■溫開勝（廣東省核工業(yè)地質(zhì)局二九二大隊(duì)廣東河源517000）

廣東八尺風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦礦石質(zhì)量特征分析

■溫開勝
（廣東省核工業(yè)地質(zhì)局二九二大隊(duì)廣東河源517000）

風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦主要礦石類型為花崗巖型，少量為熔結(jié)凝灰?guī)r型，兩種類型的礦石物質(zhì)組成、礦石賦存狀態(tài)、稀土配分和含量變化特征基本一致，本文以八尺稀土礦為基礎(chǔ)從這些方面分析了這兩種類型礦石的具體數(shù)據(jù)及細(xì)微差別，達(dá)到更好了解風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦礦石質(zhì)量特征的目的。

風(fēng)化殼離子吸附型 物質(zhì)組成 化學(xué)成分 風(fēng)化特征 全風(fēng)化

八尺稀土礦礦石按成礦母巖分類有花崗巖風(fēng)化殼離子吸附型和熔結(jié)凝灰?guī)r風(fēng)化殼離子吸附型兩種類型，主要類型為花崗巖風(fēng)化殼離子吸附型。筆者對(duì)這兩種類型的礦石進(jìn)行了歸納總結(jié)，對(duì)此類稀土礦的發(fā)現(xiàn)和研究有一定的借鑒作用。

1　礦石物質(zhì)組成

1.1花崗巖風(fēng)化殼離子吸附型礦石

礦石主要為土狀和砂土狀的全風(fēng)化中細(xì)粒、中粗粒花崗巖，部分為呈半砂土狀的半風(fēng)化中細(xì)粒、中粗?；◢弾r和殘破積層。礦石的礦物成分有石英（砂）、風(fēng)化的長(zhǎng)石及高嶺石粘土礦物，副礦物有磁鐵礦、褐鐵礦、鋯石、鈦鐵礦、赤鐵礦、軟錳礦，微量礦物有電氣石、方鉛礦、綠簾石、黃鐵礦、重晶石等（見表1）。

表1　花崗巖風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦石副礦物含量表

1.2熔結(jié)凝灰?guī)r風(fēng)化殼離子吸附型礦石

礦石主要為土狀全風(fēng)化熔結(jié)凝灰?guī)r。部分為呈半砂半土狀半風(fēng)化熔結(jié)凝灰?guī)r和殘坡積層。礦石的礦物成分有火山灰、高嶺石類粘土，少量石英晶屑，局部見長(zhǎng)石晶屑，副礦物有磁鐵礦、鋯石、褐鐵礦、銳鈦礦、赤鐵礦、黃鐵礦、金紅石、重晶石等（見表2）。

表2　熔結(jié)凝灰?guī)r風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦石副礦物含量表

兩種礦石類型中有益組分（REO）主要呈離子狀，被粘土礦物所吸附。礦與非礦在外觀上無明顯的差異，用肉眼難于區(qū)分。

2　礦石化學(xué)成分

稀土元素在礦石中呈三種狀態(tài)出現(xiàn)：即離子吸附相；礦物相；類質(zhì)同象或固體分散相。絕大部分稀土元素呈離子吸附相存在于粘土礦物中，約占90%，而以獨(dú)立礦物和類質(zhì)同象形式存在的稀土元素僅占很少一部分。

2.1花崗巖風(fēng)化殼離子吸附型礦石

人工重砂離子相稀土總量分析顯示，礦石原礦離子相ω（REO）質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.180%；粘土礦物離子相ω（REO）質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.295%，占全礦物離子相74.21%。礦石中離子相稀土主要賦存于粘土礦物中。

對(duì)198個(gè)組合樣品進(jìn)行全相及離子相稀土氧化物分析，結(jié)果表明其中121個(gè)分析結(jié)果離子相稀土氧化物質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥0.05%的樣品計(jì)算浸取率為67.97%。

離子相ω（REO）質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.050～0.205%之間，平均ω （REO）質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.095%，全相ω（REO）質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.070～0.314%之間，平均ω（REO）質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.143%，離子相稀土占全相稀土總量的32.18～98.59%，平均67.97%。組合樣均勻分布于三個(gè)區(qū)段各礦體中，可代表花崗巖風(fēng)化殼中離子相稀土占全相稀土的比例（67.97%）。

根據(jù)121個(gè)組合樣離子相及全相稀土的分析結(jié)果，對(duì)組合樣全相、離子相ω（REO）質(zhì)量分?jǐn)?shù)曲線擬合，擬合直線為y=a+bx，其中：a=0.012140709，b=1.3728418。

原礦中輕稀土組占30.78～95.94%，平均76.41%；重稀土組占4.05～69.22%，平均23.59%。輕、重稀土占有率在不同地段變化較大，其中輕稀土平均占有率大于50%。

2.2熔結(jié)凝灰?guī)r風(fēng)化殼離子吸附型礦石

對(duì)7個(gè)組合樣品進(jìn)行全相及離子相稀土氧化物分析，結(jié)果表明其中6個(gè)分析結(jié)果離子相稀土氧化物質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥0.05%的樣品計(jì)算浸取率為63.14%。

離子相ω（REO）質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.061～0.078%之間，平均ω （REO）質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.067%，全相ω（REO）質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.094～0.121%之間，平均ω（REO）質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.107%，離子相稀土占全相稀土總量的54.39～66.67%，平均63.14%（見表2～13）。組合樣均勻分布于區(qū)段各礦體中，可代表熔結(jié)凝灰?guī)r風(fēng)化殼中離子相稀土占全相稀土的比例（63.14%）。

根據(jù)6個(gè)組合樣離子相及全相稀土的分析結(jié)果，對(duì)組合樣全相、離子相ω（REO）質(zhì)量分?jǐn)?shù)曲線擬合，擬合直線為y=a+bx，其中：a=0.001155592，b=1.568017。

原礦中輕稀土組平均占81.23%；重稀土組平均占18.77%，與花崗巖類型礦石比較接近。

綜合礦區(qū)兩種類型礦石組合樣分析結(jié)果對(duì)比可知，稀土元素有超過50%以上吸附在粘土礦物中，其它稀土元素主要分散在石英、長(zhǎng)石、云母、石英斑晶等殘留造巖礦物和少量難風(fēng)化含稀土礦物中，造成離子相稀土占全相稀土的比例變化的主要原因是風(fēng)化殼發(fā)育程度不同。

輕、重稀土在垂直方向上富集現(xiàn)象明顯，輕稀土一般在全風(fēng)化層中富集，重稀土多在半風(fēng)化層中富集。由淺部到深部，輕稀土逐漸減少，重稀土逐漸增加（見圖1）。

圖1　輕、重稀土隨深度變化曲線

從水平方向上看，稀土元素的含量與風(fēng)化殼風(fēng)化程度和厚度呈正比關(guān)系。在低緩山坡、開闊渾圓的山頭部位風(fēng)化程度較高，風(fēng)化殼厚度較大、平均品位也高；而在溝谷中厚度較小，平均品位也較低。

稀土含量在垂直剖面上，有明顯的規(guī)律性，稀土元素主要集中在全風(fēng)化層。從全區(qū)平均品位看，全風(fēng)化層略高于半風(fēng)化層。稀土元素的分布呈現(xiàn)中間富、上下貧特點(diǎn)，這是風(fēng)化殼型稀土礦的典型特征（見圖2、3）。

圖2　花崗巖型鉆孔ZK67品位變化曲線圖

圖3　熔結(jié)凝灰?guī)r型鉆孔ZK807品位變化曲線圖

經(jīng)組合樣鈮、鉭等其它元素分析及光譜半定量分析顯示，兩種類型礦石中其它元素含量達(dá)不到邊界品位，屬風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦屬單一稀土礦床。

3　礦石風(fēng)化特征

3.1花崗巖風(fēng)化殼離子吸附型礦石

礦石有殘坡積礦石、全風(fēng)化礦石和半風(fēng)化礦石三種，礦石風(fēng)化特征如下：

①殘坡積礦石：礦石呈土黃色、黃色，松散土狀，局部可見植物根系，粘土礦物較少，發(fā)育深度0～10m。

②全風(fēng)化礦石：原巖顏色發(fā)生改變，礦石呈灰紅色、灰黃色、淺紅色，松散土狀為主、少量為砂土狀，可塑，結(jié)構(gòu)疏松，質(zhì)軟、多孔易碎；風(fēng)化裂隙極發(fā)育，裂隙中充填鐵錳質(zhì)物；除石英外，大部分礦物蝕變成粘土礦物，粘土礦物較多，原巖結(jié)構(gòu)被破壞，為本礦主要的礦石類型。發(fā)育深度0～42m，層厚0.5～39.9m；

③半風(fēng)化礦石：基本保持原巖顏色，礦石呈灰色、灰白色、灰黃色、磚紅色；礦石結(jié)構(gòu)較全風(fēng)化礦石致密，呈砂土狀、砂狀、半巖半土狀，手掰易碎；風(fēng)化裂隙發(fā)育，基本可見原巖結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)石、云母等礦物部分蝕變成粘土礦物，但較全風(fēng)化礦石含量少。發(fā)育深度0～37m，層厚0.1～19m。

3.2熔結(jié)凝灰?guī)r風(fēng)化殼離子吸附型礦石

礦石有殘坡積礦石、全風(fēng)化礦石和半風(fēng)化礦石三種，礦石風(fēng)化特征如下：

①殘坡積礦石：礦石呈土黃色、棕黃色，主要由石英、粘土和亞粘土組成，局部可見少量巖石碎屑、長(zhǎng)石晶屑和腐殖土，發(fā)育深度0～4m。

②全風(fēng)化礦石：原巖顏色發(fā)生改變，礦石呈灰白、淺灰色，松散土狀為主，主要由石英和風(fēng)化長(zhǎng)石組成，長(zhǎng)石已完全風(fēng)化成高嶺石等粘土礦物，多數(shù)仍保留其外形，原巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造隱約可辨，為稀土礦主要富集部位。發(fā)育深度0～18m，層厚1.2～16m；

③半風(fēng)化礦石：基本保持原巖顏色，礦石呈淺灰色，主要由半風(fēng)化長(zhǎng)石、石英和高嶺石類粘土礦物組成。原巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造基本清楚，發(fā)育深度0～19.5m，層厚0.6～4m。

4　結(jié)束語

綜上所述，礦石主要為土狀和砂土狀的全風(fēng)化中細(xì)粒、中粗?；◢弾r和土狀全風(fēng)化熔結(jié)凝灰?guī)r。有益組分（REO）主要呈離子狀，絕大部分稀土元素呈離子吸附相存在于粘土礦物中，約占90%。輕稀土平均占有率大于50%，輕稀土一般在全風(fēng)化層中富集，重稀土多在半風(fēng)化層中富集，由淺部到深部，輕稀土逐漸減少，重稀土逐漸增加。水平方向上稀土元素的含量與風(fēng)化殼風(fēng)化程度和厚度呈正比關(guān)系，垂直方向上稀土元素主要集中在全風(fēng)化層，稀土元素的分布呈現(xiàn)中間富、上下貧特點(diǎn)，這是風(fēng)化殼型稀土礦的典型特征。

[1]溫開勝,朱曉瓊,劉瑞強(qiáng).廣東省平遠(yuǎn)縣八尺稀土礦資源儲(chǔ)量核實(shí)報(bào)告.2013.

F407.1[文獻(xiàn)碼]B

1000～405X（2016）～4～103～2