貴州清鎮(zhèn)暗流云峰鋁土礦稀土元素分布規(guī)律研究

栗歡歡，杜光明

（貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局五總隊(duì)，貴州 安順 561000）

暗流云峰鋁鐵礦位于“黔中隆起”南緣古巖溶盆地的黔中鋁土礦成礦區(qū)北部，為中國重要鋁土礦產(chǎn)地之一，區(qū)域成礦地質(zhì)條件優(yōu)越，資源豐富。前人對黔中鋁土礦的成礦物質(zhì)來源、礦床成因、礦系特征、變化規(guī)律等作了大量工作及研究，積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)及成果。研究資料表明，鋁土礦的含礦巖系中均賦存有稀土元素，這些稀土元素經(jīng)濟(jì)價(jià)值甚至可超過鋁土礦價(jià)值。因此，筆者根據(jù)等離子質(zhì)譜法等分析方法測定結(jié)果，對暗流云峰鋁鐵礦礦石及圍巖中的稀土元素進(jìn)行分析研究，總結(jié)其分布規(guī)律及特征，拋磚引玉，對含鋁巖系中稀土元素的分布規(guī)律進(jìn)行探討。

1 礦床地質(zhì)特征

暗流云峰鋁鐵礦位于清鎮(zhèn)市西北方向直距60km處，屬黔中鋁土礦成礦區(qū)，地質(zhì)構(gòu)造簡單，巖層均為單斜平緩產(chǎn)出。地層傾向南東，傾角18°～25°。主礦體長1200m，傾向延深500m～1290m不等，厚度1.02m～9.71m、平均厚度4.09m。礦石多為土狀、豆鮞狀、致密塊狀、碎屑狀等結(jié)構(gòu)，以碎屑狀為主。成分主要為一水硬鋁石、勃姆石、赤鐵礦、針鐵礦等。2007年開始勘探，累計(jì)查明鋁土礦1046.25萬噸，平均品位71.40%，鋁硅比13.89。礦床類型為產(chǎn)于婁山關(guān)群白云巖侵蝕面上的沉積型一水硬鋁石鋁土礦床。含礦層位屬于下石炭統(tǒng)九架爐組，是一套以粘土巖類為主，相伴有鋁土礦、赤鐵礦及多種微量元素的礦產(chǎn)巖性組合?；诪閵渖疥P(guān)群白云巖，在接受長期風(fēng)化剝蝕后形成不平整的古喀斯特侵蝕面，含礦系厚度受其制約，凹處厚度大，凸處厚度小。根據(jù)鉆孔揭露情況，含礦巖系層序具明顯的二分特征，上段為含鋁巖系，下段為含鐵巖系（常缺失）。

本區(qū)礦石為土狀、豆鮞狀、致密塊狀、碎屑狀等結(jié)構(gòu)，以碎屑結(jié)構(gòu)為主，碎屑成分占總量的30～70%左右，膠結(jié)物主要為粘土礦物和少量石英和褐鐵礦；礦物成分主要為硬水鋁石（一水鋁石）、軟水鋁石、赤鐵礦、針鐵礦、黃鐵礦、高嶺石、云母、銳鈦礦、金紅石、石英、石膏等。

2 稀土元素分析結(jié)果

為了定量查定礦石的稀土元素特征，按照巖礦石類型不同分別采集樣品在廣州澳實(shí)礦物實(shí)驗(yàn)室用電感耦合等離子質(zhì)譜法對礦石中的稀土元素進(jìn)行了分析測試，分析誤差小于5%～10%，礦石主要成分等采用化學(xué)分析，結(jié)果見表1和表2。

表1 貴州清鎮(zhèn)暗流云峰鋁鐵礦礦石化學(xué)成分特征表

表2 貴州清鎮(zhèn)暗流云峰鋁鐵礦巖礦石稀土元素分析數(shù)據(jù)及重要參數(shù)表

3 稀土元素?cái)?shù)據(jù)分析

通過對數(shù)據(jù)分析及整理，礦區(qū)稀土元素顯示以下特征。

（1）礦區(qū)中稀土含量均以輕稀土（LREE）富集、重稀土（HREE）虧損為特征，各樣品中的ΣREE、LREE和HREE 分 別 為 67×10-6～2188.13×10-6、55.88×10-6～2090.35×10-6、11.12×10-6～320.53×10-6，LREE/HREE為1.87～21.38。

（2）不同巖性的巖礦石稀土總量（ΣREE）相差較大，含量最高為土狀鋁土礦，其ΣREE為2188.13×10-6，含礦系底板白云巖（92501-2）中含量最低，僅為67×10-6。

（3）不同類型的鋁土礦中ΣREE也有顯著差異，ΣREE土狀鋁土礦≈鮞狀鋁土礦＞碎屑狀鋁土礦＞致密塊狀鋁土礦。

（4）相同類型的鋁土礦中，一般鐵質(zhì)含量越高，則ΣREE越低，但并無絕對的正相關(guān)性。

（5）ΣCe/ΣY值最高為土狀鋁土礦4.32-9.47，最低為鐵質(zhì)綠泥石0.976，白云巖為1.712。

（6）(La/Yb)N最大值為38.389（土狀鋁土礦），最小值為5.963（鐵質(zhì)綠泥石）。由土狀鋁土礦（17.935～38.389）→鮞狀鋁土礦（16.833～26.244）→碎屑狀鋁土礦（12.589～14.235）→致密塊狀鋁土礦（8.575～10.719）→白云巖（8.462）→鐵綠泥石/炭質(zhì)泥巖（5.963～6.596）比值依次減少。

（7）經(jīng)球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化的Ce異常值δCe顯示，其值在0.848～1.251內(nèi)波動，說明無明顯Ce異常。

（8）δEu值0.055～0.078之間，變化幅度較小，鋁土礦、圍巖與白云巖之間并無明顯差異。

4 幾點(diǎn)初步認(rèn)識

（1）暗流云峰鋁土礦石中稀土元素含量較高，15個稀土元素總量變化范圍為391.1～2188.1×10-6，均值為1393.9×10-6。結(jié)合前人對貴州其他鋁土礦區(qū)的研究成 果[1]：ΣREE值林歹礦區(qū)287.77～914.05×10-6，平均577.75×10-6；長沖河礦區(qū)60.47～1010.87×10-6，平均556.82×10-6；小山壩礦區(qū)192.26～937.08×10-6，平均472.58×10-6；茍江礦區(qū)44.56～187.67×10-6，平 均187.67×10-6。暗流云峰鋁土礦石中稀土元素含量不論峰值還是平均值均高于上述礦區(qū)。

（2）由表1與表2可知，TiO2在礦區(qū)鋁土礦中含量為2.32%～5.30%，平均3.89%。稀土元素的富集程度與TiO2含量多少有一定關(guān)系：TiO2含量越高，則ΣREE越高，但并不是絕對的正相關(guān)性。

（3）由表2可知，巖礦石中粘土礦物含量越高，則ΣREE越高，這與鋁土礦成礦過程中粘土礦物對稀土元素的強(qiáng)烈吸附性有關(guān)。而碳酸鹽巖中稀土含量低則顯示了方解石、白云石等礦物不利于稀土元素的富集。

（4）稀土元素的富集還與粘土礦物的顆粒大小、結(jié)晶程度等有很大關(guān)系，原因是粘土礦物顆粒小則比表面積大，更容易吸附稀土元素，直接反映在礦區(qū)ΣREE值由致密塊狀→碎屑狀→鮞狀→土狀鋁土礦依次升高。

（5）稀土元素富集于鋁土礦（或鋁土巖）中，與鋁土礦成礦過程有關(guān)，成礦母巖（白云巖）經(jīng)過長期的風(fēng)化淋濾，大量的鈣質(zhì)流失，而稀土元素因較穩(wěn)定而相對富集，在成礦過程中被一水鋁石等吸附所致。

5 結(jié)論

暗流云峰礦區(qū)內(nèi)ΣREE均值為0.139%，最大為0.22%，超過工業(yè)指標(biāo)要求（ΣREE≥0.1%），并且氧化鋁生產(chǎn)過程中稀土元素再次富集于赤泥及母液中，潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值極大。

稀土（REE）被譽(yù)為“工業(yè)維生素”，是極其重要的戰(zhàn)略資源，廣泛應(yīng)用于電子、石油化工、冶金等領(lǐng)域，貴州作為資源大省，新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要更多的戰(zhàn)略性關(guān)鍵礦產(chǎn)資源保障，鋁土礦為貴州省的優(yōu)勢資源，其中的稀土元素富集規(guī)律、詳細(xì)的成礦機(jī)制、賦存狀態(tài)等必須加大研究力度，以使資源不至于浪費(fèi)。