竹山背—章車水地段稀土礦成因及資源潛力評(píng)價(jià)

陸玉德 李奕旺 姚東紅

摘要：竹山背—章車水地段稀土礦礦體賦存于印支期第二階段粗中粒斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖（龍華山巖體）風(fēng)化殼中，巖體風(fēng)化殼的第二層全風(fēng)化帶和第三層半風(fēng)化帶是本區(qū)稀土礦的主要控礦層位;內(nèi)生作用和外生作用共同結(jié)果是該區(qū)稀土礦的成礦機(jī)理，通過(guò)2018年施工的25個(gè)鉆孔大致圈定該區(qū)稀土礦體，進(jìn)而預(yù)測(cè)該區(qū)稀土礦潛力。

關(guān)鍵詞：龍華山巖體;離子吸附型礦床;風(fēng)化殼;成礦機(jī)理;竹山背—章車水

竹山背—章車水地區(qū)地處諸廣山巖體東南部，大地構(gòu)造位置上位于南嶺東西向構(gòu)造帶和萬(wàn)洋山一諸廣山南北向構(gòu)造帶的復(fù)合部位。該區(qū)主要由印支期龍華山巖體組成，其間有少量燕山期巖體分布，各類脈巖廣泛發(fā)育，包括輝綠巖脈、熱液石英巖脈、偉晶巖脈等。北東向上社斷裂、牛瀾斷裂、下洞水?dāng)嗔研贝﹨^(qū)內(nèi)（圖1-1），古生代以來(lái)經(jīng)歷了多期構(gòu)造—巖漿活動(dòng)。風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦床成礦母巖出露面積大，分布廣泛，加上十分有利于風(fēng)化殼形成和保存的地形地貌條件和氣候條件，使得該區(qū)擁有得天獨(dú)厚的離子吸附型稀土礦床成礦條件，找礦潛力較大。

1.第四系;2.奧陶系下黃坑組;3.白堊紀(jì)早世花崗斑巖;4.侏羅紀(jì)晚世中細(xì)粒斑狀黑云母花崗巖;5.侏羅紀(jì)中世中細(xì)粒斑狀二云母花崗巖;6.侏羅紀(jì)早世粗中粒斑狀黑云母花崗巖;7.三疊紀(jì)晚世中細(xì)粒斑狀二云母花崗巖;8.三疊紀(jì)中世粗中粒斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖;9.三疊紀(jì)早世粗粒斑狀黑云母花崗巖;10.眼球狀混合花崗巖;11.條帶狀混合巖;12.二疊紀(jì)晚世云閃石英二長(zhǎng)巖;13.正長(zhǎng)巖或堿交代巖;14.輝綠巖;15.碎裂巖帶;16.實(shí)測(cè)、推測(cè)斷裂;17.絹云母化、綠泥石化、高嶺土化;18.硅化、白云母化、赤鐵礦化;19.鉀長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石化;20.小型鈾礦床、鈾礦點(diǎn);21.稀土礦點(diǎn)、金民采點(diǎn);22.垂向采樣剖面及剖面編號(hào);23.水系沉積物甲類綜合異常及編號(hào);24.區(qū)域遠(yuǎn)景區(qū)。

1.礦區(qū)地質(zhì)特征

1.1地層

竹山背—章車水地區(qū)出露的龍華山復(fù)式巖體呈南北向展布，主要由印支期第一階段粗粒斑狀黑云母花崗巖（γβT1）和第二階段粗中粒斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖（ηγT2）組成，零星出露中細(xì)粒斑狀二云母花崗巖（γβmT3）。

龍華山復(fù)式花崗巖體整體具有高Si和高Al特征，總堿（Na2O+K2O）含量較高，貧CaO、FeO和MgO。鋁飽和指數(shù)A/CNK介于過(guò)鋁質(zhì)花崗巖范疇，在造巖礦物上表現(xiàn)為出現(xiàn)高A1的原生礦物白云母，其成因模式為在伸展拉張構(gòu)造背景之下，由基底變質(zhì)泥質(zhì)巖熔融形成的，而變質(zhì)泥質(zhì)巖的源巖為古一中元古代從地幔分離出來(lái)的初生地殼巖石，總體呈現(xiàn)S型花崗巖特征。章車水地區(qū)稀土垂向刻槽取樣于粗中粒斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖巖體中進(jìn)行，其基巖巖相學(xué)特征如下：

粗中粒斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖（ηγT2）：灰白色，似斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)為粗中粒花崗結(jié)構(gòu)。巖石主要礦物組成為：鉀長(zhǎng)石為微斜長(zhǎng)石，局部可見格子雙晶，含量35%～40%左右;斜長(zhǎng)石（An=8～25）環(huán)帶結(jié)構(gòu)明顯，含量30%～35%左右;石英為他形粒狀，含量20%～25%左右;黑云母為不規(guī)則片狀，有時(shí)可見被綠泥石和白云母交代，含量2%～8%左右。副礦物以鋯石、磁鐵礦、磷灰石、榍石為主。鉀長(zhǎng)石較斜長(zhǎng)石干凈，長(zhǎng)石大多發(fā)生一定程度的后期蝕變且可見些許黑云母、石英等細(xì)小礦物包裹體，兩種長(zhǎng)石局部接觸處可見蠕蟲結(jié)構(gòu)，石英沿黑云母邊緣交代而構(gòu)成的顯微文象交生結(jié)構(gòu)，石英裂紋發(fā)育，沿裂紋見絹云母填隙。

1.2巖體風(fēng)化殼特征

風(fēng)化殼的形成與環(huán)境條件密切相關(guān)，它是氣候、構(gòu)造及其他環(huán)境要素的函數(shù)。在地處亞熱帶的南嶺地區(qū)，氣候溫暖潮濕，中酸性巖體廣泛分布，風(fēng)化作用強(qiáng)烈，并處于近平衡的構(gòu)造升降狀態(tài)，是風(fēng)化殼廣泛發(fā)育和較好保存的理想地區(qū)之一，離子吸附型稀土礦床主要見于地槽褶皺帶內(nèi)。由于花崗巖風(fēng)化殼發(fā)育程度的不同，稀土元素富集程度有較大差異，南嶺地區(qū)稀土礦區(qū)在地表多形成厚度為2m～30m的風(fēng)化殼，部分地區(qū)甚至可達(dá)40m～60m。（特別是在瀾河區(qū)域一帶）一般來(lái)說(shuō)，花崗巖風(fēng)化殼越厚，離子吸附型稀土礦礦體越厚，品位越高。稀土礦體主要以離子吸附形式賦存于花崗巖風(fēng)化殼全風(fēng)化層的粘土和高嶺土礦物中，其次在半風(fēng)化層中也有產(chǎn)出。在垂向上，風(fēng)化殼具有典型的層狀結(jié)構(gòu)，依據(jù)風(fēng)化殼的垂向分帶模式，結(jié)合野外考察，將章車水地區(qū)風(fēng)化殼自上而下劃分為殘坡積層、全風(fēng)化層、半風(fēng)化層、微風(fēng)化層4個(gè)部分，各層之間往往表現(xiàn)為漸變過(guò)渡關(guān)系（圖1-2）。

殘坡積層（A）：呈土黃色、灰黃色，主要成分為粘土，少量石英碎塊、云母和植物殘骸等。稀土礦化弱，稀土氧化物（REO）含量低，一般在0.02%（稀土氧化物總量）以下，厚0.7m～1m。

全風(fēng)化層（B）：呈褐黃色、淺肉紅色、灰白色，主要成分為粘土，少量石英砂和云母等。結(jié)構(gòu)疏松多孔，已不顯原巖結(jié)構(gòu)。稀土氧化物（REO）含量高，大部分達(dá)到稀土礦體邊界品位（稀土氧化物總量）0.05%以上，為主要賦礦層位。

半風(fēng)化層（C）：呈褐黃色、淺肉紅色，主要成分為粘土，少量石英砂礫，并含有較多的長(zhǎng)石和黑云母。結(jié)構(gòu)較致密，長(zhǎng)石具有較完整的外形，部分保留原巖結(jié)構(gòu)。厚度變化較大，為次要賦礦層位。稀土氧化物（REO）含量低于全風(fēng)化層，部分可達(dá)到稀土礦體邊界品位（稀土氧化物總量）0.05%以上。微風(fēng)化層（D）：輕微風(fēng)化的含礦母巖，呈肉紅色，巖性主要為粗中粒斑狀黑云母花崗巖。經(jīng)取新鮮巖石樣稀土化學(xué)

分析結(jié)果顯示，其稀土含量均大于0.02%。

2.含礦巖體及礦體特征

竹山背—章車水內(nèi)含礦巖體為印支期龍華山花崗巖巖體，以粗粒斑狀黑云母花崗巖、粗中粒斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖中稀土含量最高（表1），根據(jù)分析測(cè)試結(jié)果顯示，樣品中w（LREE2O3）0.046%～0.267%，w（HREE2O3）0.005%～0.106%，垂直厚度為4m～20m，平均厚度約12m。稀土以鈰族為主，具有Ce>La+Nd，La>Ce>Nd，La+Nd>Ce三種分配特點(diǎn)，以Ce>La+Nd配分型為主，其次為L(zhǎng)a>Ce>Nd，稀土平均品位中鈰族品位0.133%，釔族0.027%，[Ce]2O3/[Y]2O3比值為4.9，按這個(gè)比值計(jì)算得重稀土大致占17%，為輕稀土富集型，銪元素含量略低，具中等銪虧損，表明巖體主要巖類偏酸性，可能代表了部分熔融巖漿演化中期階段產(chǎn)物（圖1-3）。

3.成礦機(jī)理

竹山背—章車水地區(qū)風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦的成礦機(jī)理包括內(nèi)因作用與外因作用，其中內(nèi)因作用有成礦母巖、含礦母巖產(chǎn)狀特征、母巖的巖性與化學(xué)特征等。外因作用有風(fēng)化條件和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)等，內(nèi)因與外因共同作用是該區(qū)稀土礦床形成的原因，兩者缺一不可。

3.1內(nèi)生作用

3.1.1成礦母巖

粵西北離子吸附型稀土礦含礦母巖主要為各類侵入巖、火山巖，其次為混合花崗巖，侵入巖形成時(shí)期有加里東期、華力西期、印支期和燕山期，巖性為粗粒黑云母花崗巖、粗中粒斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖、中細(xì)粒二云母花崗巖、細(xì)粒黑云母花崗巖，雖然燕山期花崗巖分布最廣，但以印支期最為重要，印支期巖性主要為粗中粒斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖（ηγT2），為中酸性巖類。

3.1.2含礦母巖產(chǎn)狀特征

該區(qū)巖體的分帶特征比較明顯，主要為中心相—邊緣相—過(guò)渡相，而中心相以印支期粗中粒斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖為主，粗中粒斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖以巖基形態(tài)規(guī)模最有利，中心相巖體呈北東—南西走向分布，區(qū)域上受上社斷裂與下洞水?dāng)嗔褣冻帧?/p>

3.1.3母巖的巖性與化學(xué)特征

該礦區(qū)的成礦母巖主要為粗中粒斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖，巖石的礦物成分鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、石英、黑云母和副礦物鋯石、褐簾石、磷灰石、榍石等，含量高。而獨(dú)居石、磷釔礦、褐釔鈮礦含量低，含礦母巖中稀土元素賦存在易風(fēng)化礦物（如長(zhǎng)石、黑云母、角閃石、榍石、褐簾石、磷灰石）中，對(duì)形成礦床最有利。該稀土礦的含礦母巖花崗巖體整體具有高Si和高Al特征，總堿（Na2O+K2O）含量較高，貧CaO、FeO和MgO，鋁飽和指數(shù)A/CNK介于過(guò)鋁質(zhì)花崗巖范疇，在造巖礦物上表現(xiàn)為出現(xiàn)高A1的原生礦物白云母，總體呈現(xiàn)S型花崗巖特征。

3.2外生作用

3.2.1風(fēng)化條件

影響風(fēng)化殼發(fā)育最主要的是氣候條件與地形地貌條件，其一，氣候條件是形成該類礦床最重要條件之一，本區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候，夏季盛行偏南的暖濕氣流，全年平均氣溫19°C～22°C，最高6月～8月，一般25°C～30°C，偶有39°C高溫天氣。年均降雨量1071.6mm～2244.6mm，3月～8月為雨季，暴雨多發(fā)生在5月～8月，雨季長(zhǎng)，雨量充沛。水系發(fā)育，地表植被發(fā)育，氧氣充足，有機(jī)酸來(lái)源豐富。區(qū)內(nèi)巖石在水、各種酸類及氧氣等介質(zhì)的作用下，化學(xué)反應(yīng)強(qiáng)烈。隨著時(shí)間的推移，風(fēng)化作用不斷深入地下，當(dāng)風(fēng)化作用大于剝蝕作用時(shí)，形成了具有分層結(jié)構(gòu)的面形風(fēng)化殼，上部為殘坡積層，中部為全風(fēng)化層，下部為半風(fēng)化層，為從巖石中釋放出來(lái)的稀土離子提供了貯存富集場(chǎng)所，稀土元素主要以可溶性水合物陽(yáng)離子的形式遷移。其二，地形地貌條件也是很重要的，測(cè)區(qū)海拔200m～500m，山體坡度小，溝谷水系發(fā)育，丘陵地貌，地勢(shì)較低，有利于巖石風(fēng)化殼的形成和保存，礦體的形成與當(dāng)?shù)睾０胃叨汝P(guān)系不大。

3.2.2構(gòu)造運(yùn)動(dòng)

表面上稀土礦的富集成礦只與巖體相關(guān)，其實(shí)不然，稀土礦的富集帶嚴(yán)格受構(gòu)造帶的控制，構(gòu)造起著控巖和控礦的作用，構(gòu)造使稀土礦床（點(diǎn)）成群成帶產(chǎn)出，該區(qū)離子吸附型稀土礦主要受北東向構(gòu)造帶控制，測(cè)區(qū)北東向構(gòu)造密集發(fā)育，有上社斷裂、牛瀾斷裂、下洞水?dāng)嗔鸭按渭?jí)斷裂，其中上社斷裂和下洞水?dāng)嗔炎鳛閹r體的邊界（圖1-4）。

4.資源潛力評(píng)價(jià)

本次章車水—竹山背地區(qū)稀土遠(yuǎn)景查證分別于7條剖面上共施工鉆孔25個(gè)（圖1-4），共采取175組樣品，其中3個(gè)取樣孔野外快速滴淀測(cè)試異常不明顯，并選擇了其中的127組樣品（22孔）送湖南核工業(yè)中心實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析測(cè)試。根據(jù)樣品分析測(cè)試結(jié)果顯示，區(qū)內(nèi)稀土以輕稀土為主，輕稀土w（SRE2O3）0.133%，取礦體平均厚度12m，本次大致控制面積約63.4km2，該區(qū)暫取面積63.4km2計(jì)算，花崗巖風(fēng)化密度按1.6t/m3計(jì)算，預(yù)測(cè)稀土氧化物資源量約160萬(wàn)噸。

1.第四系大灣鎮(zhèn)組;2.早白堊世花崗斑巖;3.早白堊世花崗巖;4.晚侏羅世花崗巖;5.中侏羅世二云母花崗巖;6.早侏羅世花崗巖;7.晚三疊世二云母花崗巖;8.中三疊世二長(zhǎng)花崗巖;9.中三疊世花崗巖;10.早三疊世花崗巖;11.眼球狀混合花崗巖;12.條帶狀混合巖13.輝綠巖;14.碎裂巖;15.熱液石英巖;16.實(shí)、推測(cè)第四系界線、整合接觸界線、侵入巖界線;17.實(shí)、推測(cè)斷裂帶;18.鑭異常內(nèi)帶（La≥380×10-6）;19.鑭異常中帶（La≥190×10-6）;20.鑭異常外帶（La≥95×10-6）;21.小型鈾礦床及編號(hào);22.鈾礦化點(diǎn)及編號(hào);23.鈾礦化點(diǎn)、異常點(diǎn)及編;24.稀土礦點(diǎn)及編號(hào);25.垂向取樣點(diǎn)及編號(hào);26.工業(yè)孔及低品位孔

參考文獻(xiàn)：

[1]廣東省核工業(yè)地質(zhì)局291大隊(duì).整裝勘查區(qū)找礦預(yù)測(cè)與技術(shù)應(yīng)用示范—稀土查證專項(xiàng)報(bào)告[R].2018.11.

[2]楊大歡，肖光銘.廣東省離子吸附型稀土礦區(qū)域成礦規(guī)律研究[J].地質(zhì)與資源，2011，20（06）：462-468.

[3]劉小永.離子吸附型稀土礦找礦勘查中的工作方法應(yīng)用[J].西部探礦工程，2015，27（02）：137-139.

[4]肖仕銀，李秋萍，王一丁.云南隴川縣戶撒地區(qū)稀土礦成因及找礦方法[J].云南地質(zhì)，2018，37（02）：213-219.