基于豐度法對四川冕寧-德昌一帶牦牛坪式稀土礦資源的定量預(yù)測

程建康

（四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四0 五地質(zhì)隊，四川 都江堰 611830）

四川冕寧-德昌稀土成礦帶北起冕寧縣三岔河、毛牛坪，經(jīng)木落、里莊，南至德昌縣大陸槽以南，長約150km、寬15km，以盛產(chǎn)冕寧牦牛坪式輕稀土礦享譽國內(nèi)外。自20 世紀60 年代首次發(fā)現(xiàn)牦牛坪式稀土礦以來，針對該區(qū)域內(nèi)稀土礦的地質(zhì)找礦、成礦研究和評價工作從來沒有間斷，2007 年～2010 年，在開展四川省稀土礦成礦規(guī)律及礦產(chǎn)預(yù)測評價專題研究工作時，采用地質(zhì)體積法對該區(qū)牦牛坪式稀土礦資源進行了估算[1]。本文在收集和利用近年來取得的新成果、新認識的基礎(chǔ)上，采用元素豐度模型法對該區(qū)內(nèi)牦牛坪式稀土礦資源進行定量預(yù)測，旨在為該區(qū)稀土找礦與評價提供參考。

1 豐度法資源量預(yù)測原理

豐度估計法又稱豐度模型法，是把已知地區(qū)（控制區(qū)）成礦元素的地殼豐度和探明的累計儲量作為已知參數(shù)求得已知地區(qū)的該成礦元素在地殼中的富集系數(shù)，用它外推到地質(zhì)和成礦條件相似的未知地區(qū)（即預(yù)測區(qū)），估算預(yù)測區(qū)內(nèi)該元素的資源量。成礦元素的地殼豐度系指該元素在地殼中處于分散和集中狀態(tài)的總和，在特定的地質(zhì)條件控制下成礦元素的集中富集，在勘查地球化學上稱之為異常。一般說來，有經(jīng)濟價值的礦床都有相應(yīng)的地球化學異常，因此在一般地質(zhì)環(huán)境中，元素處于分散狀態(tài)時，形成礦床的可能性不大；處于集中富集狀態(tài)時，成礦的可能性比較大。豐度估計法就是根據(jù)元素在地殼中的這種元素化學狀態(tài)作為理論依據(jù)而確立的資源量估計方法[2]。

2 豐度法模型選擇與建立

豐度法是建立在強有力的地質(zhì)和地球化學理論基礎(chǔ)上的礦產(chǎn)預(yù)測方法，而且它是被大量實踐證明有效的一種預(yù)測方法。根據(jù)使用元素地球化學資料的性質(zhì)，豐度估計法分為近似關(guān)系模型、元素豐度模型、地殼豐度模型三種[3]。本文選用元素豐度模型進行資源量預(yù)測，具體做法是選擇稀土成礦地質(zhì)條件類似而且地質(zhì)工作程度和研究程度較高的地區(qū)作為已知區(qū)，以已知區(qū)內(nèi)1：20 萬化探數(shù)據(jù)計算稀土成礦元素豐度和查明的累計稀土資源儲量作為已知參數(shù)，求得已知區(qū)內(nèi)稀土成礦元素在地殼中的富集系數(shù)，再利用得到的富集系數(shù)估算預(yù)測區(qū)內(nèi)稀土元素的資源量。富集系數(shù)按以下公式計算：

式中：P 為成礦元素的富集系數(shù)；R0為已查明的成礦元素的各級別的資源總量（t）；CR為已知區(qū)面積（km2）；D 為已知區(qū)資源估算的深度（km）；CA為成礦元素的豐度值；SG為已知區(qū)內(nèi)礦石的平均體重。

再利用富集系數(shù)估計預(yù)測區(qū)成礦元素資源量的模型為：

式中：R 為預(yù)測區(qū)成礦元素的資源量；S 為預(yù)測區(qū)的面積；A 為預(yù)測區(qū)元素豐度值；SG′為預(yù)測區(qū)出露巖石的平均體重，D′為預(yù)測區(qū)資源估算深度（km）。

3 基于元素豐度模型法的稀土礦資源總量預(yù)測

3.1 富集系數(shù)計算

3.1.1 已知區(qū)參數(shù)的確定

（1）已查明稀土礦元素的資源總量（R0）。選擇牦牛坪、木洛、里莊和大陸槽四個預(yù)測區(qū)內(nèi)對已知礦床勘查獲得的資源量總量（推斷的及以上類別資源儲量）作為查明資源量。即，牦牛坪已知區(qū)稀土總量486.53 萬t，其中三岔河、牦牛坪、包子村三個礦區(qū)已估算資源量分別為64 萬t（2012 年詳查）、268.74 萬t（2010 年勘探）、105.58 萬t（2018 年普查）；木洛已知區(qū)稀土總量62.89 萬t，其中硐樓山礦段和鄭家梁子礦段分別為2.2 萬t（2010年資源儲備核實）、60.69 萬t（2010 詳查）；里莊已知區(qū)資源總量13.31 萬t（2012 年羊房溝礦區(qū)資源儲量核實）；大陸槽已知區(qū)稀土總量159.21 萬t（2013 年詳查和2018 年補充勘查）。

（2）已知區(qū)成礦元素豐度（CA）。通過對冕寧-德昌一帶富含稀土元素堿性雜巖體及稀土礦石中稀土元素含量的統(tǒng)計分析，La 元素在含礦巖體或礦石中含量與稀土總量之間存在線性相關(guān)，相關(guān)系數(shù)達0.998，因此，La 元素豐度值基本能體現(xiàn)區(qū)內(nèi)稀土總量的富集程度。通過牦牛坪式稀土礦石中La 元素分布規(guī)律研究，La2o3在牦牛坪、大陸槽、里莊、木洛礦床中的稀土總量分配極為穩(wěn)定，平均分配率約40%。因此，本文以區(qū)內(nèi)1：20萬水系沉積物測量中La2o3含量的2.5 倍確定為稀土成礦元素的豐度。因為牦牛坪、木洛、里莊和大陸槽已知區(qū)內(nèi)礦床均位于La2o3異常內(nèi)帶值（100×10-6）及附近，因此確定稀土成礦元素（REo）豐度為250×10-6。

表1 四川冕寧-德昌一帶牦牛坪式稀土礦資源量預(yù)測結(jié)果表

（3）已知區(qū)面積確定（CR）。根據(jù)已知區(qū)內(nèi)喜瑪拉雅期堿性雜巖體、控礦構(gòu)造、礦化蝕變帶、礦床位置等展布進行確定，即各已知區(qū)面積具體確定為牦牛坪已知區(qū)16km2、木洛已知區(qū)2km2、里莊已知區(qū)3km2和大陸槽已知區(qū)2km2。

（4）已知區(qū)深度（D）。根據(jù)各已知區(qū)內(nèi)勘探平均深度綜合權(quán)衡確定，即牦牛坪已知區(qū)0.4km、木洛已知區(qū)0.3km、里莊已知區(qū)0.2km 和大陸槽已知區(qū)0.5km。

（5）已知區(qū)礦石體重（SG）。根據(jù)各已知區(qū)內(nèi)礦床勘查時測定的礦石平均體重進行確定，即牦牛坪知區(qū)2.37t/m3、木洛已知區(qū)2.47t/m3、里莊已知區(qū)2.38t/m3和大陸槽已知區(qū)2.31t/m3。

3.1.2 富集系數(shù)（P）

根據(jù)上述確定的已知區(qū)各參數(shù)，采用富集系數(shù)計算公式可求得各已知區(qū)富集系數(shù)分別為：牦牛坪已知區(qū)0.5362、木洛已知區(qū)0.6293、里莊已知區(qū)0.2716、大陸槽已知區(qū)0.7339。

3.2 資源量預(yù)測

3.2.1 預(yù)測區(qū)參數(shù)的確定

（1）預(yù)測區(qū)面積確定（S）。本文估算以1：20 萬化探綜合異常的面積來代替預(yù)測區(qū)的面積，這樣估算的資源量比較準確。根據(jù)預(yù)測區(qū)內(nèi)與稀土元素相關(guān)的1：20 萬化探綜合異常確定各預(yù)測區(qū)面積為：牦牛坪預(yù)測區(qū)182.30km2（包括牦牛坪鑭釔異常157.41km2和瓦屋鑭異常24.89km2）、木洛預(yù)測區(qū)37.75km2（張家坪子鑭異常）、里莊已預(yù)測88.64km2（羊房溝鑭異常）和大陸槽預(yù)測區(qū)36.60km2（大陸槽鑭異常）（圖1）。

圖1 預(yù)測區(qū)內(nèi)與La 元素相關(guān)的化探綜合異常

（2）預(yù)測區(qū)深度（D′）。根據(jù)近來對各預(yù)測區(qū)內(nèi)稀土礦床勘查推測的成礦平均深度作為本次資源量的預(yù)測深度，即牦牛坪預(yù)測區(qū)0.6km、木洛預(yù)測區(qū)0.5km、里莊預(yù)測區(qū)0.4km 和大陸槽預(yù)測區(qū)0.6km。

（3）預(yù)測區(qū)成礦元素豐度（CA）。本次根據(jù)區(qū)內(nèi)1：20 萬水系沉積圈定的綜合異常內(nèi)La2o3異常外帶值（50×10-6）的2.5 倍確定預(yù)測區(qū)稀土成礦元素（REo）豐度為125×10-6。

（4）預(yù)測區(qū)礦石體重（SG′）。牦牛坪式稀土礦產(chǎn)于堿性巖漿巖內(nèi)，礦石體重與出露的巖石體重差距小，因此，以各已知區(qū)內(nèi)礦石平均體重確定為預(yù)測區(qū)的巖石平均體重，即牦牛坪知區(qū)2.37t/m3、木洛已知區(qū)2.47t/m3、里莊已知區(qū)2.38t/m3和大陸槽已知區(qū)2.31t/m3。

3.2.2 資源量預(yù)測結(jié)果

根據(jù)上述確定的預(yù)測區(qū)參數(shù)，計算可得預(yù)測區(qū)REo 資源總量為2903.54 萬t，潛在資源量總量2229.81 萬t。各成礦遠景區(qū)具體REo 資源量詳見表1。

4 稀土資源潛力評價

四川冕寧-德昌一帶牦牛坪式稀土礦的成礦物質(zhì)主要來源于喜瑪拉雅期幔源堿性巖漿侵入，并受區(qū)內(nèi)多條區(qū)域性深大斷裂及其次級構(gòu)造控制，稀土礦體（脈）產(chǎn)于構(gòu)造破碎帶內(nèi)，多呈較穩(wěn)定的脈狀，傾角較大，延伸較深，且成礦時期較晚，后期的構(gòu)造作用對礦體的破壞作用不大，使得區(qū)內(nèi)的稀土礦體（脈）能夠比較完整地保留下來，結(jié)合區(qū)內(nèi)成礦構(gòu)造的展布、堿性巖體出露、相似稀土礦（床）點的分布及稀土元素化探異常等特征分析，研究區(qū)內(nèi)不乏尋找牦牛坪稀土礦的可能性。本文采用元素豐度法預(yù)測區(qū)內(nèi)潛在資源量達二千萬噸以上，特別是近年來在研究區(qū)內(nèi)不斷取得稀土找礦的新突破，如牦牛坪礦區(qū)探明資源量進一步增大，在包子村、木洛村新探明大中型稀土礦床等，充分顯示出研究區(qū)內(nèi)巨大的稀土資源潛力。