劉 瀏

（廣東省有色地質(zhì)勘查院，廣東 廣州 510000）

離子吸附型稀土礦床是我國20世紀(jì)60年代發(fā)現(xiàn)的一種新的稀土礦床類型，該類型礦床自發(fā)現(xiàn)到現(xiàn)在不斷在福建、江西、廣東、云南等地發(fā)現(xiàn)此類礦床和礦點，已經(jīng)成為我國第二大稀土產(chǎn)量的礦床類型[1]。離子吸附型稀土礦在廣東省分布十分廣泛，北起與湘、贛兩省交界的邊境，南到粵西電白，而以清遠(yuǎn)韶關(guān)河源梅州等地礦化最為集中[2]。

城口地區(qū)離子吸附型稀土礦床位于仁化縣北部，是廣東省有色地質(zhì)勘查院近些年勘查發(fā)現(xiàn)的。通過地質(zhì)勘查工作，發(fā)現(xiàn)了花崗巖風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦，大致了解礦體的分布情況及成礦地質(zhì)條件，礦床規(guī)模已達(dá)中型。通過研究，認(rèn)為礦區(qū)及外圍具有較大的找礦前景。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

本區(qū)處于粵北諸廣巖體南部西側(cè)，在大地構(gòu)造位置上位于南嶺東段巖漿弧-陸內(nèi)盆地，屬于九峰W-REE-U成礦帶，成礦條件有利（圖1）。

圖1 礦區(qū)區(qū)域地質(zhì)簡圖

區(qū)域出露地層主要有震旦系、寒武系、奧陶系、泥盆系及中新生界地層。震旦系以巨厚的淺海-次深海相砂泥質(zhì)類復(fù)理石建造為特征，寒武系為淺海相復(fù)理石建造。

區(qū)內(nèi)巖漿巖活動比較頻繁，自印支期至燕山期均有活動。侵入的巖體主要有：諸廣山、城口、豬高洞、高峰寨等。巖石多為粗、中、細(xì)粒斑狀黑云母花崗巖或二云母花崗巖。該巖石為風(fēng)化殼型稀土礦的成礦母巖，通過全巖分析顯示，其稀土元素含量普遍較高，稀土元素含量可達(dá)0.037%。

巖石化學(xué)特征：巖石化學(xué)成分SiO273.49%～75.86%，Al2O312.51%～13.41%，K2O+Na2O 7.70%～7.79%，K2O＞Na2O。里特曼指數(shù)σ介于1.81～1.97之間，屬高鉀鈣堿性花崗巖類。

在區(qū)域上，諸廣巖體受北東向、北西向及東西向三組深（大）斷裂的交匯控制。這種多方向深大斷裂構(gòu)造帶交匯復(fù)合部位既是早期的巖漿活動中心、幔源基性巖漿上涌中心，又是成礦期的構(gòu)造熱液活動中心。諸廣巖體主要構(gòu)造以北東向（北北東、北東東）為主，次為北西向構(gòu)造。。

巖體形成后，在長期強(qiáng)烈風(fēng)化作用過程中，燕山期花崗巖中富含稀土元素的副礦物殘留在風(fēng)化殼中，為風(fēng)化殼型稀土礦礦床的形成提供了有利的地質(zhì)條件。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

勘查區(qū)位于諸廣巖體西南緣及燕山期巖漿巖與寒武系地層接觸部位，整體以出露花崗巖巖體為主，其為該礦區(qū)的稀土礦提供了成礦母巖。

2.1 地層

主要出露地層有第四系（Q）。主要分布在上寨、峃村、土洞以及東羅鄉(xiāng)等河谷及山溝低洼地段。由粘土、砂質(zhì)粘土、粗砂、礫石組成。其成因以沖洪積為主。

2.2 構(gòu)造

勘查區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造普遍發(fā)育，主要出露有北東東向城口斷裂、黃洞斷裂，北北西向塘灣斷裂，北東東向南水?dāng)嗔?，以及近南北向上寨斷裂、上洞斷裂?/p>

不同方向的構(gòu)造組合，反映了不同應(yīng)力作用方式。斷裂對稀土礦體影響不大，斷裂經(jīng)過巖體處僅有厚度不大的硅化巖出現(xiàn)，硅化和石英脈充填的地方，不利于花崗巖的風(fēng)化。但硅化巖經(jīng)強(qiáng)烈風(fēng)化作用后，多呈碎石顆粒狀分布,對花崗巖的風(fēng)化影響不大。斷裂帶的次級裂隙、破劈理等構(gòu)造，有利于巖石風(fēng)化作用、礦液的運移、富集，有利于稀土成礦。另一方面，溝谷多順構(gòu)造方向發(fā)育，不同方向的溝谷將風(fēng)化殼礦體切割成不同形態(tài)。

2.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿巖出露有燕山期花崗巖，其侵入期次及各期次巖漿巖的巖性、產(chǎn)狀列于表1中。

表1 上寨地區(qū)巖漿巖侵入期次劃分表

2.3.1 燕山早期花崗巖（γ52）

巖性以粗中粒黑云母花崗巖為主，呈巖基狀產(chǎn)出，分布于礦區(qū)中東部和西南部。巖石為灰白色帶肉紅色，中粗粒花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。具有中粗?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石礦物成分主要由斜長石、石英、條紋長石、微斜長石、黑云母、金屬礦物、綠簾石和微量鋯石、磷灰石組成。

（1）巖石化學(xué)特征：巖石化學(xué)成分SiO273.49%～75.86%，Al2O312.51%～13.41%，K2O+Na2O 7.70%～7.79%，K2O ＞Na2O。里特曼指數(shù)σ介于1.81～1.97之間，屬高鉀鈣堿性花崗巖類。

（2）稀土元素特征：對區(qū)內(nèi)鉆孔揭露的未風(fēng)化花崗巖，采取了三個樣品分別進(jìn)行了全相稀土氧化物配分和離子相稀土氧化物配分，微風(fēng)化花崗巖全相稀土氧化物總量在131.04μg/g～288.67μg/g（0.0131%～0.0289%），平均值為0.0223%，離子相稀土氧化物總量在5.45μg/g～19.17μg/g（0.0005%～0.0019%），平均值為0.0012%。

（3）該巖體劃屬重熔型花崗巖，其全相稀土氧化物配分中輕稀土元素（La2O3+CeO2+Pr6O11+Nd2O3）占比在74%～79%，平均值為76%，可見輕稀土元素相對富集，輕重稀土比值8.16～15.62，平均值為11.80，重稀土分異不明顯，銪負(fù)異常較高（Eu＊/Eu介于3.47～7.20之間，平均值為5.77）。

圖2 中粒黑云母花崗巖鏡下特征

2.3.2 燕山晚期花崗巖（γ53）

主要為細(xì)粒二云母花崗巖，多呈小巖株（枝）產(chǎn)出，分布于礦區(qū)中部、東北角和西部。具有含斑結(jié)構(gòu)，基質(zhì)為細(xì)粒結(jié)構(gòu)，并具有明顯的顯微文象結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。

2.3.3 輝綠巖（βμ）

多成脈狀產(chǎn)出，規(guī)模一般較小。巖石為灰黑色，風(fēng)化后則為紅褐色，致密堅硬，礦物顆粒較粗，一般粒徑為1mm，礦物成分為斜長石、黑云母、輝石等。

3 礦體地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

本區(qū)稀土礦產(chǎn)類型屬花崗巖風(fēng)化殼離子吸附型礦床，礦體呈似層狀賦存于燕山期花崗巖體風(fēng)化殼中。礦體邊界系地質(zhì)填圖，針對風(fēng)化殼和第四系或基巖界線所勾勒出來。

礦體總體受地形地貌控制，多數(shù)分布于丘陵地段。礦區(qū)內(nèi)南北向、北東向溝谷發(fā)育，同鄉(xiāng)道和溪（河）流一起將花崗巖風(fēng)化殼切割成塊。各礦體劃分主要以一、二級水系，溝谷和勘查許可證邊界為界，結(jié)合1∶5000地質(zhì)填圖風(fēng)化殼自然邊界，據(jù)此，將礦區(qū)內(nèi)共圈定9個礦體。

3.2 礦石質(zhì)量

3.2.1 礦石礦物成分

勘查區(qū)花崗巖風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦床的礦石類型主要是全風(fēng)化花崗巖礦石。礦體系由成礦母巖風(fēng)化而成，由于在整個風(fēng)化過程中基巖不斷解離，元素遷移、吸附并富集成礦，故與原巖礦物成分不盡相同。

造巖礦物主要為中粗－中細(xì)粒石英、鉀長石、云母及暗色副礦物等。次生礦物主要為高嶺土類粘土礦物，含量一般40%以上。從地表往下，含量逐漸減少。在風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦床中，粘土礦物是稀土元素的吸附劑，礦石中的稀土元素有74.73%吸附在粘土礦物中，是提取稀土元素的主要礦物。根據(jù)電子顯微鏡下觀察和X射線粉晶衍射結(jié)果，粘土礦物主要有高嶺石、埃洛石、伊利石、少量蒙脫石等。

3.2.2 礦石化學(xué)成分

較之原巖巖石化學(xué)成分，礦石（或風(fēng)化殼）SiO2含量普遍高于70%，平均值為73%；Al2O3含量12.51%～20.03%（平均值為15.29%）；Na2O含量普遍偏低，平均值為0.51%；K2O含量較原巖變化不大，介于2.57%～6.43%，平均值為4.23%；CaO含量降低，平均值為0.16%?？傮w上，在風(fēng)化過程中，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的組分相對富集，化學(xué)性質(zhì)活潑的組分因遷移而減少?？陀^地反映了風(fēng)化殼與原巖的化學(xué)成分的變化。

3.2.3 礦石稀土配分特征

針對不同稀土礦體，本期共做了30件礦石組合樣稀土氧化物配分分析（離子相）。

（1）本次對30件樣品進(jìn)行了稀土元素標(biāo)準(zhǔn)化處理。由圖中曲線可見（圖3），礦區(qū)礦石的稀土元素具有重稀土富集、Eu負(fù)異常中等，總體為平緩型的特征，(La/Yb)N比值1.10～16.01，Eu/Eu?為0.11～0.31。其稀土分配特征與成礦原巖燕山期花崗巖不相似，反應(yīng)出輕稀土配分類型母巖風(fēng)化形成重稀土礦床，風(fēng)化過程中，重稀土特別是釔元素富集，而輕稀土特別是鈰元素?fù)p失。

圖3 礦區(qū)礦石稀土球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化分配模式圖

（2）礦區(qū)礦石的稀土氧化物配分總體屬重稀土富集類型。離子相LREE/HREE普遍較小，介于0.30～4.43之間，平均值為0.98。輕、中、重稀土配分在離子相稀土氧化物總量占比為：

輕稀土（La2O3+CeO2+Pr6O11+Nd2O3）平均值為38.14%；

中稀土（Sm2O3+Eu2O3+Gd2O3）平均值為10.16%；

重稀土（Tb4O7+Dy2O3+Ho2O3+Er2O3+Tm2O3+Yb2O3+Lu2O3+Y2O3）平均值為51.70%。

（3）輕稀土La2O3配分平均值151.37μg/g，中稀土Eu2O3配分平均值2.92μg/g，Tb4O7配分平均值9.81μg/g，Dy2O3配分平均值54.46μg/g，重稀土Y2O3配分平均值340.76μg/g。礦區(qū)稀土礦配分類型屬高釔～低銪型重稀土礦。

4 富集規(guī)律探討

4.1 與地形地貌有關(guān)

礦區(qū)各礦體稀土氧化物（離子相）品位值0.048%～0.069%，品位變化系數(shù)6.34%～69.56%。總體上，稀土組分分布較均勻，品位變化穩(wěn)定。礦體已有控制地段，離子相REO相對濃集中心在地形上主要集中于平緩的山脊（頂），要求這些部位具有一定海拔高度，且地形地勢相對平緩，等高線疏緩，利于離子狀態(tài)的稀土元素吸附沉淀富集。

4.2 與風(fēng)化殼部位有關(guān)

6個深部鉆探工程品位數(shù)據(jù)顯示，隨深度變化，礦石品位具上、下貧，中間富特征。這種規(guī)律性的變化，直接反映了風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦床的成礦作用。顯示了稀土元素在風(fēng)化作用下遷移特征，其在垂直方向上，貧富品位相差3～5倍，稀土元素在垂向的富集規(guī)律，與風(fēng)化殼以及其厚度有很大關(guān)聯(lián)性。具體是：風(fēng)化殼分層愈完整、厚度越大，上述品位變化的規(guī)律愈明顯，品位變化曲線的波峰愈突出，風(fēng)化殼缺失腐殖土層或全風(fēng)化花崗巖層、厚度愈薄，品位變化曲線越平緩。

4.3 與巖性有關(guān)

燕山期侵入的中心相（中）粗粒黑云母花崗巖體中，褐簾石、獨居石等含稀土礦副礦物含量高于其它同期黑云母花崗巖。巖體中次級構(gòu)造裂隙的發(fā)育，有利于面型風(fēng)化殼的發(fā)育。

5 結(jié)論

（1）本區(qū)大面積出露的燕山期中粗粒黑云母花崗巖為風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦的成礦母巖。

（2）垂向上稀土礦體主要賦礦位置為風(fēng)化殼中全風(fēng)化花崗巖下層，有明顯富集特征。平面上山頂相對于山腰和山腳，稀土礦體呈現(xiàn)出厚度大品位高的特征。

（3）稀土礦床的稀土配分類型為高釔～低銪型重稀土礦，而原巖中輕稀土元素富集，反映其在成礦過程中以釔為代表的重稀土元素不斷富集。

（4）該類型稀土礦床的形成主要受原巖（母巖）稀土元素含量、抗風(fēng)化程度、構(gòu)造條件、氣候、地形地貌以及微生物有機(jī)酸等控制和影響，對應(yīng)的巖性特征、風(fēng)化殼發(fā)育情況、地貌類型和是否有民采點等均可作為找礦的標(biāo)志。

（5）該礦區(qū)周邊仍有大片燕山期花崗巖出露，本區(qū)稀土成礦條件良好，具有尋找離子吸附型稀土礦，特別是重稀土的找礦潛力巨大。