廣東紫金中壩某地稀土成礦地質(zhì)特征淺析

張國恒

（廣東省地質(zhì)局第六地質(zhì)大隊, 廣東 江門 529040）

廣東紫金中壩某地稀土礦位于河源深斷裂與蓮花山深斷裂夾持區(qū)，緊鄰紫金大斷裂南東側(cè)，區(qū)域燕山期巖漿侵入、噴出活動十分強(qiáng)烈，侵入巖、噴出巖廣泛出露（圖1）。由于區(qū)域氣候炎熱潮濕，花崗巖風(fēng)化殼發(fā)育，在有利地質(zhì)地貌條件下，形成稀土富集帶，本區(qū)稀土礦是粵東稀土礦化帶中的一部分[1]。

圖1 紫金中壩某地地質(zhì)簡圖

1 區(qū)域成礦條件

1.1 含礦原巖

區(qū)內(nèi)含礦原巖為燕山三期中粗粒黑云母二長花崗巖（ηγJ32c）、中粒黑云母二長花崗巖和燕山四期細(xì)粒黑云母二長花崗巖以燕山三期二長花崗巖為主。含礦原巖的形成嚴(yán)格受紫金大斷裂控制。巖石中稀土含量較高，為本區(qū)稀土礦的形成提供了必要的物質(zhì)基礎(chǔ)。

1.2 風(fēng)化殼條件

由于本地區(qū)氣候炎熱潮濕，雨量充沛，風(fēng)化作用較強(qiáng)，對風(fēng)化殼的形成極為有利；又由于本區(qū)地處低山丘陵地貌，風(fēng)化殼保存較好，成為稀土礦的理想賦存場所。風(fēng)化殼呈面型分布，厚度一般幾米至20多米不等。依風(fēng)化程度不同，大致可分為三層：

（1）表土層（殘坡積層）：褐紅、土黃色，以粘土質(zhì)為主，含少量石英砂及植物根。厚一般0m～1m。含稀土較貧，一般不具工業(yè)礦體。

（2）全風(fēng)化層：淺紅或土黃色，成分主要為粘土、石英及少許黑色礦物。厚一般1m～10m。中上部為主要稀土礦體賦存部位。

（3）半風(fēng)化層：淺紅或灰白色，原巖結(jié)構(gòu)、構(gòu)造較清晰。稀土含量一般達(dá)不到工業(yè)礦體的品位要求。其下為新鮮巖石。

稀土元素在風(fēng)化殼中的含量呈上下貧、中間富，富集層位是全風(fēng)化層，礦物成分主要是粘土和石英，呈松散砂土狀、亞砂土狀、亞粘土狀結(jié)構(gòu)。砂土狀結(jié)構(gòu)疏松，滲透性好，富集層位偏低，富集度高；亞粘土結(jié)構(gòu)者，滲透性差，富集層位偏高，富集程度低。

1.3 化探特征

本區(qū)1:5萬水系沉積物樣La、Y結(jié)果表明，異常以La為主，次為Y，兩元素異常套合好，異常最高值La732.0×10-6、Y421.9×10-6。

2 礦體地質(zhì)特征

2.1 礦體形態(tài)及規(guī)模

礦體賦存在黑云母二長花崗巖全風(fēng)化層中。礦體形態(tài)與風(fēng)化殼形態(tài)關(guān)系密切，在平面上的形態(tài)隨地形變化呈似層狀面型展布，長約13km，寬約10km，產(chǎn)狀主要受地形條件控制，一般礦體傾向、傾角與地形一致；礦體在剖面上常隨地形呈連續(xù)的彎月形或透鏡體，向山脊兩側(cè)延伸，在沿山脊方向多作平緩起伏的似層狀展布。礦體在縱橫方向上的形態(tài)和產(chǎn)狀是由山脊向兩側(cè)傾斜，沿山脊傾伏。

礦體向兩側(cè)傾斜的傾角一般在10°～20°之間，局部最大30°。礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀，隨著所處的地貌單元及地形完整程度的不同而有差異。

2.2 礦體厚度及變化

礦體厚度一般厚1m～6m，最厚大于20m，平均厚約4m。礦體厚度與風(fēng)化殼厚度有關(guān)，并均受地形制約。當(dāng)?shù)V體位于山脊時，風(fēng)化殼厚度大，礦體也較厚；當(dāng)?shù)V體位于溝底時，風(fēng)化殼較薄，礦體也較小。礦體厚度變化除受上述地形因素影響外，還與巖性、構(gòu)造有一定聯(lián)系。另一方面巖石結(jié)構(gòu)的不同也影響礦體厚度的變化，如在中粗粒結(jié)構(gòu)中礦體厚度比細(xì)粒結(jié)構(gòu)中厚。其次，構(gòu)造裂隙的發(fā)育程度對礦體厚度也有影響，在節(jié)理、裂隙發(fā)育地段，當(dāng)巖石破碎時，就能促進(jìn)巖石風(fēng)化，使礦體厚度增大。

2.3 礦石礦物成分

礦石主要礦物成分為粘土礦物、長石、石英及云母，副礦物主要有磁鐵礦、鈦鐵礦、獨居石、磷釔礦、赤鐵礦等。

2.4 礦石類型

按礦石風(fēng)化程度和組成物質(zhì)的不同，劃分為殘坡積礦石、花崗巖全風(fēng)化礦石和花崗巖半風(fēng)化礦石。其中除花崗巖半風(fēng)化礦石為半固結(jié)礦石外，其余均為松散礦石。礦石自然類型屬黑云母二長花崗巖全風(fēng)化稀土礦石。

2.5 稀土元素賦存狀態(tài)、品位及配分

稀土元素主要呈陽離子被吸附于高嶺石、伊利石等粘土礦物表面。礦石中稀土要素總量（TR2O3）平均品位0.083%。根據(jù)不同期次不同巖性的原巖風(fēng)化殼對比結(jié)果，中粗粒黑云母二長花崗巖風(fēng)化殼平均稀土含量（ηγJ32c，0.908%）＞中粒黑云母二長花崗巖風(fēng)化殼平均稀土含量（0.794%）＞細(xì)粒黑云母二長花崗巖風(fēng)化殼平均稀土含量（ηγK13e，0.055%）。

區(qū)內(nèi)稀土樣品配分結(jié)果表明：稀土元素以La、Ce、Nd、Y為主，其次為Pr、Sm、Gd、Dy，其他元素含量較少，其中又以鈰族稀土為主，具有Ce＞La＞Nd，Ce＜La+Nd，Ce＞La+Nd，La＞Nd＞Ce四種分配特點，以Ce＞La＞Nd配分型為主，其次為Ce＜La+Nd，Ce＞La+Nd。

稀土品位中，鈰族品位0.046%～0.158%，占總量的70.02%～92.1%，釔族品位0.008%～0.025%，占總量的7.9%～29.8%，[Ce]2O3/[Y]2O3比值為5.3。

部分稀土樣品主要元素配分結(jié)果見圖2。

圖2 部分稀土樣品主要稀土元素配分折線圖

3 成礦作用

本區(qū)稀土礦成礦物質(zhì)來源于燕山三期中粗粒、中粒黑云母二長花崗巖和燕山四期細(xì)粒黑云母二長花崗巖。原巖中燕山三期的花崗巖比燕山四期的稀土含量高。含礦原巖的分布，控制了稀土礦的產(chǎn)出和分布。

本區(qū)地處低山丘陵緩坡地貌區(qū)，在亞熱帶潮濕炎熱氣候條件下，有利于巖石風(fēng)化和氧化淋濾作用的進(jìn)行，為稀土礦的形成提供了重要條件。富含稀土的黑云母二長花崗巖經(jīng)風(fēng)化后，長石等造巖礦物一方面次生為高嶺石等粘土礦物，成為TR的吸附劑[2]，另一方面，從長石等礦物中釋出的稀土為粘土的吸附提供了物質(zhì)來源。

在地表植被發(fā)育，有機(jī)酸豐富的風(fēng)化殼上部為稀土運(yùn)移、富集創(chuàng)造了有利條件。在地表酸性條件下，稀土元素轉(zhuǎn)化為溶液狀態(tài)，隨地表徑流和地面水流動和運(yùn)移（滲透）[3，4]。在垂直剖面上，稀土元素往下運(yùn)移，酸度沖淡，PH值提高，使粘土礦物在弱酸性介質(zhì)中吸附能力提高，出現(xiàn)稀土元素的富集帶。

隨著往下深度增大，距地面遠(yuǎn)，風(fēng)化作用減弱，釋出的稀土和滲透下來的稀土量減少，稀土含量降低，品位逐漸接近原巖。上述風(fēng)化剝蝕、淋濾吸附作用長期不斷地進(jìn)行，雖然礦體富集部位有所移動，但富集部位始終處于風(fēng)化殼中部（全風(fēng)化帶中部），最終形成花崗巖風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦床。