新豐縣稀土礦礦床成因及找礦標(biāo)志

梁志鵬

摘 要：稀土元素是一種重要的礦產(chǎn)資源，對國家的工業(yè)發(fā)展有極大地促進作用。本文根據(jù)對新豐縣左坑礦區(qū)的勘探結(jié)果，對礦區(qū)內(nèi)稀土礦床進行了分析，對礦床的成因以及找礦標(biāo)志進行了詳細的描述，希冀能夠為下一步的開采工作提供一份可靠地參考資料。

關(guān)鍵詞：新豐縣；礦區(qū)；礦床成因；找礦標(biāo)志

0 引言

新豐縣左坑礦區(qū)位于佛岡隆起帶的北緣，北接英翁凹陷帶；在區(qū)域構(gòu)造上正處于佛岡東西構(gòu)造帶與翁源—佛岡北東向新華夏構(gòu)造帶的交匯部位。東西向構(gòu)造控制了燕山三期黑云母花崗巖的侵入，形成了沿東西展布的巖漿巖帶，是區(qū)域稀土礦床形成的重要條件。

1 礦區(qū)特征

1.1礦區(qū)地質(zhì)

礦區(qū)范圍內(nèi)，受花崗巖侵入的影響和破壞，地層不發(fā)育，主要見第四系松散層。礦區(qū)構(gòu)造相對穩(wěn)定，以發(fā)育近南北、北北西向次級斷裂構(gòu)造為主。全區(qū)主要出露為花崗巖體，在花崗巖體內(nèi)部見有輝綠巖、正長斑巖、閃長玢巖、二長斑巖脈以及石英斑巖株發(fā)育。

1.2地層

礦區(qū)出露主要為燕山三期黑云母花崗巖，僅在低凹地段及沿溝溪兩側(cè)，堆積有第四系松散層，其成因以沖洪積為主，其次是坡積物。沖積洪積層主要以砂土，含土砂、含砂粘土、礫石為主。

1.3構(gòu)造

佛岡東西構(gòu)造帶、新華夏構(gòu)造體系和粵北山字形構(gòu)造三個不同構(gòu)造體系在區(qū)內(nèi)交叉，所以礦區(qū)不同方向的構(gòu)造行跡都有表現(xiàn)，但主要的構(gòu)造行跡是以北東40°-60°走向的北東向斷裂構(gòu)造為主，其次是北西向、近南北向斷裂構(gòu)造。區(qū)內(nèi)所見斷裂構(gòu)造，基本上屬于區(qū)域新華夏系構(gòu)造體系的一部分，多為較次一級的斷裂構(gòu)造，對礦體基本沒有大的破壞和影響。

1.4巖漿巖

區(qū)內(nèi)除第四系外，礦區(qū)均為巖漿巖風(fēng)化殼覆蓋，出露的巖漿巖主要為燕山三期侵入的花崗巖體，其屬于佛岡巖基的一部分，此外，在巖體內(nèi)部還常見后期侵位的不同巖性的小巖脈、巖株。

2 礦體特征

2.1礦體地質(zhì)

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三期花崗巖體風(fēng)化殼中。

礦體總體受地形地貌控制，多數(shù)分布于丘陵地段。礦區(qū)沿北東向、東西向溝谷發(fā)育，同縣道一起將花崗巖風(fēng)化殼切割成塊。左坑礦區(qū)內(nèi)共圈定46個礦體，礦體分布總面積46.43km2。

2.2礦石成分

根據(jù)風(fēng)化程度和礦化情況，可以將花崗巖風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦床的礦石歸為三類，分別是腐殖土礦石、全風(fēng)化花崗巖礦石和半風(fēng)化花崗巖礦石。這三種礦石均為松散礦石，其中全風(fēng)化花崗巖礦石是主要礦石類型。

2.3礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及礦石類型

本區(qū)稀土礦礦石主要系花崗巖風(fēng)化后所致，顏色主要為灰色、灰黃色及淡肉紅色，原巖成分和風(fēng)化程度對礦石顏色有很大影響。礦石多呈疏松狀態(tài)，礦石顆粒不規(guī)則，表現(xiàn)為質(zhì)地松散，手捏即碎，呈未膠結(jié)砂狀或土狀的無規(guī)則結(jié)構(gòu)。采出的礦石多為松散的亞砂土或亞粘土。根據(jù)礦石以上主要特征，礦石自然類型為花崗巖風(fēng)化的砂土狀礦石，礦石工業(yè)類型為花崗巖風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦。

3 礦床成因及找礦標(biāo)志

3.1礦床成因

礦區(qū)稀土礦主要賦存于花崗巖風(fēng)化殼中，稀土元素的富集主要是通過粘土礦物對稀土離子的吸附來實現(xiàn)的，該過程主要受風(fēng)化淋濾作用影響。因此，礦床的成因類型屬于次生富集離子吸附型稀土礦床。

礦床的成因和第四紀新構(gòu)造運動有著密切的關(guān)系，在亞熱帶潮濕的氣候條件下，含礦母巖中的長石發(fā)生水解，經(jīng)過脫堿去硅等一系列的化學(xué)反應(yīng)，吸水后變成高嶺石以及埃洛石這兩種礦石，另外稀土礦物也被潮濕的環(huán)境水解成離子狀態(tài)存在，其中一部分被黏土礦物吸附，另一部分經(jīng)過變化形成新的礦物質(zhì)被水帶走流失掉。經(jīng)過長期的風(fēng)化作用，含有稀土元素的礦物質(zhì)不斷地發(fā)生遷移富集，最終形成了具有一定規(guī)模的礦體，這些礦體中含有豐富的稀土元素，易于進行經(jīng)濟回收利用。

風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦床的形成受多種因素控制，其成礦條件概括起來有以下幾點：

①含礦地質(zhì)體必須為花崗巖、火山巖和混合巖；

②東西向構(gòu)造帶和新華夏系構(gòu)造帶復(fù)合控巖控礦，主導(dǎo)含礦母巖的產(chǎn)出，控制地形地貌和風(fēng)化速率；

③位于熱帶、亞熱帶的地理區(qū)域，具有濕熱多雨的氣候，植被發(fā)育，且有機酸來源豐富。強烈的物理、化學(xué)和生物風(fēng)化作用，對風(fēng)化殼的形成和稀土元素的富集具有十分關(guān)鍵的作用；

④低緩丘陵地形地貌，有利于風(fēng)化殼的形成和保存，有利于稀土礦成礦；

⑤各種酸類可加速原生巖石在風(fēng)化殼中的分解過程。有機酸等控制稀土元素分餾、滲透、遷移和富集，對巖石風(fēng)化同樣起著重要的作用。

經(jīng)過以上這五個步驟的累積，花崗巖風(fēng)化殼離子吸附性稀土礦逐漸的形成，期間這個過程主要受到稀土內(nèi)生條件和表生條件雙重因素的控制。內(nèi)生條件主要指的是母巖中所含稀土礦物元素的豐富度，稀土礦物、稀土副礦物和含稀土副礦物的種類及易風(fēng)化程度。外生條件主要指的是母巖在自然條件下受到的自然界的改造程度以及作用的方式。經(jīng)過有利的地形地貌、弱酸性的地下水介質(zhì)以及溫?zé)岢睗竦臍夂驐l件，母巖經(jīng)過風(fēng)化形成黏土礦物，其中易于風(fēng)化的稀土礦物和含稀土的礦物質(zhì)不斷地發(fā)生分解電離，電離后的稀土以及其它的一些離子隨著降雨被帶入到地下，隨著地下水發(fā)生遷移，最后在遷移的過程中被新生成的黏土礦物吸附到表面。這種作用和過程的周而復(fù)始，產(chǎn)生了稀土元素的自然分餾，最后在有利部位不斷富集，形成現(xiàn)今大厚度高品位的稀土礦床。總體來說，成礦階段大致可以分為三個部分：①含礦母巖的形成，提供稀土元素來源；②區(qū)域構(gòu)造演化控制地殼抬升，提供成礦有利的地形地貌，影響含礦地質(zhì)體的風(fēng)化程度、剝蝕速率等；③稀土元素的滲透、遷移和富集，形成風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦。前一個階段主要為第二階段的發(fā)生提供條件，對礦化富集沒有明顯的影響，第二階段主要為礦化富集、形成礦體階段。在第二階段進行過程中需要必不可少的地理和氣候條件，即：丘陵地理環(huán)境和濕熱多雨（強物理化學(xué)生物風(fēng)化作用）的古氣候條件。

礦區(qū)位于廣東省新豐縣，地處佛岡巖體中心，成礦物質(zhì)主要來源于燕山三期黑云母花崗巖。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)成了地表的長久溫濕條件。因而最有利于風(fēng)化殼和離子吸附型稀土礦床的形成。

3.2找礦標(biāo)志

3.2.1巖性標(biāo)志

燕山三期侵入的中心相（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。這種侵入巖體（風(fēng)化殼）是區(qū)內(nèi)花崗巖風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦床的主要“礦源層”，為區(qū)域找礦的主要標(biāo)志。

3.2.2風(fēng)化殼標(biāo)志

花崗巖的風(fēng)化殼發(fā)育良好、完全，尤其是主要含礦層（強風(fēng)化花崗巖層）的發(fā)育、保存狀況，這是典型的離子吸附型稀土礦床礦（化）體的找礦標(biāo)志。

3.2.3地貌標(biāo)志

成礦巖體所處地貌環(huán)境一般為低山丘陵地帶，剝蝕不強烈，這樣的構(gòu)造地貌環(huán)境是良好的稀土富集區(qū)。作為間接的找礦標(biāo)志。

3.2.4民采標(biāo)志

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

4 結(jié)束語

綜上所述，稀土元素在風(fēng)化殼中的分布，總體上較為均勻。白云母化、高嶺土化強烈地段，稀土礦化相對富集。稀土元素主要以離子狀態(tài)吸附于粘土礦物的表面，風(fēng)化殼中粘土礦物含量越高，被吸附的稀土離子也相對增加，礦石稀土品位愈高。礦石中吸附的Fe、Al等離子是該礦種開發(fā)利用的主要有害組分，如在生產(chǎn)過程中處理不當(dāng)，可能會影響產(chǎn)品質(zhì)量。

據(jù)微量元素分析成果，風(fēng)化殼型稀土礦伴生的Zr、Th等元素含量較低，沒有綜合利用意義。同時，據(jù)化學(xué)分析成果，F(xiàn)e2O3+TiO2、Na2O+K2O含量較高，超過了高嶺土礦石質(zhì)量要求。目前礦區(qū)未發(fā)現(xiàn)有綜合利用價值的金屬元素。

參考文獻

[1]青海紅土溝金礦床地質(zhì)特征與找礦標(biāo)志探討[J].黃金科學(xué)技術(shù)，2012（5）：45-51.

[2]許明亮，楊建國，魯濤，等.四平山巖金礦地質(zhì)特征與找礦標(biāo)志探討[J].黃金科學(xué)技術(shù)，2005（5）：23-25.

[3]吳燕榮，黃符楨.九龍腦礦床成礦地質(zhì)特征及成因探討[J].西部探礦工程，2001（7）：163-166.

[4]李興儉，張達，張垚垚.云南元陽大坪金礦床成因及找礦方向[J].金屬礦山，2016（3）：113-118.