粵西金銀河花崗斑巖體風(fēng)化殼離子吸附型重稀土找礦進(jìn)展及找礦遠(yuǎn)景分析

李 坤，李 沖，鄧 飛

LI Kun，LI Chong，DENG Fei

（廣東省佛山地質(zhì)局，廣東 佛山528000）

（Foshan geological bureau of Guangdong province，F(xiàn)oshan 528000，Guangdong，China）

稀土礦作為戰(zhàn)略礦種，在國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)防建設(shè)中占有重要戰(zhàn)略地位，其中重稀土尤為重要[1-3]，后者主要來(lái)源于離子吸附型稀土礦[4]。廣東省離子吸附型稀土礦分布較廣，尤以粵東北及粵中地區(qū)最為豐富，稀土礦以離子吸附形式賦存于風(fēng)化殼中，礦源巖主要為各類侵入巖、火山巖和次火山巖，其次為混合巖，以燕山期侵入巖風(fēng)化殼中最為發(fā)育。礦源巖稀土元素含量及賦存狀態(tài)是廣東省離子吸附型稀土礦成礦的物質(zhì)基礎(chǔ)，礦體（層）均賦存在含礦巖體的風(fēng)化殼中，尤其是風(fēng)化殼的全風(fēng)化層中。廣東省重稀土礦主要分布于蓮花山斷裂帶北西側(cè)，呈東西向或北東向排列分布，主要集中在南嶺WSn－Mo－Be－REE－Pb－Zn－Au－U成礦帶、浙中－武夷W－Sn－Mo－Au－Ag－Pb－Zn成礦帶的廣東部分、永安－梅州－惠州Fe－Pb－Zn－Cu－Au－Ag－Sb成礦帶廣東部分的北段、粵中Pb－Zn－Au－Ag－Sn－W－U－RM成礦帶北部和粵西－桂東南Sn－Au－Ag－Cu－Pb－Zn－Fe－Mo－W成礦帶的東北部。輕稀土礦分布遍及全省大部分地區(qū)，其中高－中銪礦分布于粵北、粵東和南部沿海地區(qū)[5－7]。

前人曾在該區(qū)域開展1∶20萬(wàn)羅定幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作，對(duì)該巖體開展了巖石學(xué)、礦物學(xué)、巖石化學(xué)等研究，化探工作在金銀河花崗斑巖體范圍圈出了大范圍的Y、La異常。廣東1∶5萬(wàn)筋竹圩、連灘鎮(zhèn)、泗綸圩、羅定縣幅強(qiáng)烈風(fēng)化區(qū)填圖試點(diǎn)項(xiàng)目在粵西羅定盆地南部金銀河花崗斑巖體風(fēng)化殼進(jìn)行了稀土礦專項(xiàng)調(diào)查工作，并取得較好的找礦效果。本文報(bào)道了該巖體風(fēng)化殼稀土礦化特征，并依據(jù)找礦成果對(duì)該巖體稀土礦找礦潛力開展初步評(píng)價(jià)。

1 地質(zhì)背景

研究區(qū)位于粵西羅定盆地中南部，根據(jù)廣東省大地構(gòu)造單元?jiǎng)澐址桨竅8]，調(diào)查區(qū)大地構(gòu)造位置上處于華南板塊之華南新元古代－早古生代造山帶，經(jīng)歷了加里東期、印支期、燕山期等某期作用或多期構(gòu)造作用的疊加改造，形成了復(fù)雜的構(gòu)造格局，現(xiàn)今構(gòu)造線總體為NE－NEE向和NW向，以NE向占據(jù)主導(dǎo)。地質(zhì)構(gòu)造主要包括褶皺、脆性斷裂、韌性剪切帶、逆沖推覆構(gòu)造、各種劈理及線理、構(gòu)造盆地以及新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形跡。區(qū)域地層主要出露白堊系、晚元古代云開巖群，次為南華系－石炭系。區(qū)域上巖漿巖較發(fā)育，主要出露印支期、燕山期侵入巖，以花崗巖類分布最廣。區(qū)域熱動(dòng)力變質(zhì)作用較為強(qiáng)烈，廣泛發(fā)育在云開巖群以及那蓬變質(zhì)雜巖體當(dāng)中。

研究區(qū)大面積出露白堊紀(jì)羅定組陸相細(xì)碎屑巖，它呈角度不整合覆蓋于前石炭紀(jì)地層上，巖性為細(xì)砂巖、泥巖、粉砂巖等。云開巖群局限分布于研究區(qū)西北側(cè)，沿羅定－廣寧斷裂帶呈帶狀分布，巖性以片巖類、混合巖、片麻巖等為主。南華紀(jì)大紺山組分布于研究區(qū)東南角，巖性為變質(zhì)砂巖、千枚巖等。石炭紀(jì)連縣組角度不整合于大紺山組之上，巖性為細(xì)晶灰?guī)r、粉晶灰?guī)r、白云巖夾白云質(zhì)灰?guī)r等。

研究區(qū)構(gòu)造線以NE向?yàn)橹?，主要類型為斷裂和韌性剪切帶。斷裂主要發(fā)育于研究區(qū)南東部（文字崗—云袍斷裂）和北西部（榃濱—河口斷裂），前者為張性正斷層，發(fā)育硅化構(gòu)造角礫巖帶，切割了大紺山組淺變質(zhì)地層和石炭紀(jì)碳酸鹽巖；后者斷層總體表現(xiàn)為壓性，活動(dòng)時(shí)間應(yīng)在晚白堊世，韌性剪切帶位于北西部，切過云開巖群變質(zhì)地層，帶內(nèi)主要發(fā)育糜棱巖、超糜棱巖、千糜巖、糜棱片巖等。

2 巖體地質(zhì)

金銀河巖體（γπK2）位于研究區(qū)西南角，呈橢圓形巖株?duì)町a(chǎn)出（圖1），地貌上呈孤峰狀，面積為34.45 km2。該巖體侵入白堊紀(jì)羅定組二段（K1l2）粉砂巖、泥巖之中，接觸界線呈不規(guī)則狀，巖體常呈巖枝狀插入圍巖中（圖2），外接觸帶圍巖發(fā)生規(guī)模不等的角巖化。通過LA ICP－MS方法測(cè)得該巖體的鋯石U－Pb年齡為99.4±3.0 Ma。

主體巖性為花崗斑巖，呈灰色，風(fēng)化色呈灰白－白色，具斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶含量25%～30%，以石英、鉀長(zhǎng)石為主，含少量黑云母。副礦物以石榴石、鋯石為主，獨(dú)居石次之。前人研究顯示，石榴石含量達(dá)到1427.41×10－6，為良好的稀土元素來(lái)源[9]。

3 稀土礦化特征

3.1 風(fēng)化殼特征

金銀河花崗斑巖風(fēng)化嚴(yán)重，野外地質(zhì)和鉆孔資料顯示斑巖體風(fēng)化殼厚度集中在20～40 m，風(fēng)化剖面一般具有分層性，自上而下可分為腐殖質(zhì)層，殘積層、全風(fēng)化層、強(qiáng)風(fēng)化層、中風(fēng)化基巖，各層呈漸變接觸（圖3）。

A（腐殖質(zhì)層）：厚度往往小于0.5 m，灰褐色 主要由粘土、石英及腐植質(zhì)組成，含多量的植物根莖。

圖1粵西金銀河花崗斑巖體區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.1 Regional geological map of Jinyinhe granitic porphyry，Western Guangdong Province

圖2金銀河花崗斑巖體侵入白堊系素描圖Fig.2 The sketch map showing Jinyinhe granitic porphyry intruding into Cretaceous Luoding Formation

圖3金銀河花崗斑巖典型風(fēng)化殼垂直分帶照片F(xiàn)ig.3 Vertical zone photos showing weathering crust of Jinyinhe granitic porphyry

B（殘積層）：厚度在1～5 m之間，呈土黃色到褐紅色，主要由粘土、石英及少量風(fēng)化殘留斑巖碎塊組成。該層結(jié)構(gòu)松散，手捏之即碎。

C1（全風(fēng)化層）：厚度在3～15 m之間，為稀土礦的賦存層位，呈黃褐色，主要由粘土、石英等組成，其中粘土礦物以高嶺石為主，含量大于70%，顯微鏡下可見長(zhǎng)石斑晶與基質(zhì)均已風(fēng)化呈黃褐色粘土，僅殘留石英斑晶，無(wú)色，半透明狀，不規(guī)則狀，大小1 mm×2 mm～2 mm×3 mm，斑晶以石英居多，其他斑晶都已完全蝕變，呈不明顯陰影狀甚至留下空洞。該層結(jié)構(gòu)也較為松散，手捏之即碎。

C2（強(qiáng)風(fēng)化層）：厚度在5～20 m之間，為稀土礦的賦存層位，呈褐紅色到灰黃色，長(zhǎng)石已風(fēng)化成高嶺土和絹云母，粘土礦物含量約50%。該層可見原巖結(jié)構(gòu)，但手捏之易碎。

D（中風(fēng)化基巖）：花崗斑巖基巖，可見原巖結(jié)構(gòu)和礦物，與強(qiáng)風(fēng)化層截然過渡。

3.2 礦化特征

1∶20萬(wàn)區(qū)域化探工作在金銀河花崗斑巖體范圍圈出了大范圍的Y、La異常，說(shuō)明該區(qū)巖體具有良好的形成風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦的基巖條件。

為了查明金銀河花崗斑巖體礦化特征，本次調(diào)查施工6處淺鉆對(duì)風(fēng)化層進(jìn)行稀土含量垂向分析。采樣嚴(yán)格按照勘查標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，樣品長(zhǎng)度一般為0.5 m，個(gè)別地段視巖芯采取率可適當(dāng)放寬采樣長(zhǎng)度。

分析結(jié)果表明，5處鉆孔（ZK38、ZK62、ZK63、ZK64、ZK65）均發(fā)現(xiàn)規(guī)模和強(qiáng)度不等的稀土礦化現(xiàn)象，具體礦化參數(shù)詳見表1、表3。由表1、表3可知，礦化部位主要發(fā)育于強(qiáng)－全風(fēng)化層，局部位于中風(fēng)化層或殘積層，以重稀土礦化類型為主，礦化厚度0.5～7.4 m，礦化品位0.03～0.18 wt%，差異較大。鉆孔ZK38中HREO為458.42～1784.79μg/g，Y2O3值為292.09～1207μg/g，鉆孔ZK65中HREO為298.83～602.69μg/g，Y2O3值為190.00～391μg/g。ZK63和ZK38號(hào)鉆孔局部伴生少量輕稀土礦化，礦化厚度0.5～2.6 m，礦化品位0.05～0.11 wt%。

各風(fēng)化層稀土含量垂向變化曲線表明，殘積層至全風(fēng)化層稀土總量總體變化不大，僅在局部范圍偏高（圖4）；強(qiáng)風(fēng)化層內(nèi)上部稀土總量幾乎無(wú)變化，至下部含量逐漸升高，至中風(fēng)化層則迅速降低（圖5）。由表2可知，強(qiáng)風(fēng)化層、殘積層、全風(fēng)化層、原巖的Y/TREO比值較接近，風(fēng)化殼中Ce/TREO值（0.06～0.12）遠(yuǎn)低于原巖（0.26），自上而下逐漸降低。風(fēng)化殼剖面的La/TREO值曲線呈凹槽式，全風(fēng)化層最低（0.05），殘積層與強(qiáng)風(fēng)化層接近（0.09）。Nd/TREO曲線與La/TREO值相似，也呈凹槽式，全風(fēng)化層最低（0.08），殘積層與強(qiáng)風(fēng)化層相近（0.13）。

表1各鉆孔礦化部位、類型、規(guī)模及品位一覽表Table 1 The list of mineralization locations，types，scales and grades of different boreholes

表2金銀河花崗斑巖體不同風(fēng)化層與原巖稀土元素比值對(duì)比Table 2 REE ratio comparison between different weathering layers of granitic porphyry and original rocks

圖4 ZK65鉆孔稀土總量垂向變化曲線Fig.4 Vertical variation curve of total rare earth content in borehole ZK65

4 找礦遠(yuǎn)景分析

金銀河花崗斑巖體是一套巖性均一且完整的巖體，巖體各部位的風(fēng)化殼結(jié)構(gòu)成分基本一致，1∶20萬(wàn)區(qū)域化探圈出了較為顯著且嚴(yán)格環(huán)繞于該花崗斑巖體的Y異常（圖6）。本次淺鉆工程（ZK38、ZK64、ZK65）在該巖體風(fēng)化殼內(nèi)均發(fā)現(xiàn)規(guī)模及強(qiáng)度不等的重稀土礦化層，因此綜合區(qū)域化探異常特征和已有淺鉆成果，對(duì)整個(gè)花崗斑體風(fēng)化殼稀土礦遠(yuǎn)景源量進(jìn)行初步預(yù)測(cè)。

選取2處鉆孔（ZK38和ZK65）的稀土含量數(shù)據(jù)，運(yùn)用“地質(zhì)塊段法”，開展礦體資源量估算。根據(jù)風(fēng)化殼型稀土礦的礦體邊界品位初步確定礦體及夾石，按最低工業(yè)品位和最小可采厚度圈連工業(yè)礦體。ZK38號(hào)孔位于1處脆性斷裂帶附近，孔內(nèi)風(fēng)化層總厚近50 m，有利于風(fēng)化殼型稀土礦的形成與發(fā)育，暫將該處鉆孔揭露的礦化厚度和礦化品位列為區(qū)內(nèi)該類型稀土礦對(duì)應(yīng)指標(biāo)的上限值，其礦床剖面如圖7所示。對(duì)金銀河花崗斑巖風(fēng)化殼的礦體進(jìn)行資源儲(chǔ)量估算，塊段礦石量范圍為5600～260000千噸，重稀土金屬量（REO）范圍為28～460千噸（表4），表明該花崗斑巖體具有尋找大型及以上規(guī)模風(fēng)化殼型重稀土礦的找礦前景。

圖5 ZK38鉆孔稀土總量垂向變化曲線Fig.5 Vertical variation curve of total rare earth content in borehole ZK38

圖6金銀河花崗斑巖鉆孔分布及Y異常范圍圖Fig.6 Borehole distribution and Y－anomaly range map of Jinyinhe granitic porphyry

ZK65-15XT 205.73 25.57 54.17 10.51 44.09 18.21 0.52 23.74 4.85 29.04 5.44 14.98 2.56 17.65 2.52 153.07 306.51 459.58 0.45 0.12 0.06 0.10層化風(fēng)全ZK65-12XT 317.49 31.78 63.51 12.32 50.27 22.61 0.69 33.89 7.07 40.63 7.89 22.18 3.80 26.42 3.68 181.19 463.06 644.25 0.49 0.10 0.05 0.08量含素元土稀殼化風(fēng)化ZK38、ZK65礦孔鉆中巖斑崗花河銀3金表Table 3 REE contents in weathered crust of ZK38 and ZK65 mineralized boreholes in the Jinyinhe granitic porphyry層積殘層化風(fēng)強(qiáng)ZK65-ZK65-ZK65-ZK38-1-ZK38-1-ZK38-1-ZK38-1-ZK38-1-ZK38-1-ZK38-1-ZK38-1-ZK38-1-ZK38-1-11XT 6XT 5XT 24XT 23XT 22XT 21XT 20XT 19XT 18XT 17XT 16XT 15XT 287 391 190 1207.74 373.37 345.43 441.95 392.42 320.03 562.6 1066.77 433.06 452.11 28.9 54.2 11.1 80.4 97 29.4 49.8 74.1 17.4 117.28 58.72 47.84 59.93 59.58 20.78 59.81 83.53 20.3 100.04 64.25 34.19 63.45 58.35 21.99 51.37 59.95 18.12 133.7 56.14 45.67 307.27 65.72 104.75 143.08 64.12 50.86 167.71 63.88 56.3 46.7 117 72.5 197.13 83.4 76.98 131.81 87.6 69.64 179.63 410.59 205.29 227.45 21.6 45.2 25.7 95.43 36.53 34.44 54.62 37.92 30.61 71.78 157.7 73.05 78.27 0.65 1.52 0.9 2.91 1.32 1.3 1.92 1.37 1.11 2.61 5.53 2.58 2.69 31.2 55.1 28.3 138.31 45.41 45.87 63.97 49.56 41.38 84.71 172.89 72.38 79.99 6.48 9.93 4.9 28.11 8.54 8.35 11.17 9.33 7.81 14.59 29.52 11.76 12.7 40.1 58.2 28.2 162.97 52.11 48.55 63.12 54.97 44.87 81.49 161.82 65.76 69.78 7.91 10.9 5.49 30.93 9.87 9.37 11.91 10.22 8.61 15.69 29.9 12.37 12.83 21.9 31.4 16.2 83.71 27.1 26.53 33.85 28.93 24.01 43.91 83.14 35.45 36.02 3.73 25.2 3.64 5.33 35.6 5.23 2.81 20 2.93 14.85 102.6 15.58 4.97 33.59 5.11 4.79 32.91 4.82 6.28 42.82 6.25 5.14 36.1 5.41 4.42 30.63 4.47 8.12 55.34 8.13 15.19 104.08 16.03 6.57 43.04 6.46 6.69 46.23 6.94 163.15 370.52 240.40 519.31 261.53 276.36 386.82 270.67 230.8 489.52 1051.56 539 596.3 427.16 602.69 298.83 1784.79 560.07 526.62 681.33 592.08 486.24 874.58 1679.34 686.86 723.29 590.31 973.21 539.23 2304.1 821.6 802.98 1068.15 862.75 717.04 1364.1 2730.9 1225.85 1319.59 0.49 0.40 0.35 0.52 0.45 0.43 0.41 0.45 0.45 0.41 0.39 0.35 0.34 0.09 0.10 0.14 0.03 0.07 0.10 0.06 0.07 0.08 0.04 0.02 0.05 0.05 0.05 0.08 0.09 0.05 0.07 0.07 0.09 0.07 0.07 0.10 0.11 0.12 0.13 0.08 0.12 0.13 0.09 0.10 0.10 0.12 0.10 0.10 0.13 0.15 0.17 0.17層化風(fēng)ZK38-1-號(hào)編品樣13XT 292.09 O3 Y2 95.46 O3 La2 74.32 CeO2 33.35 O11 Pr6 132.97 O3 Nd2 48.47 O3 Sm2 1.7 O3 Eu2 46.91 O3 Gd2 7.76 O7 Tb4 42.58 O3 Dy2 8.16 O3 Ho2 23.33 O3 Er2 4.13 O3 Tm2 29.04 O3 Yb2 4.42 O3 Lu2 386.28 LREO 458.42 HREO 844.7 TREO 0.35 Y/TREO 0.09 Ce/TREO 0.11 La/TREO 0.16 Nd/TREO

圖7 ZK38鉆孔點(diǎn)處風(fēng)化殼型重稀土礦剖面圖Fig.7 Profile of weathering crust type heavy rare earth deposit at borehole ZK38 area

ZK64號(hào)孔采樣僅發(fā)現(xiàn)0.5 m厚的邊界礦體，低于最低工業(yè)品位和最低可采厚度。鑒于該處鉆孔施工地點(diǎn)為一高約3～4 m的人工開挖邊坡旁，邊坡發(fā)育殘積層－全風(fēng)化層，不排除該處工業(yè)礦體厚度超過最低可采厚度的的可能。

5 結(jié)論

金銀河花崗斑巖體發(fā)育20～40 m的風(fēng)化層，從上到下具有腐殖質(zhì)層，殘積層、全風(fēng)化層、強(qiáng)風(fēng)化層、中風(fēng)化基巖分帶。強(qiáng)－全風(fēng)化層中發(fā)育離子吸附型富釔重稀土礦化，礦化厚度0.5～7.4 m，礦化品位0.03～0.18 wt%。稀土元素找礦遠(yuǎn)景分析顯示，該花崗斑巖體具有尋找大型及以上規(guī)模風(fēng)化殼型重稀土礦的找礦前景。

表4花崗斑巖體塊段資源儲(chǔ)量估算表Table 4 List of resource reserve estimation of granite porphyry