江西省古溪地區(qū)新型稀土礦找礦遠(yuǎn)景分析

王陽(yáng)平　趙鵬坤

摘要：稀土礦用于冶金、石油、玻璃、化工、電子、原子能及航空航天工業(yè)等。扶植和加強(qiáng)地質(zhì)勘查找礦工作的力度，加大稀土礦資源的保證和儲(chǔ)備，緩解區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源供求不平衡的現(xiàn)狀已迫在眉睫。文章對(duì)江西省古溪地區(qū)新型稀土礦找礦遠(yuǎn)景進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：新型稀土礦；礦化特征；成礦條件；找礦遠(yuǎn)景；礦產(chǎn)資源 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：P612 文章編號(hào)：1009-2374（2016）30-0152-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.30.074

江西省古溪地區(qū)稀土礦勘查區(qū)位于大糧田稀土礦床向西的延伸部位，大糧田、葛藤嘴兩個(gè)稀土礦區(qū)。古溪地區(qū)作為大糧田、葛藤嘴稀土礦床的外圍地段，區(qū)內(nèi)地層、巖性、風(fēng)化殼特征與大糧田、葛藤嘴礦區(qū)基本一致，并在區(qū)內(nèi)變質(zhì)砂巖和變質(zhì)沉凝灰?guī)r中發(fā)現(xiàn)了較好的稀土礦化異常，因此古溪地區(qū)也具有類(lèi)似的變質(zhì)巖風(fēng)化殼稀土成礦地質(zhì)背景和成礦地質(zhì)條件，故而古溪地區(qū)應(yīng)具有較好的找礦前景，是風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦找礦的有利地區(qū)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

古溪地區(qū)區(qū)域大地構(gòu)造位置處于歐亞大陸板塊與濱西太平洋板塊消減帶的內(nèi)側(cè)華夏板塊中，橫跨武夷、羅霄兩塊體的交接帶部位，即武夷隆起西側(cè)，羅霄褶皺帶中部。區(qū)內(nèi)地層主要發(fā)育有青白口系、白堊系和第四系，蘊(yùn)藏著極其豐富的稀土礦產(chǎn)資源，具有良好的找礦前景。

1.1 地層

本區(qū)晚元古代青白口系為一套海底火山-沉積建造的淺變質(zhì)巖系，構(gòu)成本區(qū)的褶皺基底，其以次海相地槽型復(fù)理石或類(lèi)復(fù)理石建造為主，次為海底火山碎屑巖建造。燕山構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，形成大量中生代斷陷盆地，沉積了一套內(nèi)陸湖泊相紅色類(lèi)磨拉石建造，中晚期盆緣處于進(jìn)一步伸展的構(gòu)造環(huán)境中，造成安山質(zhì)火山巖沿?cái)嗔褔姲l(fā)。寒武紀(jì)地層為一套韻律式復(fù)理石砂板巖建造，分布于礦區(qū)南部，白堊紀(jì)地層與下伏淺變質(zhì)巖地層呈角度不整合接觸，其上大多被第四系覆蓋或被斷層切割，主要分布于礦區(qū)的西面，第四系松散堆積區(qū)內(nèi)出露的地層主要為青白口系神山組、庫(kù)里組淺變質(zhì)巖，產(chǎn)狀（170°-190°∠35°-58°），由北往南大致為向斜構(gòu)造的老新老地層。

神山組（Pt5s）主要分布礦區(qū)中部，呈東西向帶狀分布，與上覆庫(kù)里組呈平行不整合接觸，巖石組合以千枚巖為主，根據(jù)巖石組合特征劃分為二段。

神山組一段（Pt5s1）：灰黑色（含碳）千枚巖、灰黑色（含碳）絹云千枚巖，夾有青灰色、黃白色絹云千枚巖與灰白色薄層狀變質(zhì)粉砂巖，部分含有碳質(zhì)，千枚狀構(gòu)造發(fā)育，巖石由絹云母（83%）、黑云母（10%）和碳質(zhì)（7%）組成，在絹云母鱗片中散布有黑色碳質(zhì)物，絹云母大小0.05～0.1mm，定向平行排列，黑云母呈彎曲鱗片，長(zhǎng)0.1～0.25mm，與片理斜交，組成透鏡體、扁豆體（0.8～2mm），分布于絹云母片理間。本層風(fēng)化較差。

神山組二段（Pt5s2）：灰-青灰色（少量紫紅色）千枚巖、絹云千枚巖、粉砂質(zhì)千枚巖、夾有灰白色變質(zhì)粉屑沉積灰?guī)r、變質(zhì)細(xì)屑沉凝灰?guī)r及變凝灰質(zhì)粉砂巖，該段最重要的巖性特征是：巖石呈青灰色，千枚狀構(gòu)造發(fā)育。巖石由絹云母鱗片及石英粉砂組成、絹云母長(zhǎng)0.05～0.1mm，呈定向排列，含量70%；石英碎屑大小0.01～0.06mm，呈次棱角狀，較均勻散布于絹云母間，含量30%，本層地表風(fēng)化程度一般，為本區(qū)潛在含礦地層之一。

庫(kù)里組（Pt5k）：礦區(qū)大部分出露，呈東西向帶狀分布，與下覆神山組為平行不整合接觸，與上覆中生代地層呈角度不整合接觸，巖石組合主要為變凝灰?guī)r類(lèi)，變質(zhì)碎屑巖類(lèi)，根據(jù)巖石組合特征劃分為兩段。

庫(kù)里組一段（Pt5k1）：灰白色、灰綠色中薄層狀變質(zhì)中-細(xì)屑沉凝灰?guī)r、變質(zhì)粉屑凝灰?guī)r夾灰-深灰色（少量棕紅色）中薄層狀變質(zhì)長(zhǎng)石石英砂巖、變質(zhì)粉砂巖，主要特征為：巖石多呈灰-灰白色，層理明顯，多具中薄層狀構(gòu)造，可見(jiàn)層紋狀構(gòu)造，礦物成分主要有石英、長(zhǎng)石晶屑、碎屑，大小0.1～0.4mm，呈現(xiàn)由粗到細(xì)的規(guī)律變化，巖石類(lèi)型上表現(xiàn)由變質(zhì)中細(xì)屑沉凝灰?guī)r到變質(zhì)粉屑沉凝灰?guī)r的變化，風(fēng)化程度較好，為本區(qū)主要稀土含礦地層。

庫(kù)里組二段（Pt3k2）：紫紅色、磚紅色厚-塊狀變質(zhì)粉砂巖、變質(zhì)粉屑沉凝灰?guī)r，巖性特征：巖石多呈紫紅色，層理不明顯，多為厚塊狀，礦物顆粒為粉砂級(jí)。主要成分為石英、斜長(zhǎng)石、二云母、綠泥石，礦物多具定向排列，其中分布有大小0.1～0.5mm的石英，含量38%，斜長(zhǎng)石細(xì)-中砂狀碎屑、晶屑，晶型呈棱角狀、次棱角狀，在云母鱗片集合體間分布有粒狀鑲嵌的石英，少量長(zhǎng)石，為凝灰物質(zhì)重結(jié)晶產(chǎn)物，本層風(fēng)化程度較好，為本區(qū)最重要的稀土含礦地層。

1.2 區(qū)域構(gòu)造特征

本區(qū)位于華南板塊南華活動(dòng)帶，華夏褶皺系武夷山-云開(kāi)褶皺帶中段。區(qū)內(nèi)歷經(jīng)加里東、印支-燕山乃至喜山構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，導(dǎo)致區(qū)內(nèi)的地層、巖石發(fā)生廣泛的變質(zhì)和形式多樣的構(gòu)造變形。

2 稀土礦化特征

江西省稀土礦產(chǎn)極為豐富，素有“稀土王國(guó)”的美譽(yù)，以風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦最具特色，輕、中、重稀土配分齊全。輕稀土主要分布于江西的南部地區(qū)，中、重稀土主要分布在西南一帶大巖體中，全省70%的稀土礦床（礦點(diǎn)）集中在該地區(qū)，如足洞、崗下、大埠等稀土礦床。全區(qū)共發(fā)現(xiàn)風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦床（礦點(diǎn)）百余處，其中大型三處，中型十余處，小型及礦化點(diǎn)近百處，累計(jì)探明稀土氧化物80余萬(wàn)噸，探明儲(chǔ)量占全省90%以上，其中重稀土占全國(guó)保有儲(chǔ)量的70%約20萬(wàn)噸。據(jù)《江西稀土礦產(chǎn)資源遠(yuǎn)景評(píng)價(jià)研究報(bào)告》，全區(qū)預(yù)測(cè)遠(yuǎn)景資源（REO）E+F級(jí)1467萬(wàn)噸，其中預(yù)測(cè)E級(jí)重稀土98萬(wàn)噸。

2.1 礦體產(chǎn)狀和形態(tài)

礦體呈似層狀沿全風(fēng)化層分布，平面形態(tài)受風(fēng)化殼的形態(tài)的控制，呈闊葉狀隨地形而變化，單礦體形態(tài)略為復(fù)雜，邊界一般受溝谷展布的控制，多呈不規(guī)則多邊形及梅花狀，所處山包呈橢圓狀；礦體傾角較為平緩，山頂一般為5°～10°，沿山坡變陡為20°～30°，總體傾角較地形坡度略為平緩，礦體厚度一般山頂較厚，山脊次之，山坡兩翼及坡腳厚度較薄。礦體分布于海拔標(biāo)高為262（LJ312）～329m（LJ469），礦體標(biāo)高總體隨地勢(shì)變化而變化，一般地勢(shì)較高礦體完整性較好，反之，地勢(shì)較低的地方受流水侵蝕作用而被嚴(yán)重破壞，使礦體支離破碎。

礦體形態(tài)，表面上多呈闊葉狀，圓狀或橢圓狀，總體呈似層狀隨地形波浪起伏產(chǎn)出，根據(jù)礦體埋藏地下或暴露地表的產(chǎn)出特征，可劃為：隱伏式-礦體上部全由非礦層覆蓋，礦體賦存在全風(fēng)化層的中上部；半隱伏式-在山頂、山脊及部分上山坡部位的礦體裸露地表，而山坡或山腳部位礦體則隱伏地下；全裸式-全風(fēng)化層遭受強(qiáng)烈剝蝕，富礦層位全部暴露于地表，本區(qū)以半隱伏式占多數(shù)。

2.2 礦體剖面變化特征

剖面上呈似層狀隨地形波浪起伏，厚薄不一，礦體垂直厚度多為1.48～16m，平均厚度為5.23m。礦體厚度一般隨所處地形部位不同而變化，與其所處的微地貌位置關(guān)系密切，一般來(lái)說(shuō)山頂較厚，山脊山腰次之，山坡兩翼及坡腳礦體厚度較薄?？辈閮?nèi)的V號(hào)礦體平均厚度較大，其控制的333網(wǎng)度的礦塊平均厚度為7.59m。礦體埋藏深度為262（LJ31）～392（LJ46）m，礦區(qū)在含礦工程中有一半工程礦體出露地表，占53%，說(shuō)明本區(qū)由于遭受剝蝕作用較強(qiáng)烈，礦體多被剝蝕而變薄。各個(gè)礦體厚度變化系數(shù)為74.40，厚度較均勻。

3 稀土成礦條件分析

3.1 區(qū)域成礦條件

古溪礦區(qū)內(nèi)礦體嚴(yán)格受母巖（變質(zhì)巖）風(fēng)化殼控制，本區(qū)庫(kù)里組和神山組地層稀土風(fēng)度值平均為530ppm，遠(yuǎn)大于贛南地區(qū)變質(zhì)巖平均風(fēng)度值（350ppm），為稀土礦化提供了必備條件。同時(shí)在以化學(xué)作用為主要作用下，原巖礦石、礦物遭受不同程度的破壞、分解，使硅鋁酸鹽礦物減少，黏土礦物增加，形成以高嶺石、石英為主的松散風(fēng)化殼，稀土元素也隨著表生作用的進(jìn)行和巖石礦物分解，呈離子狀態(tài)發(fā)生遷移，而黏土礦物又具較強(qiáng)的吸附作用使稀土元素在風(fēng)化殼中發(fā)生次生富集而形成工業(yè)礦體。同時(shí)，勘查區(qū)內(nèi)特定的地理環(huán)境，潮濕的亞熱帶氣候和適宜的pH值（5～6），也成為風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦床形成的必要條件。

3.2 含礦巖性條件

本區(qū)風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦床的形成受稀土內(nèi)生條件和表生條件雙重控制。其成礦機(jī)制表現(xiàn)為：有利的成礦母巖與有利的氣候以及地貌條件相結(jié)合，使母巖內(nèi)生稀土礦物在風(fēng)化殼中大量轉(zhuǎn)變?yōu)殡x子吸附態(tài)稀土，從而富集成礦。

成礦母巖的稀土賦存狀態(tài)和稀土濃度是決定能否成礦的兩個(gè)必要的內(nèi)生條件，而母巖的稀土賦存類(lèi)型是礦床形成的兩個(gè)必要條件中的關(guān)鍵條件。在適當(dāng)風(fēng)化條件下，有利的成礦母巖能夠?yàn)轱L(fēng)化殼提供成礦所必須的稀土離子來(lái)源，此外，礦床的稀土配分很大程度上取決于母巖的稀土配分，不同的稀土配分和母巖的形成規(guī)律，一定程度上控制了不同配分稀土礦床的成礦規(guī)律特征。

風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦的表生成礦機(jī)制表現(xiàn)為有利的氣候、地貌條件相結(jié)合，以及適度發(fā)育的硅鋁型風(fēng)化殼。氣候條件控制了本區(qū)的風(fēng)化殼總體的化學(xué)風(fēng)化程度。地貌條件特別是相對(duì)切割深度控制了風(fēng)化殼的發(fā)育與保存條件。風(fēng)化殼pH值則集中反映了一定氣候條件和地貌條件下，不同成分母巖的化學(xué)風(fēng)化程度直接影響稀土的表生富集，是成礦重要的指示特征。

可確定本區(qū)潛在找礦類(lèi)型屬海底火山沉積凝灰?guī)r風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦床，且有著較好的成礦條件：（1）成礦母巖為庫(kù)里組變質(zhì)凝灰質(zhì)粉砂巖，該層呈巨厚層，巖性較單一；（2）母巖含稀土量大于平均豐度值，說(shuō)明本區(qū)是稀土化學(xué)異常區(qū)，化學(xué)異常是稀土找礦的重要成礦條件；（3）區(qū)內(nèi)成礦母巖特性，根據(jù)其物質(zhì)來(lái)源和化學(xué)成分，具富堿貧鐵鎂組分特征；（4）新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)所形成的地形地貌對(duì)風(fēng)化殼和礦體的發(fā)育保存起著間接的作用，屬丘陵地貌或山嶺地緩地區(qū)，相對(duì)高差30～300m，基巖出露少，地表風(fēng)化殼發(fā)育，是稀土找礦的地貌標(biāo)志；（5）區(qū)內(nèi)地層的構(gòu)造裂隙發(fā)育促成表生作用的進(jìn)行和風(fēng)化殼的形成，為風(fēng)化作用提供有利的空間條件，風(fēng)化殼裂隙內(nèi)常有高嶺石等黏土礦物充填，是風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦床的間接找礦標(biāo)志。

4 找礦方向分析

區(qū)域內(nèi)風(fēng)化殼離子吸附型礦床是在有利的成礦母巖之上，發(fā)育了有利于稀土離子富集的風(fēng)化殼，集有利的內(nèi)生礦化條件和有利的表生富集條件于一體，其成礦模式是以母巖稀土濃度和賦存狀態(tài)為必要內(nèi)生礦化條件，以地貌和風(fēng)化殼pH值為必要表生成礦條件的四元一體成礦模式。

5 結(jié)語(yǔ)

這一礦床類(lèi)型的發(fā)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了稀土找礦的重大突破，為江西稀土工業(yè)發(fā)展提供了資源保障；進(jìn)一步豐富了風(fēng)化殼離子型礦床類(lèi)型，為稀土礦成礦理論、成礦模式、找礦方向提供了新的資料；大大拓寬了該類(lèi)型稀土礦的找礦空間，為江西乃至全國(guó)尋找同類(lèi)型礦床提供了有益啟迪。