岳西縣主簿原地區(qū)離子吸附型稀土礦成礦特征分析

黃旭

（安徽省地質(zhì)調(diào)查院， 安徽合肥 230001）

0 引言

離子吸附型稀土礦是一類獨(dú)特而又普遍存在的稀土資源，主要分布在我國(guó)以江西、廣東為代表南方七省，安徽省內(nèi)該類型的已知礦床較少，目前僅廣德縣新嶺地區(qū)提交資源儲(chǔ)量。主簿原地區(qū)離子吸附型稀土礦床位于安徽省岳西縣北東部，隸屬大別山造山帶，本文通過(guò)對(duì)該礦床的成礦特征研究分析，以指導(dǎo)大別山成礦帶上該類型礦床的調(diào)查方向與找礦工作。

1 地質(zhì)背景特征

主簿原地區(qū)離子吸附型稀土礦床研究范圍以主簿原鎮(zhèn)為中心，包括獅形、花屋、邊湖灣、王老屋等地區(qū)，區(qū)域上位于桐柏-大別-蘇魯Fe-Au-Ag-Cu-PbZn-Mo-Fe-磷-金紅石-螢石-珍珠巖-重晶石成礦帶中段，大別造山帶大別-闕集構(gòu)造亞帶北東部，總體構(gòu)造線NW向展布，屬皖西山地地貌。據(jù)1：5萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告（主簿原幅、岳西縣幅）資料（圖1）：中生代侵入體呈巖株、巖枝侵入，主巖體包括5個(gè)次級(jí)單元，花子沖單元（K1H）、白果樹(shù)單元（K1B）、夾竹河單元（K1J）、艾嶺單元（K1A）、儲(chǔ)家灣單元（J3C）。

2 礦床特征

2.1 母巖特征

母巖為形成風(fēng)化殼離子吸附型礦提供了必要的成礦物質(zhì)來(lái)源。母巖巖石成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造直接影響風(fēng)化殼發(fā)育程度、稀土離子含量及變化、礦層產(chǎn)出位置等。經(jīng)本次工作調(diào)查發(fā)現(xiàn)，含礦風(fēng)化殼主要分布于花子沖單元（K1H）、白果樹(shù)單元（K1B）、艾嶺單元（K1A）內(nèi)。

2.1.1 巖石化學(xué)特征

主簿原超單元內(nèi)花子沖單元（K1H）呈肉紅色細(xì)粒似斑狀二長(zhǎng)花崗巖，白果樹(shù)單元（K1B）呈肉紅色中粒似斑狀二長(zhǎng)花崗巖，艾嶺單元（K1A）呈肉紅色中細(xì)粒似斑狀二長(zhǎng)花崗巖，花子沖單元造巖礦物顆粒相對(duì)細(xì)粒，艾嶺單元中鉀長(zhǎng)石礦物相對(duì)較多。據(jù)本次所采集的母巖巖石化學(xué)成分分析（表1）：SiO2含量為68.50%～71.66%，呈酸性，K2O含量為5.50%～5.35%；Na2O含量為3.58%～4.21%，總堿含量8.63%～9.71%，Al2O3＞K2O+Na2O+CaO，說(shuō)明巖石均為鋁過(guò)飽和巖石；AR-SiO2關(guān)系圖中投影點(diǎn)落入高鉀鈣堿性-鉀玄巖巖系區(qū)（圖2），說(shuō)明屬于鉀質(zhì)系列。

表1 巖石化學(xué)成分Table 1 Chemical contents of the rocks

圖2 AR-SiO2與堿度關(guān)系圖Fig.2 Relationship between AR-SiO2 and alkalinity

2.1.2 稀土元素特征

母巖中稀土元素含量及相關(guān)參數(shù)列于表2。稀土總含量ΣREE 323.81×10-6～494.88×10-6，LREE/HREE 6.49～6.83，LaN/YbN 24.11～27.72，說(shuō)明為輕稀土強(qiáng)烈富集型；δEu 0.52～0.55，顯示中等程度銪虧損。

2.1.3 富集特征

母巖中稀土元素呈可交換的離子態(tài)隨著天然水向下滲透，易被造巖礦物風(fēng)化形成的高嶺石、蒙脫石等黏土礦物吸附、置換，并富集成礦。經(jīng)測(cè)試分析：風(fēng)化殼中ΣREE可達(dá)710×10-6～1100×10-6，因此，稀土元素在風(fēng)化殼中可富集2～3倍。

2.2 礦體特征

2.2.1 礦體產(chǎn)狀及品位

通過(guò)工程查明：礦體呈似層狀、透鏡狀產(chǎn)于巖體單元風(fēng)化殼中，邊界與地形地貌相關(guān)，平面分布形態(tài)呈“枝杈”狀、不規(guī)則狀。礦床由2個(gè)礦體組成，工程見(jiàn)礦率96.8%，I號(hào)礦體以形裸露式、全覆式產(chǎn)出，工程見(jiàn)礦厚度0.80～13.30m，TRe2O3520×10-6～950×10-6。II號(hào)礦（化）體以裸露式產(chǎn)出，工程見(jiàn)礦厚度2.10～10.60m，TRe2O3600×10-6～710×10-6。TRe2O3最大值1100×10-6，浸出率變化范圍為0.16%～64.26%。

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2.2.2 礦石配分特征

圖3 稀土含量與深度變化特征Fig.3 Characteristics of rare earth content and depth variation

根據(jù)ZK01原礦配分特征顯示（表3）：∑CeO/∑YO 8.87、Y2O3% 5.64%、Eu2O3% 0.41%，礦石為高鈰輕稀土型。

2.2.3 稀土含量垂直深度變化特征

對(duì)比TRe2O3、SRe2O3在垂直深度變化特征（圖3）：風(fēng)化殼全風(fēng)化（B）層中稀土含量較高，往下至半風(fēng)化（C）層稀土含量逐漸變低；SRe2O3、TRe2O3具有一定的正相關(guān)性，TRe2O3越高，SRe2O3也相對(duì)較高。

3 成礦條件與成礦模式

3.1 成礦條件

主簿原地區(qū)離子吸附型稀土礦床的成礦條件主要有：

（1）局部的低緩低山丘陵微地貌，尤其是坡度5°～20°饅頭山，有利于形成厚大的風(fēng)化殼。

（2）母巖富含稀土元素，為成礦提供了必要的物質(zhì)來(lái)源。

（3）地處北亞熱帶氣候區(qū)，氣候濕熱多雨、地表植被發(fā)育，有利于稀土礦物分解，在H2O、CO2及有機(jī)酸等作用下，弱酸性水溶液有利于長(zhǎng)石風(fēng)化形成黏土，更易吸附解離出來(lái)的稀土陽(yáng)離子。

（4）風(fēng)化剝蝕作用不斷進(jìn)行，形成厚大風(fēng)化殼，進(jìn)一步富礦。

圖4 主簿原地區(qū)離子吸附型輕稀土礦成礦模式Fig.4 Metallogenic model of ion-adsorbed light rare earth ore in the Zhubuyuan area

3.2 成礦模式

根據(jù)該地區(qū)成礦條件與特征，建立離子吸附型輕稀土礦床成礦模式（圖4）。