崔丙志

（河北省地礦局第九地質(zhì)大隊(duì)，河北 邢臺(tái) 054000）

稀土是化學(xué)元素周期表中鑭系15個(gè)元素和21號(hào)元素鈧、39號(hào)元素釔的總稱，目前據(jù)地質(zhì)學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的稀土礦物有250種以上，而其中最具有價(jià)值并且已經(jīng)運(yùn)用到商業(yè)中產(chǎn)生商業(yè)價(jià)值的稀土礦有50種～60種[1]，其中因稀土的雜質(zhì)含量而對(duì)稀土的一些性能產(chǎn)生影響，最突出的影響是隨著雜質(zhì)含量的升高稀土材料的導(dǎo)電性能下降，而稀土雜質(zhì)含量一般以稀土礦地相關(guān)，因此本文提出了河北省張家口地區(qū)稀土礦地質(zhì)特征成礦規(guī)律的研究。本文通過(guò)了解稀土礦床特征，了解相關(guān)礦體特征、礦石組構(gòu)以及礦床成因等找到成礦規(guī)律，對(duì)稀土成礦進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而完成本文的研究，了解相關(guān)稀土礦的雜質(zhì)含量等并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)其商業(yè)價(jià)值等。

1 稀土礦床特征

在河北省張家口地區(qū)的礦床大多存在于稀土礦體巖體的風(fēng)化殼中，尤其是經(jīng)過(guò)數(shù)億年風(fēng)化的全風(fēng)化層。據(jù)地質(zhì)學(xué)家的相關(guān)研究分析出礦床中的礦體規(guī)模、位置、表面形態(tài)產(chǎn)出狀況以及外部的風(fēng)化殼分布等差異微小，大多呈現(xiàn)層片狀、似層片狀。風(fēng)化殼常年受地表水分子的沖刷以及外部暴露部分受到的風(fēng)化作用使其剝蝕和切割。礦體在地平表面上方以各種不規(guī)則的形狀呈不連續(xù)的曲平面型分布[2]。礦床中的七個(gè)礦體分別以港灣狀、透鏡狀、鏈條狀以及橢圓狀等呈現(xiàn)，其中橢圓狀礦體分布的短軸方向與礦床山體走向相同，并且有著風(fēng)化殼礦床的一些形態(tài)特征。通過(guò)對(duì)著七大礦體形態(tài)研究發(fā)現(xiàn)礦體分布大部分是受巖石風(fēng)化以及地形地貌的影響，其中在低緩的山體礦體中，風(fēng)化殼厚度通常較大以及稀土的分布大多比較均勻，并且稀土的雜質(zhì)含量較高，這一礦體通常用于工業(yè)生產(chǎn)較多；而處于山坡等位置的則相反，其風(fēng)化殼厚度通常較小，大多是非礦體。因此在這部分通過(guò)了解礦體特征，相關(guān)礦石組構(gòu)以及礦床的成因，從而確定礦床中礦體的分布及走向等，能夠?qū)埣铱诘貐^(qū)稀土礦床進(jìn)行更加準(zhǔn)確的勘查。

1.1 礦體特征

河北省張家口地區(qū)的賦礦巖性為黑云母石英片巖、二云母石英巖等，其形成原因是三疊系西康群砂頁(yè)巖經(jīng)歷了部分區(qū)域變質(zhì)以及與地下水長(zhǎng)年累月的接觸變質(zhì)作用漸漸形成，其分布在礦區(qū)中部。礦區(qū)中賦存七個(gè)礦體，雖然這七個(gè)礦體大小相差較大，礦體延展面積在0.027km2～1.527km2之間。礦體的平均厚度在5.32m～13.7lm之間，礦床平均厚度為8.69m，其厚度變化系數(shù)多集中在52%，礦體厚度總體呈穩(wěn)定程度。礦體品位變化情況表如表1所示，品位變化系數(shù)在21.6%～60%之間，稀土組分分布呈均勻程度。

表1 礦體品位變化情況表

1.2 礦石結(jié)構(gòu)

經(jīng)過(guò)對(duì)七個(gè)礦體的分析發(fā)現(xiàn)，其礦石存在三種類型，分別是浸染狀礦石、斑雜狀礦石、條帶狀礦石。

浸染狀礦石，這類礦石肉眼觀察為細(xì)顆粒狀，在顯微鏡下分布稀疏且呈浸染狀，由于這類礦石的特殊結(jié)構(gòu)以及礦物顆粒細(xì)小等決定了選取時(shí)不可通過(guò)手選，只能使用相關(guān)的機(jī)器進(jìn)行選擇。斑雜狀礦石，這類礦石顆粒較粗，大部分呈綠色，選取這部分礦石時(shí)可通過(guò)手選進(jìn)行，有部分礦石也可通過(guò)細(xì)晶機(jī)和粗晶機(jī)混合進(jìn)行選擇。條帶狀礦石，這類礦石由微晶顆粒礦石與粗晶顆粒礦石相間排列成帶并分布。

肉眼觀察發(fā)現(xiàn)其形狀有板狀的巨型晶體，也有梳狀緊密排列的細(xì)小晶體，而顯微鏡下，這類礦石與石英、長(zhǎng)石共生連接，以板條狀和顆粒狀分布，如圖1所示，通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)從細(xì)微晶的絲狀到粗晶狀，礦物顆粒的大小相應(yīng)發(fā)生變化，這位之后的勘查工作奠定了一定的基礎(chǔ)。

圖1 顯微鏡下條帶狀礦石

1.3 礦床成因

河北省張家口地區(qū)的稀土礦床成因大多是風(fēng)化殼離子吸附稀土礦床?；◢弾r風(fēng)化殼通過(guò)離子吸附作用使部分稀土離子依附在粘土礦物中從而形成礦床。同時(shí)花崗巖是由于原來(lái)的稀土礦物以及含有依附型離子礦物同時(shí)經(jīng)過(guò)風(fēng)化作用以及自然水的沖刷作用而形成，其中稀土元素通過(guò)和水的融合首先形成弱堿性的水合離子，之后成巖礦物長(zhǎng)石等粘土礦物與水合滲透融合的水合離子在稀土中進(jìn)行離子吸附與置換富集等，在這一過(guò)程中高嶺石的物質(zhì)結(jié)構(gòu)成為稀土離子的有效載體，另外隨著風(fēng)化的剝蝕作用以及風(fēng)化作用使得離子逐漸富集，從而形成風(fēng)化殼離子吸附稀土礦床。

2 成礦規(guī)律研究

（1）成礦規(guī)律。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)礦床形成規(guī)律在時(shí)間上、空間上存在差異，同時(shí)礦床形成與地形地貌相關(guān)以及成礦物質(zhì)來(lái)源等也影響著礦床的形成，在時(shí)間上主要是風(fēng)化時(shí)間長(zhǎng)短的影響以及風(fēng)化的時(shí)間段等對(duì)礦床的形成產(chǎn)生影響，一般風(fēng)化時(shí)間長(zhǎng)的以及處于第四紀(jì)的風(fēng)化時(shí)間段通常礦床較易形成，在空間上，通常是遠(yuǎn)古時(shí)代樹木較多的地區(qū)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的風(fēng)化、沉淀以及掩埋和水沖刷等作用形成礦床。這樣的礦床在全風(fēng)化層的稀土元素分布較為稀疏，并且不同部位稀土礦程度也不盡相同，同時(shí)其礦化程度還呈現(xiàn)一定的規(guī)律性。

（2）成礦預(yù)測(cè)。通過(guò)對(duì)這一礦床規(guī)律的研究發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生礦物的區(qū)域氣候較為溫暖且周圍環(huán)境較為潮濕，以及周圍被較多植被覆蓋，同時(shí)具有良好的離子吸附效果以及礦床成礦的地理環(huán)境的一個(gè)地域，因此在這種環(huán)境下極易形成稀土礦體，從而對(duì)于尋找稀土礦床時(shí)可依照這種環(huán)境進(jìn)行探索。

3 結(jié)語(yǔ)

本文提出了河北省張家口地區(qū)稀土礦地質(zhì)特征及成礦規(guī)律研究，在這一研究中，通過(guò)了解礦體特征，分析礦石組構(gòu)以及探索礦床成因確定稀土礦床特征，另外找到成礦規(guī)律，進(jìn)行成礦預(yù)測(cè)，從而有效的提高稀土礦勘查工作的效率，為國(guó)家戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源勘查事業(yè)做出貢獻(xiàn)。