云南個舊賈沙稀土礦成礦地質(zhì)條件淺析

陶永林，胡興濤，和敬華

（云南省有色地質(zhì)局地質(zhì)地球物理化學(xué)勘查院，云南 昆明 650216）

個舊礦區(qū)歷時悠久，區(qū)內(nèi)成礦地質(zhì)背景優(yōu)越，控礦地質(zhì)條件較為有利，礦產(chǎn)種類、礦床類型豐富；以往地質(zhì)工作主要以錫、鉛、鋅、銅等有色金屬為主，對于區(qū)內(nèi)稀土元素的研究較少；本文通過對以往地質(zhì)資料的系統(tǒng)分析、研究，結(jié)合項目野外工作及測試分析結(jié)果，對賈沙稀土礦床地質(zhì)特征、成礦地質(zhì)條件進行了嘗試性分析、探討，為今后地質(zhì)工作提供基礎(chǔ)理論依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

礦區(qū)地處云南省南東部。大地構(gòu)造位于華南褶皺系滇東南褶皺帶西緣的個舊斷褶束南部、紅河深大斷裂帶北東側(cè)[1]。出露地層主要有中三疊統(tǒng)法朗組（T2f）和個舊組馬拉格段（T2g22），法朗組上部主要為泥質(zhì)灰?guī)r，下部為頁巖、泥巖、板巖；個舊組馬拉格段主要為一套灰質(zhì)白云巖建造。區(qū)內(nèi)地史上巖漿活動強烈，為多期多階段侵入，可分為燕山早、中、晚期及喜山早、晚期。

2 礦床地質(zhì)特征

礦區(qū)出露沉積地層僅有中三疊統(tǒng)法郎組，巖性為泥質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r，具條帶狀構(gòu)造，局部夾少量泥巖；其余大面積出露巖漿巖（主要為賈沙輝長～二長雜巖體及神仙水中粗粒黑云母花崗巖）。

（1）賈沙雜巖體：主要由輝長巖（ν51）和二長巖（η）組成，二者無明顯界線。

輝長巖體：巖石類型以細粒輝長巖為主，賈沙河谷一帶出現(xiàn)中粗粒輝長巖，可能這一帶就是基性巖漿的侵入中心。輝長巖呈灰黑色、暗綠色細～中粒的塊狀巖石，具輝長結(jié)構(gòu)。主要礦物為透輝石和拉長石，次要礦物有黑云母、普通角閃石和次透輝石，副礦物有磷灰石磁鐵礦、榍石等。輝長巖遭受了強烈的次生變化，其中以黑云母化最為普遍，黑云母包裹輝石等暗色礦物及斜長石，部分黑云母發(fā)生綠泥石化。伴隨黑云母化常有堿質(zhì)交代現(xiàn)象，常見棕色角閃石和鈉質(zhì)角閃石的中間產(chǎn)物與黑云母共生，有時三者重疊包裹透輝石或沿透輝石的解理發(fā)育，同時有鉀長石含量增加和石英局部增多的現(xiàn)象。鉀長石以微斜長石為主，晶體大而不規(guī)則，包裹斜長石或其它暗色礦物。常見被交代殘余的斜長石呈骸晶狀保留于鉀長石中，局部還可看到鉀長石呈不規(guī)則狀穿切斜長石的現(xiàn)象。

據(jù)輝長巖中黑云母和輝石的鉀—氬法同位素年齡值為119百萬年～132百萬年[2]，為燕山早期侵入的產(chǎn)物。

二長巖體：二長巖類是輝長巖受花崗巖的同化混染形成的，巖石呈灰色、灰綠色，細?；蛑兄链至?、致密狀?；烊境潭炔灰?，混染后形成一系列過度性巖石。暗色礦物普遍有強烈黑云母化，黑云母常重結(jié)晶形成巨大的薄片，局部有輝石殘余，有時石英含量增多。主要礦物有斜長石（An35～15.5）、鉀長石、黑云母、輝石、角閃石、副礦物有磷灰石、磁鐵礦、榍石、鋯石、褐簾石、黝簾石、蠕英石也比較發(fā)育。

賈沙輝長稀土含量較高，平均∑REE為465ppm，是世界基性巖體平均含量（維氏值）的5倍，并且其含量隨交代混染作用的增強∑REE由287ppm逐漸升至660ppm。礦物含量變化大，暗色礦物含量占20%～50%，斜長石與長石總量之比為0.4～0.7。按照礦物含量的不同又可劃分為閃輝二長巖、云閃輝二長巖、云閃二長巖、石英云閃二長巖、淺色二長巖、二長閃長巖、角閃正長巖、矽卡巖化二長巖等，但它們之間并不存在明顯界限，往往互相過渡。斜長石成分由基性向中性過渡時，局部石英增多，過渡為石英二長巖，并出現(xiàn)鉀長石斑晶。當(dāng)鉀長石增多（鉀長石交代斜長石），過渡為二長～正長巖。

（2）神仙水中粗粒黑云母花崗巖體：巖體以淺肉紅色中粗粒黑云母花崗巖為主，主要礦物有微斜條紋長石、斜長石、石英、黑云母、白云母[3]。副礦物有磁鐵礦、磷灰石、鋯石、螢石、電氣石等。微斜條紋長石約占43%，占長石總量的3/5，粒徑約8mm。斜長石含量約占29%，石英含量約占24%，黑云母約占3%，白云母含量＜1%。花崗巖的蝕變主要是高嶺土化和絹云母化，在巖體北西部，電氣石化普遍。據(jù)賈沙水庫花崗巖同位素測年為78百萬年，應(yīng)屬燕山晚期第二亞期產(chǎn)物。

礦區(qū)含礦巖體蝕變強烈，有鉀長石化、鈉長石化、電氣石化、黑云母化、白云母化、云英巖化、高嶺土化等，其中稀土主要與鉀長石化、高嶺土化有關(guān)[4]。

礦區(qū)內(nèi)巖體風(fēng)化程度普遍較強，其頂部的風(fēng)化殼基本保存完好，呈面型分布。經(jīng)地表工程揭露，風(fēng)化殼的厚度為16m～102m，平均厚度≥40m，風(fēng)化殼由上而下大致可分為4層，各層特征及含礦性程度簡述于下：

a.表土層：由植物根、莖、葉及粘土礦物組成，厚0.3m～1.5m。該層具稀土礦化，∑REO 0.05%～0.09%，平均0.07%。

b.褐紅色、黃綠色全風(fēng)化層：處于風(fēng)化作用的氧化帶范疇，屬全風(fēng)化帶，呈褐紅色、黃綠色及淡白色，主要由鐵、錳質(zhì)礦物及高嶺石等粘土礦物組成，結(jié)構(gòu)呈疏松狀，一般厚5m～20m不等。該層稀土含量最高，∑REO 0.05%～0.27%，平均0.10%。

c.半風(fēng)化層：呈淺灰～灰色，由少量粘土礦物、堿性巖風(fēng)化殘余礦物及碎塊等組成，結(jié)構(gòu)為半疏松狀、碎塊狀。一般厚1m～5m左右。∑REO 0.03%～0.08%，平均0.05%。

d.基巖層：巖石弱風(fēng)化，基本為新鮮的堿性雜巖的基巖。母巖中∑REO 0.05%～0.08%，平均0.07%。

3 礦體地質(zhì)特征

賈沙稀土礦床類型為堿性雜巖體（賈沙正長～二長巖雜巖體）經(jīng)風(fēng)化淋濾富集的高鈰富鑭風(fēng)化淋積型稀土礦床。礦化受地形、風(fēng)化殼發(fā)育、巖性等控制；區(qū)內(nèi)稀土品位最高的為灰黑色細粒黑云角閃二長巖風(fēng)化殼，淺肉紅色中至粗粒角閃正長巖次之，而淺灰白色細粒正長巖中不含稀土。

3.1 礦體特征

區(qū)內(nèi)圈定稀土礦體一條（V1），礦體東西長3000m，南北寬200m～800m，礦（化）體主要賦礦層位為黑云角閃正長～二長巖全風(fēng)化層，其次為黑云角閃正長～二長半風(fēng)化層及表土層。礦（化）體厚度較穩(wěn)定，單工程最大垂厚85m，最小垂厚16m，平均垂厚40m，其形態(tài)受地形地貌變化控制，呈“被服狀”，剖面上一般山頂垂厚較大，向山腳垂厚逐漸變薄。單工程∑REO 0.05%～0.27%，平均∑REO 0.10%，礦化類型以輕稀土為主，稀土配份鑭、鈰、釹三個元素占稀土總量90%左右，其中鈰稀土配份達30%～60%，為高鈰富鑭風(fēng)化淋積型稀土礦床。

3.2 礦石質(zhì)量

（1）礦物成分：

礦物成分主要為硅酸鹽類、次為氧化物類、偶見碳酸鹽類。

硅酸鹽類約占87%，以高嶺石、鉀長石、黑云母、鐵泥質(zhì)為主，另見少量絹云母、斜長石、綠泥石；氧化物類約占12%，主要為石英，次為鈦鐵礦、鋯石、褐鐵礦、磁鐵礦、方鈰石，另偶見赤鐵礦、金紅石等。其中鋯石含量約0.13%，嵌布粒度在0.02mm～0.25mm之間，屬于細粒級嵌布；方鈰石含量＜0.05%，嵌布粒度＜0.01mm，屬微細粒級嵌布；除鋯石及方鈰石外，其余礦物嵌布粒度多較細，且多被鐵質(zhì)浸染。

（2）礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造：

礦石主要呈砂土狀，原巖構(gòu)造已難以觀察。礦石主要結(jié)構(gòu)有：

泥質(zhì)結(jié)構(gòu)：主要的結(jié)構(gòu)之一，礦石中的粘土礦物多呈粒度小于0.01mm的隱晶質(zhì)狀，且被鐵質(zhì)浸染，構(gòu)成此結(jié)構(gòu)。

顯微鱗片狀結(jié)構(gòu)：主要的結(jié)構(gòu)之一，礦石中的部分絹云母、高嶺石等礦物呈粒度＜0.08mm的顯微鱗片狀，構(gòu)成此結(jié)構(gòu)。

片狀結(jié)構(gòu)：次要的結(jié)構(gòu)之一，礦石中的黑云母主要呈粒度0.05mm～0.4mm之間的片狀，由于蝕變作用，多析出鐵質(zhì)。

粒狀結(jié)構(gòu)：次要的結(jié)構(gòu)之一，礦石中的石英多呈它形粒狀，鈦鐵礦、鋯石呈自形、半自形粒狀，構(gòu)成此結(jié)構(gòu)。

假象結(jié)構(gòu)：偶見的結(jié)構(gòu)，礦石中的部分褐鐵礦由黃鐵礦蝕變而來，晶形仍然保留黃鐵礦的晶形，構(gòu)成此結(jié)構(gòu)。

3.3 稀土元素賦存狀態(tài)

據(jù)礦石化學(xué)多元素分析及礦物電子探針分析結(jié)果，礦石中稀土總量品位為0.13%，Zr品位為603×10-6；其中稀土元素Ce品位為456×10-6，La品位為295×10-6，Nd品位為184×10-6，其余稀土元素含量均較少。礦石中的稀土主要以離子吸附和微細粒包裹體的形式存在于高嶺石、絹云母、綠泥石和鐵泥質(zhì)等粘土礦物中，占約90%，而微細粒包裹體主要是以方鈰石的形式存在，由于方鈰石粒度極細，物理方法無法富集，只能采用化學(xué)選礦法浸出；礦石中離子吸附型的稀土占18.06%，該部分稀土屬易選部分，回收率較高，剩余稀土回收率尚需通過選礦試驗論證。

4 成礦條件分析

4.1 母巖條件

燕山早～中期，第一期巖漿活動形成賈沙輝長巖體（ν51），輝長巖中Ba、Sc、Pb、Ga、Co、La、Sr等元素的百分含量相對偏高，皆超出克拉克值數(shù)十倍之多，巖石中稀土元素豐度值可達∑REE 549.70ppm，輝長巖提供了最初的稀土元素礦物質(zhì)來源。燕山晚期，伴隨著第二期巖漿活動形成神仙水中粗粒黑云母花崗巖體并包圍了前期輝長巖體，接觸帶附近輝長巖被強烈同化，改造為深灰、灰綠色二長巖、閃長巖、石英閃長巖等一系列中性及鈣堿性暗色巖石；中粗粒黑云母花崗巖亦被混染為黑云角閃花崗巖、石英二長巖、正長～二長巖、正長巖等一系列酸度偏低，鈣鎂質(zhì)增高的淺色中酸性巖石，暗色主體與淺色客體無截然分界，二者多成脈狀、樹枝狀、不規(guī)則狀等多形態(tài)相間分布，經(jīng)同化混染作用最終形成賈沙黑云角閃正長～二長巖雜巖體，同時在雜巖體中稀土元素進一步疊加富集最終形成稀土礦成礦母巖，二長巖中稀土元素豐度值為∑REE 287.11ppm～1062.48ppm。

4.2 構(gòu)造條件

區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，受區(qū)域斷裂（紅河斷裂、小江斷裂、彌勒～師宗斷裂）的三角夾持及各次級斷裂及褶皺影響，使得巖體內(nèi)部節(jié)理、裂隙多具放射狀特征，加劇了巖體物理、化學(xué)、生物風(fēng)化作用進程，巖石、礦物得以充分解離，經(jīng)反復(fù)風(fēng)化～剝蝕～淋濾～富集作用，逐漸形成具有工業(yè)意義的稀土礦（化）體。

4.3 氣候條件

礦區(qū)地處北回歸線附近，屬亞熱帶潮濕氣候，氣候炎熱，雨量充沛，晝夜溫差變化較大，具顯著的垂直立體氣候特征，植被發(fā)育良好；溫濕多雨氣候，有利于化學(xué)風(fēng)化作用，易形成SiO2、Al2O3、Fe2O3水合物的混合物，其Al2O3、Fe2O3淋濾到下層，Cl、Na、Ca、Mg、K等元素則呈離子狀態(tài)，在水的作用下遷移淋出，而形成含鐵鋁較高的硅酸鹽高嶺石族礦物，為稀土離子的吸附和沉淀創(chuàng)造了有利環(huán)境和條件[3]，亦使得稀土元素進一步富集。此外賈沙地區(qū)干濕季節(jié)分明的氣候特點，亦對風(fēng)化殼的形成和保存提供了較為有利的氣候條件。

5 結(jié)論

綜上所述，賈沙稀土礦床成礦是受多期巖漿活動、構(gòu)造影響及氣候條件共同作用的結(jié)果。燕山早～中期巖漿活動形成的賈沙輝長巖體提供了最初的稀土元素礦物質(zhì)來源，伴隨著燕山晚期巖漿活動，后期神仙水中粗粒黑云母花崗巖體與前期輝長巖體在接觸帶發(fā)生同化、混染作用，形成了一系列中性及鈣堿性暗色主體巖石與中酸性淺色客體巖石，二者相間分布形成賈沙黑云角閃正長～二長巖雜巖體，該階段雜巖體中稀土元素進一步疊加富集最終形成稀土礦成礦母巖。在后期斷裂、褶皺活動影響下，在巖體內(nèi)部多形成放射狀節(jié)理、裂隙，使得巖體風(fēng)化作用進一步加劇，加之該區(qū)濕潤多雨、干濕分明的氣候特征，為稀土離子的反復(fù)吸附和沉淀創(chuàng)造了有利條件，使得稀土元素進一步富集，同時亦使得含有稀土元素的風(fēng)化殼得以形成及保存，最終形成稀土礦（化）體。