貴州大竹園大型鋁土礦稀土元素地球化學(xué)特征及其意義

李沛剛，王登紅，雷志遠(yuǎn)，翁申富，高 蘭

（1.貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局106地質(zhì)大隊(duì)，貴州遵義 563000；2.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所國(guó)土資源部成礦作用與資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100037）

0 引 言

位于貴州省北部務(wù)川—正安—道真地區(qū)（簡(jiǎn)稱“務(wù)正道地區(qū)”）的大竹園鋁土礦是貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局106地質(zhì)大隊(duì)于20世紀(jì)90年代初發(fā)現(xiàn)的一個(gè)大型鋁土礦床［1－2］。目前，針對(duì)該礦區(qū)的整裝勘查工作仍在進(jìn)行中，對(duì)于該礦床的研究才剛剛起步，許多成因問(wèn)題尚待逐步解決。鑒于該區(qū)域新發(fā)現(xiàn)的鋁土礦越來(lái)越多，務(wù)正道地區(qū)已經(jīng)成為一個(gè)新興的鋁土礦礦集區(qū)，具有良好的資源潛力，不但是2006年以來(lái)中國(guó)礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)的重點(diǎn)示范區(qū)［3］，也為鋁土礦成礦規(guī)律研究提供了新的范例。稀土元素（REE）地球化學(xué)是研究鋁土礦成礦機(jī)制的常用手段［4－16］，筆者以采自大竹園礦區(qū)栗園向斜不同部位鋁土礦、鋁土巖和黏土巖樣品為基礎(chǔ)，分析了這些樣品的稀土元素含量及空間分布特征，研究了稀土元素含量與鋁土礦質(zhì)量及成礦過(guò)程的關(guān)系，最后就稀土元素對(duì)于成因和環(huán)境的指示意義進(jìn)行了討論，為深入認(rèn)識(shí)大竹園大型鋁土礦的成因和成礦機(jī)制提供參考。

1 礦床地質(zhì)概況

貴州大竹園大型鋁土礦是湘鄂西—黔中南Hg－Sb－Au－Fe－Mn（Sn－W）磷 鋁土礦 硫鐵礦-石墨成礦亞帶［17］內(nèi)最主要的大型礦床。該鋁土礦主要受到栗園向斜的控制，該向斜總體為一個(gè)東緩西陡的不對(duì)稱構(gòu)造，總體呈近南北向展布。大竹園鋁土礦賦礦層位為上石炭統(tǒng)大竹園組（C2d），亦有學(xué)者認(rèn)為是中二疊統(tǒng)梁山組（P2l），不同于遵義鋁土礦和黔中鋁土礦（賦礦層位為下石炭統(tǒng)九架爐組）。大竹園鋁土礦產(chǎn)于C2d中上部，含礦層位固定，專屬性非常明顯。其含礦巖系上覆巖石地層主要為中二疊統(tǒng)棲霞組（P2q）大套灰?guī)r和（或）梁山組（P2l）碳質(zhì)頁(yè)巖等，下伏地層為上石炭統(tǒng)黃龍組（C2h）灰?guī)r和（或）下志留統(tǒng)韓家店群（S1hj）泥、頁(yè)巖。該鋁土礦含礦巖系巖（礦）石組合及頂、底板巖石特征十分明顯，成為區(qū)內(nèi)尋找鋁土礦最為可靠的標(biāo)志和依據(jù)。

2 樣品特征與測(cè)試結(jié)果

本研究對(duì)采自大竹園礦區(qū)栗園向斜西翼鉆孔ZK8608、ZK7808、ZK7008、ZK6208、ZK5808、ZK5408和ZK208，東翼鉆孔ZK802、ZK1602、ZK2301、ZK2402、ZK3202和ZK4002，中部鉆孔ZK5802、ZK5816、ZK1808和K2104的81件鋁土礦、鋁土巖和黏土巖樣品采用ICP－MS方法分析測(cè)試了其稀土元素含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），結(jié)果見(jiàn)表1。所采用的樣品均為鉆探工程樣品的副樣，樣品在空間上的分布見(jiàn)圖1。所采集的樣品基本涵蓋了整個(gè)礦區(qū)，因而具有較好的代表性。

表1顯示，大竹園礦區(qū)51個(gè)鋁土礦樣品REE平均含量為110.89×10－6，wLREE／wHREE＝5.42，w（La）／w（Yb）＝6.19，w（Eu）／w（Sm）＝0.26；鋁土巖的REE含量為169.68×10－6，wLREE／wHREE＝6.49，w（La）／w（Yb）＝10.08，w（Eu）／w（Sm）＝0.21，黏土巖的REE含量為277.52×10－6，wLREE／wHREE＝6.73，w（La）／w（Yb）＝9.18，w（Eu）／w（Sm）＝0.19。鋁土礦中，又以致密狀鋁土礦REE含量最高，豆鮞狀最低，而豆鮞狀鋁土礦SiO2含量最低，Al2O3最高，w（Al2O3）／w（SiO2）最大，顯示鋁土礦質(zhì)量與REE含量之間存在負(fù)相關(guān)性。

3 稀土元素含量特征

大竹園礦區(qū)稀土元素含量以黏土巖最高，18個(gè)黏土巖樣品平均達(dá)277.52×10－6，但明顯低于山西石炭紀(jì)鋁土礦區(qū)的黏土巖（5個(gè)黏土巖樣品平均為407.45×10－6）［18］，更低于山西鋁土礦區(qū)含稀土元素的黏土巖（3個(gè)樣品平均達(dá)2231.36×10－6）。對(duì)于鋁土礦本身而言，大竹園51件鋁土礦樣品稀土元素含量為110.89×10－6，低于山西石炭紀(jì)鋁土礦（30個(gè)樣品平均164.6×10－6），尤其是豆鮞狀鋁土礦的稀土元素含量最低，只有69.81×10－6；12個(gè)鋁

土巖樣品稀土元素含量為169.68×10－6，與山西石炭紀(jì)鋁土巖（168.61×10－6）幾乎相等。需要指出的是，山西鋁土礦區(qū)有的層位稀土元素含量也不高，因此，在大竹園礦區(qū)是否存在富集稀土元素的黏土巖，有待進(jìn)一步調(diào)查。

表1 不同類型樣品稀土元素分析數(shù)據(jù)Tab.1 REE Data of Different Types of Samples

圖1 貴州大竹園大型鋁土礦地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.1 Geological Map of Dazhuyuan Large－scale Bauxite Deposit in Guizhou Province

大竹園礦區(qū)不同類型樣品的稀土元素具有不同的分布特征。以鉆孔ZK1602為例（圖2），與地殼平均值［18］相比，黏土巖的稀土元素具有明顯的富集特征（僅Sm和Eu略顯虧損），而鋁土礦明顯虧損，但Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu等重稀土元素又在部分樣品中相對(duì)于輕稀土元素表現(xiàn)為輕微的富集特征，相對(duì)于黏土巖則仍然虧損。這說(shuō)明貴州大竹園一帶的黏土巖原本可能富集稀土元素，在風(fēng)化過(guò)程或鋁土礦的成礦過(guò)程中，稀土元素有不同程度丟失，并以輕稀土元素丟失更顯著。至于丟失的稀土元素是從鋁土礦層位轉(zhuǎn)移到頂、底板的黏土巖中，還是從整個(gè)環(huán)境中遷移出去了，有待深入研究。頂板（136.10、137.30、137.50m深度的樣品）黏土巖的稀土元素明顯低于底板（141.95m深度的樣品），并且越靠近礦層，黏土巖和鋁土巖中稀土元素的虧損越趨明顯，故推測(cè)稀土元素可能是丟失了，但也不排除部分被底板黏土巖吸附的可能性。另外，不同樣品稀土元素的曲線形態(tài)基本一致（盡管含量不同），說(shuō)明稀土元素的富集特征與原巖具有繼承性。不過(guò)，元素Dy較特別，無(wú)論是鋁土礦和黏土巖，相對(duì)于全球陸殼平均值要明顯富集，而相對(duì)于中國(guó)陸殼平均值［19］則又沒(méi)有這種富集特征（圖3）。這與中國(guó)地殼總體富集Dy有關(guān)，而從地球化學(xué)的角度來(lái)看，Dy的富集屬于淡紅硅釔礦型，可能跟鈮鉭酸鹽的富集有關(guān)［20］。

圖2 鉆孔ZK1602不同樣品稀土元素含量相對(duì)于地殼平均含量的變化Fig.2 Changes of REE Contents Relative to Average Content of Crust for Different Samples in Drilling ZK1602

圖3 不同類型樣品稀土元素含量相對(duì)于中國(guó)地殼含量的變化Fig.3 Changes of REE Contents Relative to China Crust Content for Different Types of Samples

與美利堅(jiān)陸臺(tái)黏土相比，大竹園樣品同樣具有黏土巖富集稀土元素而鋁土礦（尤其是輕稀土元素）虧損明顯的特點(diǎn)，這表明鋁土礦的成礦過(guò)程也是一個(gè)稀土元素分異的過(guò)程。與黏土巖和頁(yè)巖稀土元素平均含量（維氏值）相比，大竹園樣品也以輕稀土元素和重稀土元素富集為特征，而鋁土礦則以輕稀土元素虧損為特點(diǎn)。值得注意的是，重稀土元素中Tm含量可高出同類巖石5倍。Tm的正異常在山西石炭紀(jì)鋁土礦區(qū)的含云灰?guī)r中也有類似特點(diǎn)［11］。相對(duì)于其他稀土元素的相對(duì)虧損狀態(tài)，大竹園礦區(qū)Ce呈富集趨勢(shì)。

4 稀土元素空間分布特征

4.1 垂向變化

在大竹園礦區(qū)，不同部位鉆孔中稀土元素含量和配分特征明顯不同。比如，栗園向斜西翼鉆孔ZK5802中頂板黏土巖的稀土元素含量為116.75× 10－6，底板為294.82×10－6，上低下高，w（La）／（Yb）分別為3.26和15.87，也是上低下高；而東翼的鉆孔ZK1602頂、底板稀土元素含量分別為273.43×10－6（2個(gè)樣品平均值）和233.05×10－6，上高下低，w（La）／w（Yb）分別為12.04和9.08，也是上高下低?？梢?jiàn)，栗園向斜西翼和東翼鋁土礦頂、底板具有不同的特征。但是，鋁土礦無(wú)論是西翼鉆孔ZK5802還是東翼鉆孔ZK1602，w（La）／w（Yb）均隨著深度變淺而增加（圖4）。

圖4 鉆孔ZK5802、ZK1602不同類型樣品w（La）／w（Yb）隨深度的變化Fig.4 Relationships Between Depth and w（La）／w（Yb）of Different Types of Samples from Drillings ZK5802and ZK1602

4.2 平面變化

將大竹園礦區(qū)17個(gè)鉆孔的稀土元素配分曲線進(jìn)行對(duì)比，不同鉆孔總體上都表現(xiàn)為輕稀土元素富集、Eu虧損的特點(diǎn)，但不同鉆孔之間還是有差別的。比如，位于栗園向斜西翼最西部的鉆孔ZK5802，以底板黏土巖稀土元素含量最高，鋁土礦自上而下每個(gè)樣品的配分曲線發(fā)生交叉，往東鉆孔ZK5808、ZK5816也有類似情況，到了栗園向斜東翼鉆孔ZK1808，鋁土礦稀土元素的含量只有4.02×10－6，w（La）／w（Yb）為11.53，再向東鉆孔ZK2104、ZK2301仍有配分曲線交叉的現(xiàn)象?？傮w上看，位于栗園向斜西翼的鉆孔，鋁土巖稀土元素配分曲線發(fā)生交叉的現(xiàn)象要比東翼更明顯。對(duì)于黏土巖來(lái)說(shuō)，栗園向斜西翼的含量總體上低于東翼，配分曲線也更趨于平坦，Eu虧損程度要小于東翼，而Ce的富集程度則高于東翼。這說(shuō)明容礦圍巖在東、西兩翼存在差別。與西翼相比，栗園向斜東翼黏土巖的稀土元素含量與配分特征更接近桂北頁(yè)巖［21］。對(duì)于鋁土礦來(lái)說(shuō)，西翼各鉆孔樣品Ce正異常的現(xiàn)象更突出，而東翼各鉆孔輕稀土元素和重稀土元素更趨于均一化，配分曲線更趨于平坦，只有鉆孔ZK1808中的鋁土礦稀土元素明顯偏低，配分特點(diǎn)與東翼鉆孔更接近。無(wú)論是東翼還是西翼，鋁土礦的稀土元素含量和配分曲線明顯趨于集中。這反映盡管黏土巖原巖稀土元素在含量和配分特征上明顯不同，但鋁土礦成礦過(guò)程中稀土元素趨于均一化。

5 稀土元素含量與鋁土礦質(zhì)量及成礦過(guò)程的關(guān)系

衡量鋁土礦質(zhì)量的重要指標(biāo)是鋁含量和鋁硅比，通過(guò)對(duì)大竹園礦區(qū)17個(gè)鉆孔81個(gè)不同類型樣品的系統(tǒng)分析，發(fā)現(xiàn)稀土元素含量和配分模式對(duì)于評(píng)價(jià)鋁土礦的質(zhì)量和成礦過(guò)程也可以提供一些有用信息。鋁土礦、鋁土巖和黏土巖的稀土元素含量（不包括Y）分別為107.07×10－6、185.00×10－6和246.28×10－6，依次增高（表1、圖5）。這說(shuō)明在鋁土礦富集成礦的過(guò)程中，稀土元素總體上趨于貧化。貴州境內(nèi)林歹、長(zhǎng)沖河、小山壩和茍江等鋁土礦也是在黏土巖中稀土元素含量最高［4］，但華北式G層鋁土礦區(qū)在鋁土礦中稀土元素含量高于其底板石灰?guī)r［9］。

圖5 各類樣品稀土元素配分模式Fig.5 REE Pattern of Different Samples

5.1 不同類型樣品

對(duì)于不同類型樣品，稀土元素含量的變化比較復(fù)雜。對(duì)鋁土礦，REE與Al2O3含量之間并不存在負(fù)相關(guān)，也非正相關(guān)（與小山壩［7］的正相關(guān)特征明顯不同）；對(duì)黏土巖和鋁土巖，也只有Al2O3和REE含量均比較高的少部分樣品才出現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系（圖6）。在REE含量與w（Al2O3）／w（SiO2）相關(guān)性方面，也出現(xiàn)類似情況，即除了wREE＜200×10－6且w（Al2O3）／w（SiO2）＜10以外的樣品，稀土元素含量隨著鋁硅比的增大而減小，這說(shuō)明稀土元素可能主要是從原巖（黏土巖）中繼承下來(lái)的，部分稀土元素在風(fēng)化殘積過(guò)程中隨著硅酸鹽礦物分解而離開(kāi)鋁土礦富集的礦化體范圍，進(jìn)入到環(huán)境，甚至隨地下水與地表水發(fā)生遷移。

圖6 不同類型樣品w（Al2O3）及w（Al2O3）／w（SiO2）與wREE的關(guān)系Fig.6 Relationships Between wREEand w（Al2O3），and wREEand w（Al2O3）／w（SiO2）for Different Types of Samples

圖7 不同類型樣品w（Eu）／w（Sm）對(duì)鋁硅比的圖解Fig.7 Diagram of w（Eu）／w（Sm）and w（Al2O3）／w（SiO2）for Different Types of Samples

相對(duì)于δ（Ce）而言，δ（Eu）在不同樣品中也有一定變化趨勢(shì)，總體上鋁土礦的δ（Ce）和δ（Eu）均高于黏土巖，而鋁土巖介于二者之間。δ（Ce）和δ（Eu）分別為Ce、Eu異常。w（Eu）／w（Sm）常被用于區(qū)分鋁土礦的形成環(huán)境（w（Eu）／w（Sm）＜0.22時(shí)，其環(huán)境為陸相；w（Eu）／w（Sm）＞0.22時(shí)，其環(huán)境為海相），盡管這一指標(biāo)反映大竹園鋁土礦層形成于海陸過(guò)渡相，但根據(jù)w（Al2O3）／w（SiO2）和w（Eu）／w（Sm）可以將鋁土礦分為3類（圖7）：當(dāng)w（Al2O3）／w（SiO2）＞25時(shí)，w（Al2O3）／w（SiO2）與w（Eu）／w（Sm）負(fù)相關(guān)；當(dāng)w（Al2O3）／w（SiO2）＜10時(shí)，w（Al2O3）／w（SiO2）與w（Eu）／w（Sm）正相關(guān)；當(dāng)10＜w（Al2O3）／w（SiO2）＜25時(shí)，w（Al2O3）／w（SiO2）隨w（Eu）／w（Sm）的變化不明顯。高w（Al2O3）／w（SiO2）的樣品主要有鉆孔ZK802的159.90m深處碎屑狀鋁土礦、鉆孔ZK1808的333.88m深處碎屑狀鋁土礦、鉆孔ZK5802的169.12m深處半土狀鋁土礦等，既有栗園向斜東翼的也有栗園向斜西翼的，既有碎屑狀的也有半土狀的，但無(wú)致密狀的。因此，w（Eu）／w（Sm）對(duì)w（Al2O3）／w（SiO2）圖解也能反映礦石質(zhì)量。

5.2 不同顏色樣品

樣品顏色是野外評(píng)價(jià)礦石質(zhì)量的最直觀標(biāo)志之一，但大竹園樣品的顏色（一般認(rèn)為，顏色可反映氧化-還原環(huán)境）與稀土元素含量之間的關(guān)系比較復(fù)雜。對(duì)于鋁土礦，黃色鋁土礦的稀土元素含量與其他顏色（灰色和雜色類）相近，但w（Al2O3）／w（SiO2）小于20；最常見(jiàn)的灰色類鋁土礦REE含量和w（Al2O3）／w（SiO2）沒(méi)有相關(guān)性，只是深灰色鋁土礦的w（Al2O3）／w（SiO2）更低一些。對(duì)于鋁土巖，只有個(gè)別黃色鋁土巖樣品wREE可以達(dá)到700× 10－6以上，其他顏色樣品均小于250×10－6，且與w（Al2O3）／w（SiO2）之間沒(méi)有相關(guān)性。對(duì)于黏土巖，只有深灰色粘土巖wREE可達(dá)1 100×10－6以上，其他顏色樣品多小于400×10－6，且與w（Al2O3）／w（SiO2）之間略顯負(fù)相關(guān)（圖8）。

圖8 不同顏色樣品稀土元素含量與鋁硅比的關(guān)系Fig.8 Relationship Between REE Contents and w（Al2O3）／w（SiO2）for Different Colors of Samples

換個(gè)角度來(lái)說(shuō)，同樣是灰綠色的樣品，從鋁土礦→鋁土巖→黏土巖，REE含量呈增加趨勢(shì)，w（Al2O3）／w（SiO2）與REE含量有一定的負(fù)相關(guān)性；黃色類樣品也是如此，以黏土巖含量最高；對(duì)于各類灰色樣品（野外分辨不一定準(zhǔn)確，但為了不至于混亂，此處不與深灰—淺灰色樣品合在一起），REE含量與顏色之間的相關(guān)性不明顯，只是深灰色黏土巖的REE含量要高于深灰色的鋁土巖。因此，在鋁土礦區(qū)找稀土資源，首先要以深灰色黏土巖為目標(biāo)。

5.3 不同結(jié)構(gòu)構(gòu)造樣品

樣品的結(jié)構(gòu)構(gòu)造是野外評(píng)價(jià)礦石質(zhì)量的直觀標(biāo)志之一。大竹園礦區(qū)除個(gè)別致密狀鋁土礦相對(duì)富集REE（其含量可達(dá)400×10－6以上，w（Al2O3）／w（SiO2）偏低）外，致密狀鋁土礦總體接近于鋁土巖和黏土巖；碎屑狀鋁土礦的REE含量一般小于200× 10－6，呈現(xiàn)w（Al2O3）／w（SiO2）越高REE含量越低的趨勢(shì)；半土狀鋁土礦和豆鮞狀鋁土礦介于致密狀和碎屑狀鋁土礦之間（圖9）。對(duì)于具有相同結(jié)構(gòu)構(gòu)造的樣品，從豆鮞狀鋁土礦→豆鮞狀鋁土巖→豆鮞狀黏土巖，盡管w（Al2O3）／w（SiO2）降低，但REE含量變化不大；致密狀樣品也類似，但半土狀樣品和碎屑狀樣品有較明顯的REE含量與w（Al2O3）／w（SiO2）負(fù)相關(guān)趨勢(shì)，即半土狀和碎屑狀樣品隨鋁硅比的增大，稀土元素含量降低，尤其是半土狀鋁土礦更明顯。

圖9 不同結(jié)構(gòu)構(gòu)造樣品稀土元素含量與鋁硅比的關(guān)系Fig.9 Relationship Between REE Contents and w（Al2O3）／w（SiO2）for Different Textures and Structures of Samples

6 稀土元素對(duì)于成因和環(huán)境的指示意義

鋁土礦成因復(fù)雜，但利用稀土元素示蹤礦床的成因可以提供一些有益的信息。

6.1 wREE－w（La）／w（Yb）圖解

利用wREE與w（La）／w（Yb）相關(guān)性圖解可以大致區(qū)分不同類型的巖石，但對(duì)于大竹園鋁土礦不適用。從圖10可以看出，大竹園鋁土礦部分落在鈣質(zhì)泥質(zhì)沉積巖區(qū)，部分落在玄武巖區(qū)，而黏土巖也落在不同的區(qū)域，包括花崗巖和玄武巖區(qū)，并沒(méi)有集中在沉積巖區(qū)，這顯然不符合樣品的特點(diǎn)?？紤]到風(fēng)化過(guò)程中REE總量趨于降低，而w（La）／w（Yb）也會(huì)發(fā)生明顯變化；因此，這也從反面說(shuō)明在利用wREE－w（La）／w（Yb）圖解判斷鋁土礦的成礦物質(zhì)來(lái)源時(shí)需要特別慎重。

圖10 不同類型樣品稀土元素含量與w（La）／w（Yb）的圖解Fig.10 Diagram of REE Contents and w（La）／w（Yb）for Different Types of Samples

6.2 δ（Ce）和δ（Eu）

盡管wREE－w（La）／w（Yb）圖解既不能區(qū)分成巖環(huán)境也不能區(qū)分巖石類型，但并非對(duì)稀土元素?zé)o能為力。從圖11可以看出，鋁土礦相對(duì)于黏土巖具有高δ（Ce）和高δ（Eu）的特征。對(duì)于稀土元素配分特征，無(wú)論是相對(duì)于北美頁(yè)巖還是球粒隕石，大竹園礦區(qū)的樣品（尤其是黏土巖樣品）具有不太明顯的Eu負(fù)異常，但鋁土礦樣品總體上正常。高質(zhì)量的鋁土礦（w（Al2O3）＞40%、w（Al2O3）／w（SiO2）＞2.6），REE含量最低，具有Ce正異常的特點(diǎn)（圖10）。另外，與鋁土礦相比，鋁土巖重稀土元素含量和配分特征變化不大，但鋁土礦的輕稀土元素含量明顯降低，δ（Ce）也隨之增大。這一方面說(shuō)明鋁的富集對(duì)原巖有繼承性，另一方面也說(shuō)明富集作用受到地表風(fēng)化過(guò)程的影響。一般認(rèn)為Ce正異常顯示氧化環(huán)境，因?yàn)樵陲L(fēng)化過(guò)程中，Ce可以由Ce3＋變?yōu)镃e4＋，后者在弱酸性條件下很容易發(fā)生水解而停留于原地，導(dǎo)致淋出溶液中Ce虧損，而殘積物中Ce富集。

圖11 不同類型樣品相對(duì)于北美頁(yè)巖的δ（Ce）與δ（Eu）的圖解Fig.11 Diagram ofδ（Ce）andδ（Eu）Relative to NASC for Different Types of Samples

從圖12可以看出，在位于栗園向斜最西部的鉆孔ZK5802中，鋁土礦的δ（Ce）隨著鉆孔深度加大而逐漸增大，二者幾乎呈線性相關(guān)，從167.45m深度的1.39增加到174.03m的5.50。在位于向斜東部的鉆孔ZK1602，δ（Ce）保持在1.0左右，基本上未發(fā)生明顯變化。因此，這2個(gè)鉆孔的不同特征可能反映了向斜東西兩翼氧化－還原條件是有明顯區(qū)別的。

圖12 栗園向斜鉆孔ZK5802和ZK1602相對(duì)于北美頁(yè)巖的δ（Ce）隨深度的變化Fig.12 Changes ofδ（Ce）Relative to NASC with Depths from Drillings ZK5802and ZK1602in Liyuan Syncline

6.3 沉積環(huán)境分析

利用稀土元素示蹤沉積環(huán)境時(shí)，一般認(rèn)為在相同或相近巖石的不同沉積相中，大陸沉積物L(fēng)REE含量比海洋沉積物高，海水沉積物wLREE／wHREE一般小于10，而黃土及陸相沉積物一般大于30［5，9］。大竹園礦區(qū)81個(gè)樣品中，wLREE／wHREE＜10的樣品有32個(gè)，wLREE／wHREE＞30的樣品有5個(gè)，10≤wLREE／wHREE≤30的樣品有44個(gè)。這說(shuō)明大竹園樣品可能為海相或海陸過(guò)渡相環(huán)境成因。但是，無(wú)論是鋁土礦（wLREE／wHREE平均13.45）還是鋁土巖（wLREE／wHREE平均16.55）或黏土巖（wLREE／wHREE平均16.36），wLREE／wHREE有大有小，但鋁土礦的wLREE／ wHREE更小一些。

6.4 氧化條件分析

目前，對(duì)大竹園鋁土礦的形成時(shí)代尚無(wú)法確定；自中石炭世含鋁巖系形成以來(lái)，大竹園鋁土礦經(jīng)歷的古地理變遷也難以下定論。記錄在鋁土礦及其圍巖中的稀土元素地球化學(xué)特征同樣不能給出唯一的解釋。一般來(lái)說(shuō)，F(xiàn)e含量增加以及w（Fe2O3）／w（FeO）的升高，可反映其氧化條件［5，22－24］。從圖13可以看出，稀土元素與Fe2O3含量、w（Fe2O3）／w（FeO）并沒(méi)有確定的正相關(guān)或者負(fù)相關(guān)關(guān)系，只是鋁土礦相對(duì)于黏土巖來(lái)說(shuō)，REE含量總體上偏低。隨著w（Fe2O3）／w（FeO）的明顯變化，REE含量并無(wú)相應(yīng)的變化。這說(shuō)明氧化－還原條件的變化可能不是制約稀土元素遷移富集的主導(dǎo)因素，反之也暗示大竹園鋁土礦并非單純的風(fēng)化淋濾成因。

圖13 不同類型樣品w（Fe2O3）及w（Fe2O3）／w（FeO）與wREE的關(guān)系Fig.13 Relationships Between wREEand w（Fe2O3），and wREEand w（Fe2O3）／w（FeO）for Different Types of Samples

7 結(jié) 語(yǔ)

（1）大竹園大型鋁土礦稀土元素含量不高，目前還不具有綜合開(kāi)發(fā)利用的價(jià)值。進(jìn)一步尋找稀土資源的首要目標(biāo)是深灰色的黏土巖。

（2）大竹園不同類型樣品中，鋁土礦稀土元素含量最低，黏土巖最高，鋁的富集總體上是一個(gè)稀土元素虧損的過(guò)程，稀土元素含量越低礦石質(zhì)量越好。

（3）大竹園鋁土礦稀土元素的分布總體上較為均勻，無(wú)論是含礦栗園向斜的東翼還是西翼均以輕稀土元素富集為特征，且w（La）／w（Yb）均隨著深度變淺而增加。

（4）稀土元素特征大致反映含礦巖系形成于海相或海陸過(guò)渡相環(huán)境，新生代的表生環(huán)境并非鋁土礦富集的主導(dǎo)因素，但單純靠稀土元素含量等地球化學(xué)參數(shù)難以揭示其構(gòu)造背景。

（5）大竹園鋁土礦與黔北其他鋁土礦一樣，總體上屬于沉積型，可能與古喀斯特化、古風(fēng)化過(guò)程有關(guān)。優(yōu)質(zhì)鋁土礦中，Ce異常的出現(xiàn)也說(shuō)明風(fēng)化過(guò)程在一定程度上對(duì)鋁土礦的質(zhì)量有影響，但與廣西平果等地?zé)釒啛釒夂驐l件下的新生代鋁土礦在成因上是不同的。

國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心屈文俊研究員等在分析測(cè)試方面做了大量工作，在此表示感謝。

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