9個(gè)礦化點(diǎn)的分析結(jié)果表明，該地區(qū)除了Be礦外，還伴生有Rb、Nb、Pb、Zn等元素組分。5個(gè)蝕變巖中的元素除了Be之外，Mn、Pb、Zn、稀土元素，以及Li、Cu、In、Tl、Bi、Nb、Th、U也明顯高于堿長(zhǎng)花崗巖和流紋斑巖，顯示窟窿山Be成礦的同時(shí)伴生有多種元素的礦化，這一點(diǎn)是火山巖型鈹(鈾)礦床的主要特征(李曉峰等，2022)。李勝利和郝俊杰(2017)曾對(duì)窟窿山A型花崗巖巖體的人工重砂異常、化探異常、自然重砂異常以及礦化蝕變特征進(jìn)行了綜合分析，發(fā)現(xiàn)人工重砂和自然重砂中都有較多稀有稀土金屬礦物?；疆惓Ｓ蠵b、Zn、Nb、Y等，早期區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作在該巖體及周圍也曾發(fā)現(xiàn)多個(gè)稀有金屬的礦點(diǎn)和礦化點(diǎn)。該地區(qū)又處于沽源-紅山子鈾成礦區(qū)以及290和291號(hào)鈾釷鉛多金屬礦化帶，所以說冀北窟窿山地區(qū)具有非常好的火山巖型鈹(鈾)礦床的找礦潛力，應(yīng)加強(qiáng)該類型礦床的找礦勘查工作。

6 結(jié)論

冀北窟窿山巖體堿長(zhǎng)花崗巖及其圍巖流紋斑巖屬于鉀質(zhì)A型花崗巖和A型流紋巖，火山巖和淺成侵入巖構(gòu)成一個(gè)完整的火山-侵入巖系。新發(fā)現(xiàn)的鈹?shù)V化體主要產(chǎn)于堿長(zhǎng)花崗巖的構(gòu)造蝕變帶，與鐵錳礦化和鉛鋅礦化關(guān)系密切。鈹?shù)V物以日光榴石和硅鈹石為主，其成因類型可歸屬于火山巖型鈹(鈾)礦。該地區(qū)還具有Be、U、Nb、Pb、Zn等多金屬的找礦潛力。

目前，對(duì)于窟窿山鈹?shù)V的地質(zhì)調(diào)查和研究還剛剛開始，需要加大地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作，由已知礦化點(diǎn)開展大比例尺地質(zhì)填圖，向外圍擴(kuò)大礦化帶的尋找，逐步查清礦床規(guī)模和礦床類型，進(jìn)一步明確找礦方向。

致謝劉永超、嚴(yán)清高、陳云飛等參加了野外工作；沙俊生拍攝了樣品手標(biāo)本照片；三位審稿人認(rèn)真審閱本文并提出了寶貴修改意見；在此一并致謝。