云南勐海地區(qū)稀土礦找礦方向研究

張 祎，夏金鑫，王 維

(四川省煤田地質(zhì)局一四一隊(duì)，德陽(yáng) 618000)

0 引 言

2020年四川省煤田地質(zhì)局一四一隊(duì)根據(jù)西南地區(qū)三稀資源調(diào)查結(jié)果，為優(yōu)選一批具有三稀資源開(kāi)發(fā)潛力的區(qū)域，對(duì)云南省勐海地區(qū)稀土礦找礦方向進(jìn)行了研究，主要完成了調(diào)查路線225 km，測(cè)制1：10 000綜合地化剖面8 km，采集巖屑樣25件，稀土分析樣6件。基本摸清了云南勐海地區(qū)稀土礦找礦方向并優(yōu)選出了一些找礦靶區(qū)，該文即對(duì)該項(xiàng)專題研究進(jìn)行介紹說(shuō)明。

1 研究區(qū)三稀資源概況

云南省現(xiàn)已查明的成規(guī)模稀土金屬礦床主要有7個(gè)，這7個(gè)礦床分別是金平阿得博獨(dú)居石砂礦床、勐海勐往獨(dú)居石砂礦床、勐海獨(dú)居石砂礦床、隴川隴把鎮(zhèn)龍安稀土礦床、勐海勐阿獨(dú)居石砂礦床、勐海勐康磷釔礦床、牟定小水橋褐釔鈮礦礦床。其中金平阿得博獨(dú)居石砂礦床、勐海勐往獨(dú)居石砂礦床、勐海獨(dú)居石砂礦床、隴川隴把鎮(zhèn)龍安稀土礦床4個(gè)礦床為輕稀土礦床；勐海勐阿獨(dú)居石礦、勐海勐康磷釔礦、牟定小水橋褐釔鈮礦3個(gè)礦床為重稀土礦床。

巖漿巖與稀土礦緊密聯(lián)系，研究區(qū)位于云南省勐海地區(qū)，區(qū)內(nèi)巖漿巖較為發(fā)育，區(qū)域上屬于“臨滄花崗巖基”的南段，呈NNW-SSE向橫穿全區(qū)，見(jiàn)圖1，巖漿侵入時(shí)代主要為三疊紀(jì)，此外還有二疊紀(jì)花崗巖。勐海構(gòu)造巖漿巖帶內(nèi)的“臨滄花崗巖復(fù)式巖基”，為稀土礦成礦有利的巖體，巖性主要為酸性。

2 研究區(qū)稀土礦成礦條件

稀土元素多數(shù)由侵入巖、噴出巖等巖漿巖從地球深部帶出至地表，而具有一定厚度的風(fēng)化殼內(nèi)顆粒比表面積大并富含風(fēng)化后形成的黏土礦物，這些條件往往對(duì)稀土元素具有一定的吸附能力，通過(guò)吸附作用在風(fēng)化殼內(nèi)富集成礦。研究區(qū)稀土礦成礦條件即從風(fēng)化殼厚度及其具備的吸附力進(jìn)行研究。

圖1 研究區(qū)內(nèi)侵入巖分布圖Fig.1 Distribution of intrusive rocks in the study area

(1)研究區(qū)風(fēng)化殼特征

離子吸附型稀土礦主要存在于花崗巖體風(fēng)化殼中，區(qū)內(nèi)各巖體風(fēng)化殼發(fā)育程度均較高，與前人資料顯示的風(fēng)化殼厚度隨海拔升高而變薄的規(guī)律不同，研究區(qū)內(nèi)風(fēng)化殼厚度由山谷—山腰—山頂逐級(jí)遞增，平均厚度20 m左右。區(qū)內(nèi)植被覆蓋率高，溫差極大且濕度高，風(fēng)化作用以物理風(fēng)化作用為主，見(jiàn)圖2、圖3，次為生物及化學(xué)風(fēng)化。

風(fēng)化殼垂向分層特征明顯，完整的風(fēng)化殼由上至下可依次分為全風(fēng)化帶腐殖層、粘土層—強(qiáng)風(fēng)化帶砂質(zhì)粘土層—半風(fēng)化帶碎石層—原生帶基巖層。以區(qū)內(nèi)班章村二長(zhǎng)花崗巖風(fēng)化殼為例，見(jiàn)圖2，其全風(fēng)化帶主要為黑褐色腐殖層(厚<10 cm)、粘土層(厚10～25 cm)；強(qiáng)風(fēng)化帶主要為灰白色砂質(zhì)粘土層，呈砂狀，主要成分為粘土礦物、長(zhǎng)石、少量石英及白云母等，厚度約9.2 m；半風(fēng)化帶主要為花崗巖碎石層，轉(zhuǎn)石仍保留原巖結(jié)構(gòu)，僅少量長(zhǎng)石風(fēng)化為淺褐色高嶺土，厚度約11.1 m且未見(jiàn)底；原生帶基巖層在整個(gè)區(qū)內(nèi)較為少見(jiàn)，厚度不詳。

圖2 勐海班章地區(qū)二長(zhǎng)花崗巖風(fēng)化殼垂向分帶特征Fig.2 Vertical zoning features of adamellite weathering crust in Banzhang area，Menghai

(2)風(fēng)化強(qiáng)度(吸附能力)

為了解區(qū)內(nèi)主要侵入體風(fēng)化殼對(duì)稀土元素的吸附能力，初步評(píng)價(jià)形成風(fēng)化殼型離子吸附稀土礦床的條件，該次工作于班章二長(zhǎng)花崗巖基巖及風(fēng)化殼采集了巖礦鑒定樣，利用Al2O3可在較寬PH值條件下發(fā)生沉淀并隨風(fēng)化程度加深而富集的原理，引入退堿系數(shù)即K=Al2O3/(Na2O+K2O+CaO)評(píng)價(jià)巖體化學(xué)風(fēng)化強(qiáng)度和風(fēng)化殼發(fā)育程度，鑒定結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 班章二長(zhǎng)花崗巖退堿系數(shù)特征表Tab.1 Features of alkali removal coefficient of Banzhang monzogranite

通過(guò)分析結(jié)果可見(jiàn)，無(wú)論從風(fēng)化殼退堿系數(shù)本身亦或是風(fēng)化殼退堿系數(shù)/基巖退堿系數(shù)來(lái)看，均顯示了區(qū)內(nèi)三疊紀(jì)二長(zhǎng)花崗巖的風(fēng)化殼發(fā)育程度極高，巖體中稀土元素易富集于風(fēng)化殼中形成稀土礦床。橫向?qū)Ρ闰v沖-隴川地區(qū)已有中型稀土礦床的巖體來(lái)看，研究區(qū)內(nèi)風(fēng)化殼發(fā)育程度遠(yuǎn)高于騰沖-隴川地區(qū)，因此推測(cè)區(qū)內(nèi)二長(zhǎng)花崗巖在離子吸附型稀土礦成礦條件上較騰沖-隴川地區(qū)巖體更有優(yōu)勢(shì)。

3 侵入巖體稀土元素富集特征及找礦方向

該次工作對(duì)區(qū)內(nèi)較有代表性的不同巖體(ηγT、ηT及γδP)于公路邊巖體斷面上利用刻槽取樣法分別對(duì)基巖及風(fēng)化殼采集了巖礦鑒定樣，見(jiàn)表2、表3和圖3。鑒于該次采樣的隨機(jī)性，樣品分析結(jié)果較能反映本區(qū)域巖體稀土元素特征。

1)稀土元素特征

本區(qū)域主要的三期巖體母巖均表現(xiàn)為輕稀土元素富集的右傾型分配式，見(jiàn)圖4。針對(duì)基巖而言，三疊紀(jì)二長(zhǎng)花崗巖及二疊紀(jì)花崗閃長(zhǎng)巖在曲線形態(tài)上基本一致，而三疊紀(jì)二長(zhǎng)巖曲線形態(tài)與前兩者比差別較大，說(shuō)明了作為臨滄花崗巖基主體的三疊紀(jì)二長(zhǎng)花崗巖及二疊紀(jì)花崗閃長(zhǎng)巖具有相似的源區(qū)及成巖過(guò)程，或者可以說(shuō)二者具有相同的成礦背景。

圖3 研究區(qū)稀土元素富集圖Fig.3 Rare earth element enrichment map

表2 研究區(qū)不同巖體稀土元素分析結(jié)果表Tab.2 Rare earth element analysis results of different rock masses

表3 研究區(qū)不同巖體稀土元素特征參數(shù)表Tab.3 Feature parameters of rare earth elements in different rock masses

2)找礦方向分析

(1)通過(guò)巖體稀土元素分配圖來(lái)看，除二長(zhǎng)花崗巖外，其它巖體風(fēng)化殼稀土元素分配模式與其相對(duì)應(yīng)的母巖稀土元素配分模式基本一致，具有一脈相承的延續(xù)性，而二長(zhǎng)花崗巖分配模式的突變暗示了在其風(fēng)化殼內(nèi)尋找離子吸附性稀土礦床的可能。

(2)三疊紀(jì)二長(zhǎng)花崗巖基巖與風(fēng)化殼內(nèi)稀土含量變化極大，主要表現(xiàn)在風(fēng)化殼內(nèi)稀土總量大大增加及重稀土元素的富集，推測(cè)這與前文發(fā)現(xiàn)的二長(zhǎng)花崗巖風(fēng)化殼吸附能力極強(qiáng)有關(guān)。同時(shí)，值得注意的是重稀土元素的富集，對(duì)是否有尋找更有價(jià)值的重稀土礦床的潛力這一問(wèn)題進(jìn)行了初步解答。

(3)相較于瀾滄富東離子吸附型稀土礦床，2者成礦母巖相同，具有相似成礦背景，該區(qū)域內(nèi)三疊紀(jì)二長(zhǎng)花崗巖稀土元素含量更高，有尋找類似更大礦床的潛力。

圖4 研究區(qū)主要巖體稀土元素配分圖Fig.4 Rare earth element distribution in main rock mass

4 結(jié) 語(yǔ)

(1)通過(guò)對(duì)各巖體風(fēng)化殼及基巖稀土樣橫向及縱向?qū)Ρ确治?，認(rèn)為二長(zhǎng)花崗巖風(fēng)化殼內(nèi)稀土元素異常富集，與二長(zhǎng)花崗巖基巖稀土元素含量及分配模式相去甚遠(yuǎn)，因此區(qū)內(nèi)二長(zhǎng)花崗巖風(fēng)化殼應(yīng)為稀土礦找礦的主要方向。

(2)各巖體稀土元素富集情況各不相同，三疊紀(jì)二長(zhǎng)花崗巖稀土元素含量高，推測(cè)成礦潛力最大；其次為二疊紀(jì)花崗閃長(zhǎng)巖；而三疊紀(jì)二長(zhǎng)巖成礦潛力最小。

(3)該區(qū)巖漿巖分布廣泛，與富東稀土礦成礦母巖相同，具有相同的成礦背景。巖體風(fēng)化殼極厚、吸附能力強(qiáng)、輕稀土元素富集，因該本區(qū)應(yīng)以找離子吸附型輕稀土礦為主。