李 江

（廣東省有色金屬地質(zhì)局九三三隊(duì)，廣東 肇慶 526060）

1 礦區(qū)地質(zhì)

1.1 地層

礦區(qū)內(nèi)地層僅出露第四系（Q），可分為殘坡積層、沖洪積層及山麓堆積層。

（1）殘坡積層：呈大面積面狀分布在中低山丘陵地貌區(qū)的地表，主要分布在山脊、山坡等地勢(shì)平緩地段。巖性主要為淺褐黃、淺黃色砂質(zhì)粘土、砂、巖屑及基巖風(fēng)化碎塊，厚0.50m～4.0m，平均2.55m，頂部一般見0.1m～0.3m厚的腐殖土層，表層受腐殖質(zhì)影響呈灰色、黃灰色，局部含植物碎屑等。

（2）沖洪積層：主要分布在現(xiàn)代河流和一級(jí)階地上，厚度0.30m～4.00m、平均為2.15m。巖性主要為黃色、褐黃色粉砂質(zhì)、砂質(zhì)亞粘土、粘土，現(xiàn)多為農(nóng)田。

（3）山麓堆積層：主要分布于礦區(qū)西北部、中部和東南部，厚度約1.0m～10.0m，平均7.50m。主要由礫石、砂礫、含礫砂質(zhì)粘土組成。

1.2 構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)斷裂構(gòu)造，僅在局部發(fā)育少量裂隙，多為石英脈充填，不成規(guī)模。

1.3 巖漿巖

（1）斑狀黑云母花崗巖：主要分布于礦區(qū)內(nèi)東南部、中部及西北部地區(qū)，出露面積約7.78km2，呈灰白色、肉紅色，似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物成分為條紋長(zhǎng)石（35%～50%）、正長(zhǎng)石（1%～5%）、更-中長(zhǎng)石（20%～25%）、石英（20%～35%）、黑云母(4%～7%)。巖石化學(xué)特征：巖石化學(xué)成分SiO269.36%～71.68%，Al2O312.83%～13.72%，K2O+Na2O 5.52%～6.33%，K2O＞Na2O。里特曼指數(shù)σ介于1.81～1.97之間，屬鈣堿性花崗巖類。

（2）黑云母花崗巖：主要分布于礦區(qū)內(nèi)東北部、西北部及南部偏西地區(qū)，出露面積約8.77km2，呈灰白色、少量肉紅色，中細(xì)粒花崗結(jié)構(gòu)，主要礦物成分為正長(zhǎng)石（10%～30%）、條紋長(zhǎng)石（10%～35%）、鈉-更長(zhǎng)石（20%～25%）、石英（20%～25%）、黑云母（3%）。巖石化學(xué)特征：巖石化學(xué)成分SiO269.36%～71.68%，Al2O312.83%～13.72%，K2O+Na2O 5.52%～6.33%，K2O ＞Na2O。里特曼指數(shù)σ介于1.81～1.97之間，屬鈣堿性花崗巖類。

1.4 圍巖蝕變

區(qū)內(nèi)圍巖蝕變發(fā)育比較明顯，熱液蝕變受巖漿巖和斷裂等控制，從鉆探揭露的結(jié)果來看，蝕變現(xiàn)象主要有鉀長(zhǎng)石化、鈉長(zhǎng)石化，其次為綠泥石、硅化、絹云母化、碳酸鹽化、泥化等。

鉀長(zhǎng)石：呈半自形-他形板狀，粒徑1.4mm～12.8mm，大于10mm者視為斑晶。

綠泥石化：主要由斜長(zhǎng)石蝕變而來，一種附著在斜長(zhǎng)石表面，成鱗片狀集合體充填于礦物間隙中；另一種成細(xì)脈狀，一般為淡綠色。

硅化：以細(xì)脈充填為主，小團(tuán)塊狀交代為次，呈他形粒狀或不規(guī)則狀（粒徑1.6mm～9mm），少數(shù)為細(xì)晶狀，充填狀分布于長(zhǎng)石顆粒間。

絹云母化：花崗巖中斜長(zhǎng)石普遍出現(xiàn)淺黃綠色的絹云母化。

碳酸鹽化：多數(shù)成細(xì)脈狀、不規(guī)則狀充填，少數(shù)成薄膜狀，呈灰白色和淺肉紅色。

1.5 地貌特征

礦區(qū)整體屬粵西北中低山丘陵地貌，區(qū)內(nèi)地貌類型為中低山、丘陵和第四系沖洪積地貌，多為植被覆蓋；地勢(shì)總體北東高南西低，最高點(diǎn)海拔約+670m（東面中部山伯頂西面山坡），最低海拔標(biāo)高約+118m（南面古城河面），最大高差552m。山間丘陵洼地多分布季節(jié)性溪溝。第四系沖洪積地貌主要分布于礦區(qū)內(nèi)中部偏東面、東南面、西北面地區(qū)，分布面積約3.54km2；低山丘陵地貌廣泛分布于全區(qū)，海拔標(biāo)高+200m～+500m，分布面積約16.36km2；中山地貌主要分布于礦區(qū)東面中部山伯頂山，海拔標(biāo)高+500m～+670m，分布面積約0.19km2。中低山丘體巖石為花崗巖，表層一般覆蓋數(shù)米厚的殘坡積層，巖石風(fēng)化帶厚度較大；林業(yè)較為發(fā)達(dá)，本類型地貌是稀土礦體所在地貌單元,因局部山坡體坡度較大，易產(chǎn)生崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，對(duì)采礦不利。區(qū)內(nèi)北東高南西低，有一條經(jīng)由藍(lán)鐘鎮(zhèn)到古城村和太平村的鄉(xiāng)道呈“Y”字形穿叉，兩邊為低山區(qū)環(huán)繞，其間溪流和小型魚塘零星分布。

1.6 花崗巖風(fēng)化殼特征

礦區(qū)內(nèi)中低山丘陵地貌，為礦區(qū)最大的地貌單元，多呈渾圓山頂，凸形緩坡坡形。風(fēng)化殼出露標(biāo)高118.0m～670.0m，分布面積約16.55km2。風(fēng)化殼一般山頭（脊）厚度大，山腰次之，山腳薄，在礦區(qū)東面山頂有基巖零星出露。風(fēng)化殼顏色主要為土黃色、灰白色、淺肉紅色，呈疏松砂狀結(jié)構(gòu)。發(fā)育完整的風(fēng)化殼按其風(fēng)化程度從上至下可分為殘坡積層、全風(fēng)化層、中風(fēng)化層三層，彼此逐漸過渡，往深部過渡為弱-未風(fēng)化基巖。有的地方僅出現(xiàn)其中的一層或兩層。具體如下：

1.6.1 上部殘坡積層

由腐殖土、殘坡積層砂土組成；頂部腐殖土，黑褐色，主要由植物根系、粘土、砂質(zhì)組成，幾乎覆蓋全區(qū)，為花崗巖風(fēng)化殼上部覆蓋層，厚度0m～0.30m，個(gè)別厚達(dá)2.00m；殘坡積層砂土由灰褐色、土黃色亞粘土及少量花崗巖碎屑組成，厚0m～3.00m，個(gè)別厚度達(dá)10.00m，平均厚度1.96m。

1.6.2 中部全風(fēng)化層

顏色為淡黃色、黃褐色、灰白色及淺肉紅色，主要由粘土礦物、石英、黑云母及高嶺土礦物組成，偶見花崗巖的碎塊；結(jié)構(gòu)松散，手捏易碎，石英顆粒較稀散，顆粒粒徑0.2mm～2.60mm。全風(fēng)化花崗巖形態(tài)簡(jiǎn)單，平面上呈面狀分布，形成不規(guī)則面狀塊體，厚度一般為3.00m～25.00m，少量達(dá)30.00m，平均厚度17.97m，為稀土礦主要含礦層。

1.6.3 下部為中風(fēng)化層

顏色為灰白色、淺肉紅色，主要由長(zhǎng)石、石英、黑云母等礦物組成，該層保持了花崗巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，但長(zhǎng)石已經(jīng)開始風(fēng)化。風(fēng)化殼形態(tài)與地形相似，大部分覆蓋于山頂（基巖）之上，平面上呈面狀分布，剖面上呈層狀、似層狀，延伸方向與山脊方向相一致，傾斜方向與地形坡向相同，傾角較地形坡角略緩。通過機(jī)械鉆探驗(yàn)證，礦區(qū)溝谷中風(fēng)化殼發(fā)育良好，厚度一般介于1.60m～14.50m之間；根據(jù)樣品分析結(jié)果得知一、二級(jí)水系風(fēng)化殼中所有樣品均未達(dá)到工業(yè)品位，只有個(gè)別樣品達(dá)到邊界品位，說明本區(qū)一、二級(jí)水系將稀土礦體分隔，構(gòu)成礦體邊界，可視為離子吸附型稀土礦體的底板層。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦體特征

礦區(qū)為花崗巖風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦床，礦體賦存于花崗巖風(fēng)化殼中，礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀與風(fēng)化殼基本一致，呈面形分布，覆蓋于山頂（基巖）之上。根據(jù)溝谷、溪（河）流分割情況在探礦權(quán)范圍內(nèi)圈定了6個(gè)稀土工業(yè)礦體，自西向東、自北而南編號(hào)依次為V1～V6。全區(qū)稀土礦體呈似層狀賦存于燕山三期花崗巖風(fēng)化殼中。礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀與風(fēng)化殼基本一致，呈面形分布；受溝谷、溪流分割及礦區(qū)邊界所限，礦體平面形態(tài)呈不規(guī)則狀；剖面形態(tài)呈層狀、似層狀，呈“新月形”，礦體順山脊側(cè)伏延伸，順山坡坡向傾斜，傾角較地形坡角略緩；礦體厚度一般是山脊得知厚，山腰、山腳逐漸變薄乃至尖滅。礦區(qū)共圈定6個(gè)稀土工業(yè)礦體，現(xiàn)就2號(hào)主要礦體特征簡(jiǎn)述如下：

V2工業(yè)礦體：礦體平面上總體呈東西向展布的不規(guī)則多邊形，分布面積約2.18km2，空間上呈似層狀產(chǎn)出，產(chǎn)狀較平緩，一般傾角在5°～15°。礦體東西向長(zhǎng)最大約2.13km，南北向?qū)捵畲蠹s1.91km，賦存標(biāo)高+367m～+131m，埋深2.0m～27.0m。礦體厚度3.18m～15.57m，平均7.78m。根據(jù)采樣測(cè)試結(jié)果，礦體單工程全相REO平均品位0.0520%～0.1305%，離子相REO平均品位0.0329%～0.1117%。經(jīng)加權(quán)計(jì)算，礦體全相REO平均品位為0.0945%，離子相REO平均品位0.0783%。

2.2 礦石特征

（1）礦物組成：礦區(qū)內(nèi)礦體主要賦存在斑狀黑云母花崗巖的風(fēng)化殼中，其次為黑云母花崗巖的風(fēng)化殼中；顏色呈淡黃色、灰白色、淺肉紅色，主要由高嶺土、石英及風(fēng)化殘留的鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、云母等組成，含少量褐鐵礦、普通角閃石、鋯石等副礦物。

（2）結(jié)構(gòu)構(gòu)造：原巖經(jīng)風(fēng)化后，仍具原巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征。中風(fēng)化層仍保持原巖似斑狀花崗結(jié)構(gòu)、花崗結(jié)構(gòu)和塊狀構(gòu)造（原巖的鉀長(zhǎng)石和斜長(zhǎng)石被高嶺土類粘土礦物取代）；全風(fēng)化上層則為殘破積砂土，呈松散土狀，石英呈顆粒狀，質(zhì)地松散；全風(fēng)化層介于兩者之間，靠近殘坡積層偏松散，靠近中風(fēng)化層較致密，可見原巖結(jié)構(gòu)特征，剖面上呈層狀、似層狀。

（3）礦石主要化學(xué)成分：較之原巖巖石化學(xué)成分，礦石（或風(fēng)化殼）SiO2含量較高，普遍高于60%，Al2O3含量12.37%～14.86%,Na2O含量普遍偏低，K2O含量較原巖變化不大，CaO含量降低，不同巖類礦石化學(xué)成分特征差異不大。

2.3 礦石稀土元素特征

（1）稀土元素氧化物含量：花崗巖風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦床是由含稀土豐度較高的母巖（斑狀黑云母花崗巖、黑云母花崗巖）經(jīng)表生風(fēng)化作用解離粘土礦物吸附并富集成礦，稀土含量一般為原巖的3～8倍，單工程礦石全相REO平均品位一般為0.08%～0.12%，最高達(dá)0.23%，全區(qū)礦石中全相REO平均品位為0.0916%。

（2）稀土元素變化規(guī)律：平面上，在山頂、山脊部位稀土元素含量較高，山坡、山腳部位含量較低，順山脊及緩山坡礦體變化幅度小，橫切山脊及陡山坡變化幅度較大（圖1）；垂向上，自地表往下至中風(fēng)化層，稀土元素含量由低到高，又由高到低，直至接近原巖含量（圖2）；從圖1、圖2看，稀土元素含量高地段和礦體厚度大地段基本吻合，說明稀土元素含量隨礦體厚度的增大而增高，具有共消長(zhǎng)的關(guān)系。

圖1 礦體厚度品位變化曲線圖

圖2 單工程稀土含量變化曲線圖

（3）稀土配分特征：根據(jù)離子相稀土氧化物總量配分結(jié)果看，本區(qū)花崗巖風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦總體上屬富釔貧銪重稀土。

離子相稀土氧化物總量配分為：輕稀土（La2O3+CeO2+Pr6O11+Nd2O3）：44.77%；中稀土（Sm2O3+Eu2O3+Gd2O3）：8.36%；重稀土（Tb4O7+Dy2O3+Ho2O3+Er2O3+Tm2O3+Yb2O3+Lu2O3+Y2O3）：46.87%。

主要計(jì)價(jià)元素配分平均為：Y2O335.22%；Pr6O114.53%；Nd2O316.43%；Eu2O30.41%；Tb4O70.76%；Dy2O34.33%。

3 礦床成因

離子吸附型稀土礦床主要由含稀土的斑狀黑云母花崗巖及黑云母花崗巖經(jīng)風(fēng)化而成，發(fā)育程度與巖石的礦物成分和表生作用密切相關(guān)。亞熱帶溫暖濕潤(rùn)的氣候條件下，稀土礦物隨原生巖石風(fēng)化后，長(zhǎng)石類礦物變?yōu)檎惩恋V物作為稀土陽離子的吸附劑，稀土礦物逐漸解體形成稀土離子進(jìn)入水溶液，在沿風(fēng)化層裂隙向下滲濾過程中，最后形成了有一定規(guī)模的富含稀土并能夠經(jīng)濟(jì)回收利用的花崗巖風(fēng)化殼。礦區(qū)位于廣東省懷集縣，地處金雞頂巖體西南緣，成礦物質(zhì)主要來源于燕山三期斑狀黑云母花崗巖及黑云母花崗巖；該區(qū)地處熱帶亞熱帶，植被發(fā)育良好，常年不斷的中等降雨構(gòu)成了地表的長(zhǎng)久溫濕條件，最有利于風(fēng)化殼和離子吸附型稀土礦床的形成。

4 找礦標(biāo)志

（1）本區(qū)粗粒斑狀黑云母花崗巖及中粗黑云母花崗巖是花崗巖風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦的巖石標(biāo)志。

（2）風(fēng)化殼和全風(fēng)化層的發(fā)育情況，可表明礦體保存的完整程度，是尋找本類礦床的直接找礦標(biāo)志。

（3）低山丘陵、渾圓山頂、凸形地形是本類礦床有利的地貌標(biāo)志。

（4）鉀長(zhǎng)石化、鈉長(zhǎng)石化、高嶺石化、褐簾石化等，與稀土礦有關(guān)的蝕變作用是尋找風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦的蝕變標(biāo)志。

（5）民采標(biāo)志：民采點(diǎn)可作為尋找風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦床礦（化）體的間接標(biāo)志。