三稀元素礦床類型及找礦標志

謝長江，尹建華，李新敏

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三稀元素礦床類型及找礦標志

謝長江，尹建華，李新敏

（四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局一○八地質(zhì)隊，四川 崇州 611230）

“三稀”元素是當前乃至今后一段時期地質(zhì)勘查的熱門礦種之一。通過對“三稀”元素組合及礦物組合規(guī)律的研究，根據(jù)成礦地質(zhì)作用和成礦方式，將“三稀”元素礦床分為七個成礦系列、十四種成因類型，并重點介紹了與巖漿活動有關稀有稀土礦產(chǎn)特征；在此基礎上，從控礦條件和礦化指示兩方面總結出稀有稀土元素礦床的找礦標志，供廣大地質(zhì)工作者在地質(zhì)找礦工作中參考。

三稀元素；礦床類型；找礦標志

“三稀”是指稀有、稀土、稀散共34個元素的統(tǒng)稱。稀有包括鋰（Li）、鈹（Be）、鈮（Nb）、鉭（Ta）、鋯（Zr）、鉿（Hf）、銣（Rb）、銫（Cs）、鍶（Sr）等9個元素。稀土包括鑭（La）、 鈰（Ce）、 鐠 （Pr）、釹（Nd）、 钷（Pm）、 釤（Sm）、銪 （Eu）、釓（Gd）、 鋱（Tb）、 鏑 （Dy）、鈥（Ho）、 鉺（Er）、 銩 （Tm）、鐿（Yb）、 镥（Lu）及釔（Y）和鈧（Sc）共17個元素。其中∑Ce和∑Y分別代表鈰族輕稀土和釔族重稀土。鈧元素的化學性質(zhì)雖和稀土元素相似，但它不和其它稀土元素共生。稀散包括鍺（Ge）、鎵（Ga）、銦（In）、鉈（Tl）、錸（Re）、鎘（Cd）、硒（Se）、碲（Te）等8個元素。

稀散元素除鍺（云南臨倉鍺礦）、碲（四川石棉碲金礦）外，少見形成一定規(guī)模的礦床，其主要來源于冶煉有關礦產(chǎn)時綜合回收。而稀有和稀土金屬常密切共生在一起，形成不同規(guī)模的礦床。

稀有元素在國防、冶金、化工、無線電及科學技術研究中都有重要作用。如鋰金屬的低密度用于飛船、潛艇材料及氫彈、火箭等的燃料，是目前新興產(chǎn)業(yè)的骨干材料。鈮鉭主要用于高溫鋼鐵，鋯、鉿用于高溫抗氧化材料。鈹主要用于反應堆和中子源的減速器、宇宙飛船的殼層。銣、銫用制光電管，在自動化、電子技術等領域發(fā)揮了不可替代的作用。

稀土元素作為基礎材料，在鋼鐵、有色金屬、陶瓷、玻璃、輕工和農(nóng)用肥料等起著重要作用，被譽為“工業(yè)維生素”，“農(nóng)業(yè)激素”，是現(xiàn)代工業(yè)的重要元素。

稀有和稀土元素被廣泛用于新能源、新材料、節(jié)能環(huán)保、航空、航天、電子信息等諸多領域，是當前及未來世界經(jīng)濟發(fā)展不可或缺的關鍵性礦產(chǎn)資源。

1 稀有、稀土元素主要礦物和礦床類型

1.1 稀有元素主要礦物和礦床類型

1.1.1 鋰、銣、銫，與鉀、鈉同屬于元素周期表中第一族堿金屬族.

1）已知含鋰礦物有250多種，主要礦物為鋰輝石、鋰云母、鐵鋰云母、鋰磷鋁礦、 透鋰長石]等。鋰的礦床類型有：①鋰輝石-鋰云母偉晶巖礦床，②鎢錫礦床中的鋰云母礦床；③含鈮鉭的鈉長石花崗巖中的鋰云母礦床④鹽湖中的碳酸鋰礦床。

2）銣在自然界沒有獨立的礦物，常分布在鋰云母、鐵鋰云母、銫榴石和鹽礦層及礦泉水中，還與鉀呈類質(zhì)同像分散在含鉀礦物中。主要礦床類型為與堿性長石花崗巖、花崗偉晶巖類及鹽湖有關的礦床。

3）銫的主要礦物有銫榴石、銫沸石、銫硼鋰礦]、銫錳星葉石。主要礦床類型有：①鋰云母鈉長石花崗巖礦床；②偉晶巖礦床；③鎢錫礦床；④鋰鹽及鹽湖礦床。

1.1. 2 鈹、鍶，堿土金屬元素

1）鈹是兩性元素，即可形成陽離子（Be2+），又能形成絡陰離子（BeO4）6-。在巖漿分異結晶過程中被聚集在殘余巖漿和熱水溶液中，因而能形成獨立的礦物和礦床。已知含鈹?shù)牡V物有60余種，主要有綠柱石、硅鈹石、羥硅鈹石、金綠寶石（鈹尖晶石）、日光榴石。主要礦床類型有：①綠柱石偉晶巖型礦床；②綠柱石-石英脈型礦床；③含綠柱石花崗巖礦床；④云英巖型、矽卡巖型鈹?shù)V床。

2）鍶是稀有金屬，巖漿中鍶主要與鈣產(chǎn)生類質(zhì)同象，不是形成獨立礦物，很少和其它稀有金屬在一起共生。已知鍶礦物有10多種，重要礦物有天青石、菱鍶礦。主要礦床類型有：①陸相湖泊沉積型礦床；②巖漿熱液型礦床；③沉積-改造型礦床；④與鉛鋅共生的鍶礦床。

1.1.3 鈮、鉭、鋯、鉿，典型的親石元素，具強烈的親氧性

1）鈮鉭礦物和含鈮鉭的礦物有130余種，主要礦物有鈮鉭鐵礦、褐釔鈮礦、易解石、鈮易解石、鈮鐵金紅石、燒綠石、錳鉭礦、重鉭鐵礦、黃釔鉭礦、細晶石]等。主要礦床類型有：①堿性長石花崗巖型礦床；②堿性花崗巖型鈮稀土礦床；③堿性巖-碳酸巖鈮稀土礦床；④花崗偉晶巖型礦床；⑤氣成熱液型礦床；⑥白云巖型鈮稀土礦床；⑦風化殼型鈮鐵礦床。

2）鋯、鉿密切共生，已知含鋯礦物約50種，主要礦物有鋯石、鉿鋯石、斜鋯石、異性石。主要礦床類型為各類砂礦床，次為含斜鋯石的各種碳酸巖礦床。

1.2 稀土元素主要礦物與礦床類型

稀土元素的離子半徑相近，晶體化學性質(zhì)相似，它們在自然界中緊密共生。稀土元素由于電離勢低而顯示堿性，介質(zhì)的酸堿度是控制稀土元素分異的因素之一。稀土元素的賦存狀態(tài)有三種：一是以離子化合物的形式賦存于礦物晶格中，如獨居石；二是以類質(zhì)同象置換的形式分散于造巖礦物和稀有金屬礦物中，這類礦物可稱為含稀土元素的礦物，如磷灰石、螢石等；三是呈離子狀被吸附于某些礦物的表面或粒間，主要是各種粘土、云母類礦物。

稀土元素主要以[REEF]2+形式運移，運移過程中流體的不混溶作用可能是稀土礦物沉淀的決定因素。已知的稀土礦物和含稀土元素的礦物有250多種，其中有工業(yè)價值的礦物主要是獨居石、氟碳鈰礦、氟磷鈣鈰礦、氟碳鈰鑭礦、褐簾石、鈰鈮鈣鈦礦、硅鈦鈰鐵礦、綠層硅鈰鐵礦、燒綠石、黑稀金礦-復稀金礦、釔易解石等。

稀土元素主要礦床類型有：①稀土-鈦鐵礦礦床；②稀土-碳酸巖礦床；③花崗巖風化殼型稀土礦床；④稀土-偉晶巖型礦床；⑤稀土-磷塊巖礦床及獨居石砂礦床。

1.3 稀有、稀土元素的元素組合及礦物組合規(guī)律

稀有和稀土金屬元素不僅可以富集成礦，它們之間常常共生在一起。

1.3.1 元素組合規(guī)律

不同的成礦作用，形成的礦床類型常具有特征元素組合。

鋰、鈹、鈰、釔、鋯、鈮，幾乎都有自己的元素礦床；

鈹、鋰組合常見于花崗巖有關的氣成熱液礦床；

鈹、鈰組合為深源堿性花崗巖特有；

鈹、釔組合是殼源花崗巖或花崗偉晶巖的特征；

鈮、鈰組合是與堿性超基性巖有關的碳酸巖、堿性巖及堿性花崗巖的特征組合；

鉭、釔組合是與殼型花崗巖類有關的組合；

鉭、鋰組合是殼型花崗巖及花崗偉晶巖演化到高級階段的組合。

多成因、多期次形成的礦床，元素組合越多。如白云鄂博鐵氟稀土礦床中，同時富集了鈮（鉭）、鋯（鉿）、鑭、鈰、銣、銪等元素。

1.3.2 礦物組合規(guī)律

影響礦物組合規(guī)律的因素很多，主要有礦床的成礦時代、成因類型、空間分布及地球化學作用等。

在同一成礦時代的成礦作用中，總是鈰族稀土礦物組合（褐簾石、獨居石）先形成，釔族礦物（鉭釔鈮礦、磷釔礦）晚結晶。同樣在一個成礦過程中，總是鈮礦物組合（鈮鐵礦、鈮鐵金紅石）先結晶，鉭礦物組合晚形成。在成礦時代上從老到新，稀土礦物的變化規(guī)律，一般在早階段形成的組合為硅酸鹽（褐簾石、硅鈦鈰礦等），晚階段形成的組合有磷酸鹽（獨居石、磷釔礦），鈮鉭酸鹽（褐釔鈮礦、黃釔鉭礦），氟碳酸鹽（氟碳鈰礦、氟碳鈰鋇礦），氧化物（氟鈰鑭礦）。在鈮鉭礦物組合中，鈮鉭先與稀土礦物形成正鈮酸鹽，焦鈮酸鹽礦物（燒綠石、褐釔鈮礦），后與鐵錳形成偏鈮酸鹽或鉭酸鹽（鈮鐵礦、錳鉭礦）礦物。

不同成因類型的稀土礦床或鈮鉭礦床，其礦物組合的變化規(guī)律也很明顯。與堿性-超基性巖漿有關的礦床中，主要形成鈰族稀土或形成以鈮為主的礦物組合；與酸性巖漿有關的礦床中，主要形成釔族稀土礦物或以釔為主的礦物組合。偉晶巖礦床中，堿性偉晶巖礦床主要形成鈰族稀土和富鈮的礦物組合；花崗偉晶巖礦床則主要形成釔族稀土和富鉭的礦物組合。熱液型礦床中主要形成鈮鉭酸鹽礦物組合和稀土的氟碳酸鹽礦物組合。

2 稀有、稀土元素礦床分類

據(jù)我國已有的稀有、稀土礦床，林傳仙等（1994）提出了一個較為完整的分類方案（表）。

中國稀有稀土元素礦床主要類型表（據(jù)林傳仙等，1994）

成礦作用成礦系列成因類型礦床類型 類型亞類 內(nèi)生礦床與酸性巖類有關的成礦系列花崗巖型稀有稀土礦床堿性花崗巖型鈮稀土礦床內(nèi)蒙巴爾哲 鋰云母花崗巖型鉭礦床江西雅山 花崗偉晶巖型稀有稀土礦床微斜長石鈉長石型鈮鉭礦床新疆可可托海 鈉長石偉晶巖型鈮鉭鋯鉿礦床 福建西坑 接觸變質(zhì)型稀有稀土礦床條紋巖型鋰鈹?shù)V床湖南有花嶺 氣成熱液型稀有稀土元素礦床云英巖型鈹?shù)V床廣東萬峰山 脈巖型稀有元素礦床脈巖型鈮鉭礦床香花嶺 與堿性巖有關成礦系列堿性巖和堿性偉晶巖型稀有稀土礦床鈉閃石霓石花崗巖型稀土礦床四川米易 霓石鈉閃石偉晶巖和鈉長石型鋯、鈮礦床四川瀘沽 碳酸鹽型稀有稀土礦床碳酸鹽脈稀土礦床山東郗山 與火山巖有關的成礦系列火山巖型稀有稀土元素礦床流紋斑型稀有稀土礦床浙江石溪 凝灰?guī)r型鈹?shù)V床浙江坦頭 外生礦床與沉積作用有關的成礦系列化學沉積型稀有稀土元素礦床磷塊巖型稀土礦床貴州織金 鹽湖型礦床鹽湖型稀有（鋰銣）型礦床青海柴達木 海濱沉積型砂礦床海濱砂礦型鋯、稀土礦床海南島 與風化作用有關的成礦系列殘坡積沖積型稀有稀土元素礦床黑鱗云母花崗巖風化殼型鈮鉭礦床廣東臺山 變質(zhì)礦床與變質(zhì)作用有關的成礦系列混合巖型稀有稀土元素礦產(chǎn)混合花崗巖型鋯釔礦床廣東五和 復合（多成因）礦床與多種成礦作用有關的成卡系列沉積變質(zhì)熱液交代型鐵鈮稀土礦床白云巖型鐵鈮稀土礦床內(nèi)蒙古白云鄂博

該分類方案根據(jù)地質(zhì)作用的性質(zhì)和方式的不同，以成礦作用為主要依據(jù)，把稀有、稀土礦床分為： 內(nèi)生礦床、外生礦床、變質(zhì)礦和復合多成因礦床，歸結為七個成礦系列（組合）。把與酸性巖漿有關的成礦系列分為花崗巖型、花崗偉晶巖型、細晶巖型、矽卡巖型、脈巖型等五種成因類型，每一種類型和亞類型之間體現(xiàn)一定繼承發(fā)展和演化順序，如花崗巖型稀有稀土元素礦床中， 黑云母花崗巖型、磷云母花崗巖型到鋰云母花崗巖型的稀有稀土元素礦床在形成時間、分布空間和成分屬性等都表現(xiàn)繼承發(fā)展和演化關系，即時間越晚，垂向分布越高，成分愈偏酸性。

所有稀土元素礦床的形成主要通過六種成礦作用：①巖漿演化成礦作用；②混合變質(zhì)成礦作用；③交代成礦作用；④熱鹵水成礦作用；⑤沉積、火山沉積成礦作用；⑥風化淋濾和吸附成礦作用。

大多數(shù)鋰、鈹、鉭、鋯、鉿和部分鈮稀土的內(nèi)生稀有、稀土元素礦床，是巖漿演化成礦的結果。地殼、上地幔稀有、稀土元素豐度很低，要形成礦床，需要經(jīng)過長期多期次的地質(zhì)富集作用，巖漿的多次重熔與巖漿的長期分異演化愈充分，成礦可能性愈大。

3 與巖漿巖活動有關的稀有稀土礦產(chǎn)概況

上述稀有稀土元素礦床中，除鍶礦床外，沉積作用沒有形成獨立礦床，只有共（伴）生礦產(chǎn)；變質(zhì)作用是混合巖化過程中使原含稀有稀土元素豐度值高的地質(zhì)建造得到進一步富集成礦；鹽湖型風化作用有關的礦床，稀有稀土元素主要來源于堿性和中酸性巖漿巖；與稀有稀土元素成礦密切相關的巖漿巖主要為堿性巖系列和鈣堿性的酸性花崗巖演化系列。

3.1 陸內(nèi)拉張環(huán)境有關的堿性巖漿演化與REE（Nb、Ta、Zr、Be、Li）成礦

在拉張環(huán)境下，巖石圈滲透性好，脆性發(fā)育，巖漿散熱冷卻，巖漿分異作用充分，利于幔源巖漿上升，常形成親地幔元素的成礦作用。我國的堿性巖漿侵入最早見于華里西期，直到喜山期均有產(chǎn)出。堿性巖包括碳酸巖-霓石正長巖-霓霞正長巖-鈉閃霓石花崗巖系列，主要堿性礦物為霓石、霓輝石、鈉閃石、鈉鐵閃石、霞石、白榴石、鉀長石、鈉長石等。

含似長石的堿性巖為硅不飽和堿性巖類，超基性碳酸巖多屬地幔低度部分熔融的原始巖漿為主侵位的產(chǎn)物；而硅飽和或過飽和堿性巖漿巖多屬深源巖漿與陸殼混雜的產(chǎn)物。地幔源區(qū)的低度部分熔融導致了稀土元素和大離子親石元素（Nb、Ta、Zr、Hf、U、Th）等不相容元素的富集，同時富集F、B、P、CO2等揮發(fā)分構成了礦化劑，對成礦具有重要控制作用。諸如山東郗山重晶石碳酸巖脈稀土礦床，礦區(qū)內(nèi)廣泛出現(xiàn)霓輝正長巖、正長斑巖、石英正長巖、云斜煌斑巖等各種堿性侵入巖；四川瀘沽堿性偉晶巖型稀土礦床，礦體主要產(chǎn)于正長巖與基性超基性巖接觸帶上；白云鄂博是世界上最大的鐵鈮稀土礦床，賦礦白云巖就是礦體，礦田范圍內(nèi)廣泛出露堿性基性巖和堿性酸性巖，礦體的形成明顯與堿性性花崗巖密切相關。袁忠信等指出：白云巖可能是深處碳酸鹽巖漿以火山噴溢或噴氣形式進入海盆沉積而成。來自深源的地幔流體沿裂隙上升侵入斷陷盆地與海水混合沉積，進而形成噴溢沉積-熱液交代的鐵鈮稀土礦床。先期沉積與后期堿性巖漿熱液疊加改造而形成的世界級礦床（翟裕生，1999）。

3. 2 陸內(nèi)擠壓環(huán)境鈣堿性酸性巖漿演化與Li、Be、Ta、Nb、Rb、Cs、∑Y成礦

陸內(nèi)擠壓階段，巖石圈物質(zhì)的封閉性好、滲透性弱、有利于軟流圈對巖石圈的加熱、誘發(fā)陸殼物質(zhì)的熔融作用。在擠壓環(huán)境下，巖石圈的巨大加厚作用而發(fā)育富含揮發(fā)組分的殼源深熔巖漿，以黑云母花崗巖-二云母花崗巖-白云母花崗巖為典型。因而不同地史時期的擠壓造山帶都有大面積的花崗巖。巖漿-流體—成礦系統(tǒng)是成礦作用源-運-儲統(tǒng)一的時空系統(tǒng)（鄧晉福，2004）。巖漿熱液型稀有礦床、離子吸附型稀土礦床的形成與特定的花崗巖有直接的成生關系。

1）殼熔型二云母花崗巖、白云母花崗巖漿演化與稀有金屬Li、Be、Ta、Nb、Cs、Rb、Zr等的富集成礦，大多數(shù)鋰、鈹、鉭、鋯等的內(nèi)生稀有元素礦床是二云母花崗巖-白云母花崗巖漿演化成礦作用形成的。這類巖漿富SiO2和F含量較高，富堿，貧鈣、鐵，Al/CNaK＞1.1（分子比），剛玉分子＞1%，屬強過鋁，是典型的殼熔（S）型花崗巖。成礦巖體規(guī)模不大，一般是幾至幾十個平方千米，巖體分帶性清楚。如江西雅山鉭（鋰、銣、鈹、銫）礦床，由下而上粗粒黑云母花崗巖-中粒二云母花崗巖-少鈉長石花崗巖-鈉長石鋰云母花崗巖-富鈉長石鋰云母花崗巖-似偉晶巖六個帶。巖漿型有時與熱液型共生，如江西大吉山鈮鉭礦；有時與脈巖型共生，如湖南香花嶺鈹?shù)V床，共生有細晶巖型鉭礦床；有時與偉晶巖型共生，如江西萬源；熱液型、斑巖型、脈巖型形成于更淺的條件，少見白云母。

由二云母-白云母花崗巖漿演化形成的偉晶巖型稀有金屬礦床更具特色，通常認為偉晶巖是造山運動的產(chǎn)物，它是高度演化富輝發(fā)組分的殘余巖漿形成的，主要形成于造山運動后期相對穩(wěn)定階段。凡形成大礦的偉晶巖結構分帶明顯，如新疆可可托海3號鋰礦偉晶巖脈，由內(nèi)而外分九個帶：①核部塊體微斜長石和塊狀石英帶；②薄片鈉長石-鋰云母帶；③白云母-薄片鈉長石帶；④石英-鋰輝石帶；⑤葉鈉長石-鋰輝石帶；⑥白云母-石英帶；⑦塊狀微斜長石帶；⑧偉晶狀鈉長石帶；⑨文象及準文象偉晶巖帶。四川甲基卡偉晶巖型稀有金屬礦床，由巖體向外的偉晶巖分帶為：微斜長石型-微斜長石鈉長石型-鈉長石型-鈉長石鋰輝石型-鈉長石鋰云母型-石英脈型（唐國凡等，1986）。

2）黑云母二長花崗巖、鉀長花崗巖是離子吸附型稀土礦的主要物質(zhì)來源，上世紀60年代，華南花崗巖省，我國首次發(fā)現(xiàn)和確定的在適宜氣侯條件和地貌條件下，經(jīng)過強烈的風化作用，花崗巖中所含的稀土元素以離子形式釋放出來，經(jīng)多次遷移、吸附、富集而形成的礦床。風化殼中元素含量及配分特點取決于母巖，但稀土在繼承母巖 稀土元素的基礎上進一步富集。花崗質(zhì)巖漿巖是成礦母巖，成礦母巖的稀土元素含量越高，對成礦越有利。含礦巖體多呈巖基或大巖株產(chǎn)出，鉀長石含量高，斜長石含量低，石英含量一般在30%左右，常見稀有稀土元素的付礦物，各種造巖礦物普遍含稀土元素。巖漿分異作用明顯、相帶發(fā)育為特征。巖石化學成分特征；SiO2含量高達70%以上，K2O+Na2O 接近或大于8%，且K2O＞Na2O，Al2O3＞K2O+Na2O+CaO，屬鋁過飽和巖石。黑云母二長花崗巖、鉀長花崗巖組合，一般是板內(nèi)機制背景上產(chǎn)生的，屬于典型的后造山花崗巖組合。

4 稀有、稀土元素礦床找礦標志

4.1 區(qū)域地質(zhì)特征

有利于稀有稀土元素演化聚集成礦的地質(zhì)環(huán)境是：克拉通或古陸塊邊緣坳陷帶、大陸裂谷帶、造山帶及造山帶中隆起帶、縫合帶（B型俯沖帶）與A型俯沖帶（深部推覆滑脫帶）、構造熱穹窿、熱點。深大斷裂帶與大型走滑斷裂，切穿地殼各圈層，溝通地幔，為地幔源巖漿與下地殼混熔巖漿及殼源巖漿流體上升提供通道，地殼淺部次級斷裂及構造節(jié)點為巖漿定位提供空間。

4. 2 時代標志

我國與巖漿巖活動有關的礦床，主要形成于華里西期、印支期、燕山期，次為喜山期、加里東期。

4.3 含礦巖體標志

我國最為重要的稀有金屬礦床類型是堿性巖型、花崗巖型和花崗偉晶巖型。含礦巖體常是獨立的，巖體規(guī)模一般較小，0.n～幾個平方千米，剝蝕淺，常保留有殘留頂蓋，相帶清楚。巖相帶上部普遍有偉晶巖外殼和晶洞及花崗斑巖、細晶巖脈等。脈巖多出現(xiàn)在相關巖體的上部和外接觸帶。與稀有元素成礦相關的堿性巖，主要為霓霞正長巖、方鈉霓石正長巖、鈉長霓石花崗巖及正長條紋斑巖。與稀有、稀土元素成礦密切相關的多伴有火成碳酸巖脈與煌斑巖脈。堿性巖的礦物標志明顯易于識別?；◢弾r常以堿性正長石為主，巖石化學成分是高硅、高堿、鋁飽和或過飽和，富含揮發(fā)組分，常為Li、F型花崗巖。成礦巖體含礦化元素是一般巖體的2～4倍以上?；◢弾r中Zr/Hf比值可以作為花崗巖漿分異程度和稀有金屬礦化潛力的可靠指數(shù)，與鈮鉭礦化有關的花崗巖Zr/Hf的比值小于5。與稀有金屬礦化中的鋯石具有特殊的化學組成特征（高的Th/U比在1～10間、Y/Ho＜20、Sm/Nd＞0.5、Nb/Y＞0.8、Hf＞2wt%）。Hf的富集機制可能是由出熔體的固結作用有關[1]。偉晶巖中堿性長石ω（P2O5）＞0.1%，是偉晶巖型稀有金屬礦床的重要找礦標志。

4.4 蝕變標志

REE、Nb、Ta、Zr等與堿性巖漿-熱液的成生關系非常密切。霓長巖是火成碳酸巖漿侵位時對圍巖交代作用所產(chǎn)生的巖石，一般情況下，上有霓長巖，下有碳酸巖。在霓長石化過程中初生碳酸巖漿逸出的大量金屬和揮發(fā)分進入圍中形成霓長巖。以鉀長石為主的霓長巖多出現(xiàn)在碳酸巖侵入體的上部或碳酸巖次火山巖的位置；而鈉長石居多的霓長巖可能與位置較深的碳酸巖有關。在實際工作中火成碳酸巖與沉積變質(zhì)大理巖很難區(qū)別，霓長巖可作為指示碳酸巖存在的可靠標志。

稀有和稀土元素富集主要與正長輝石巖-堿性正長巖=堿性花崗巖-白崗巖系列巖石有關。伴生的蝕變有霓石化、鈉長石化、碳酸巖化、重晶石化及電氣石化等。堿性巖附近出現(xiàn)紫色螢石，是特有的很好的找礦標志。偉晶巖附近，圍巖發(fā)生鋰云母化、黑磷云母化、鋰藍閃石化和銫黑云母化、螢石化等都是很好找礦標志。

發(fā)育于拉張環(huán)境的堿性-過堿性花崗巖及隆起區(qū)以擠壓應力環(huán)境為主的過鋁質(zhì)花崗巖（S型），均顯著富F，具有很高的F/Cl比值，出現(xiàn)氟冰晶石、氟鈰鑭礦、氟鈣鈉釔石、氟鈮鈰礦等礦物。圍巖不有較多的螢石、黃玉、黑云母、金云母等含F(xiàn)礦物的蝕變帶是鐵礦的有利標志。

硼傾向于分配在含水的流體相中，促進硅酸鹽含礦熱液的容解能力，導致圍巖的電氣石化和硅化等蝕變，同時形成硼鈹石、硼鋰鈹?shù)V、硼鉭石等稀有元素礦物。彩色電氣石對找稀有金屬礦產(chǎn)具有重要指示意義。

偉晶巖型礦床中堿交代作用廣泛發(fā)育，鋰輝石化與中晚期的鈉長石化密切相關，綠柱石與早期白云母化鈉長石化有關；鈮鉭鐵礦、錫石與晚期交代生成的白云母共生。

與巖漿侵入活動有成生聯(lián)系的稀有稀土元素成礦過程中，鉀、鈉長石化，矽卡巖化，角巖化，絹英巖化，碳酸鹽化，硅化等都可能出現(xiàn)，不一一列舉。需說明的是云英巖化對稀土元素會產(chǎn)生貧化，而云英巖型稀有金屬礦可能伴有鎢錫礦。

4.5 礦物標志

查找水系沉積物元素及重礦物異常，是行之有效的找礦方法。鋰輝石、鋰云母、綠柱石、硅鈹石、曲晶石、獨居石、氟鉭鈰礦、易解石、磷釔礦、硅鈹釔礦、綠層硅鈰鈦礦、燒綠石、鈮鉭鐵礦等稀有和稀土金屬工業(yè)礦物是組成礦石的基本單元，都是重要的直接找礦標志。

4.6 地球物理標志

稀有稀土元素礦床一般含有關的放射性元素（U、Th等）。山東郗山重晶石碳酸巖脈型稀土礦就是航空放射性異常發(fā)現(xiàn)的。內(nèi)蒙白云鄂博特大型REE-Nb-Fe礦床不僅有條帶狀的磁異常，還有放射性異常。

高分辨遙感異常信息在地質(zhì)找礦中也得到廣泛應用。通過遙感信息可解譯出與與成礦有關的含礦地質(zhì)體與地質(zhì)構造。與稀有稀土元素成礦有關的花崗巖、花崗偉晶巖抗風化能力強，色調(diào)淺常形成正地形或陡崖，巖體受構造控制會出現(xiàn)“線帶環(huán)塊”異常，成礦巖體富水和其它揮發(fā)分，常形成蝕變帶（或團塊、線），出現(xiàn)羥基異常。

4.7 地球化學標志

稀有稀土元素在成礦過程中，巖石、土壤、水系沉積物及水體等形成原生暈及次生分散暈，研究其異常及分帶可預測和尋找礦區(qū)（或礦田）的隱伏、深部礦體。

詹勝竣等[3]對容須卡54號偉晶巖型鋰礦進行巖地球化學測量，F(xiàn)、B元素在礦化偉晶巖脈內(nèi)為負異常，近礦圍巖為高值正異常；Na、Be、Nb、Ta、Sn、W、Rb為原生暈正異常，范圍不大，僅限于近礦圍巖1～20m范圍；Li、Cs元素原生暈為正異常，擴散距離較遠，在80～100m范圍內(nèi)。不同標高原生暈垂直分帶順序由上往下為：Nb-K-Li-Ba-Be（3 350m）；Rb-Bi-W-Na-Zr-Mo（3 310m）；F-Cs-Sn-B-Ta（3 246m）。6號礦化偉晶巖脈原生暈由內(nèi)而外 水平分帶為：Na-Li-Ta-Bi-Be-Sn（內(nèi)帶）；Hf-Nb-W-Rb-Ba-Zr（中帶）；Nb—K-F-Cs-B（外帶）。內(nèi)帶與鈉長石化關系密切，外帶與白云母化電氣石化關系密切。顯示了原生暈在淺覆蓋區(qū)具有極高的找礦指向性。

肖瑞卿等[3]在甲基卡3號埋藏偉晶巖型鋰礦脈開展土壤地球化學測量，Li的背景值110ppm，是全國土壤平均值的3～4倍，B、Be、Cs、F、Nb、Sn、Ta均具有較高的區(qū)域豐度，遠大于全國土壤平均值；B、Be、Li、Sn、Cs、F元素具有較大的變化系數(shù)，后期疊加作用強，Li、F、Be、Sn的疊加強度在2以上，且Li、Be的變化系數(shù)均大于0.75，富集趨勢明顯，B、Cs、Rb、Ta較富集（富集系數(shù)K＞1.2）,Be、F、Li、Sn顯著富集（富集系數(shù)K遠大于1.5）。Li與Rb、Be相關性好，與礦體元素一致。土壤地球化學測量圈定有利找礦靶區(qū)，尋找稀有金屬偉晶巖型埋藏礦方法有效。

上述找礦標志包含控礦條件與礦化標志兩部分，前者是主導內(nèi)因，后者是直接線索。在地質(zhì)找礦過程中，必須重視其資料的可靠度，匹配性及整合關系。

[1] 周振華，車合偉，馬星華，高旭.初論稀有金屬礦床研究的一些進展[J]．地質(zhì)與勘探，2016，52[4]；

[2] 肖瑞卿，付小方，袁藺平，等．土壤地球化學測量在甲基卡稀有金屬找礦中的作用[J]．四川地質(zhì)學報，2016.

[3] 詹勝顏，廖興建，岳大斌，陳加中，周勇.四川容須卡礦區(qū)稀有金屬偉晶巖的原生暈特征[J]．四川地質(zhì)學報，2016.

[4] 麻青，曾普勝，茍瑞濤，王聚杰，代艷明.中國堿性雜巖的成因及其成礦作用[J]．地質(zhì)與勘探，2015.

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[6] 趙蕊，王登紅，陳振宇等. 南嶺東段與稀礦有關巖漿巖的成礦專屬性特征[J]．大地構造與成礦學，2014.

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Type and Ore Criteria of Rare, Rare Earth and Scattered Elements Deposits

XIE Chang-jiang YIN Jian-hua LI Xin-min

（No.108 Geological Team, BGEEMRSP, Chengdu 611230）

This paper divides rare, rare earth and scattered elements deposits into 7 minerogenetic series, 14 genetic types, and has a discussion centrally on rare and rare earth element deposit related to magmatism, summing up ore criteria of rare and rare earth deposits.

rare, rare earth and scattered elements; deposit type; ore criteria

2017-12-10

謝長江（1964-），男，四川中江人，教授級高級工程師，主要從事區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查和礦產(chǎn)勘查

P618.7

A

1006-0995（2018）03-0451-06

10.3969/j.issn.1006-0995.2018.03.023