金屬成礦系列REE地球化學(xué)特征及應(yīng)用

朱雅婷

（甘肅能源化工職業(yè)學(xué)院，甘肅 蘭州 730207）

1 介紹（稀土元素REE)

REE稀土元素是指包含鑭（La）、钷(Pm）、釤(Sm）、銪(Eu）等17個(gè)元素在內(nèi)的鑭系元素。這十七個(gè)元素在原子結(jié)構(gòu)上十分的相近、化學(xué)活躍度也基本相同、并且在自然界中基本是相伴相生。稀土資源對(duì)于每個(gè)國家來說都是很重要的戰(zhàn)略資源，尤其是在電力和能源領(lǐng)域，稀土元素是很重要的原材料，在稀土資源的儲(chǔ)備方面，我國有著地廣物博的疆域，因此稀土資源礦產(chǎn)豐富，現(xiàn)已探明的稀土資源中，我國稀土資源儲(chǔ)量是第一位。

2 稀土元素地球化學(xué)特征及其應(yīng)用

稀土元素是在很多方面都有應(yīng)用，尤其是在地質(zhì)的檢測中應(yīng)用廣泛，因?yàn)橄⊥猎赜凶陨硖厥獾牡厍蚧瘜W(xué)習(xí)性，能夠跟蹤地質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化，因此備受重視[1]。在地質(zhì)中，并不是每種稀土元素都有，地質(zhì)中的稀土元素的種類和分布主要就是有由最開始形成的地質(zhì)決定，在地質(zhì)被侵蝕、沖擊、沉積后，稀土元素并不會(huì)有明顯的變化。所以稀土元素如果出現(xiàn)在沉積環(huán)節(jié)，微小的變化就能從中看出地質(zhì)的形成原因及過程，并溯源找到最開始的組成物質(zhì)和形成環(huán)境。

3 金屬成礦系列REE地球化學(xué)特征及應(yīng)用

3.1 黔東南平秋金礦REE地球化學(xué)特征及應(yīng)用

黔東南區(qū)域是指貴州東南部，該區(qū)地勢復(fù)雜，山區(qū)眾多，大概占整個(gè)黔東南地區(qū)的90%，同時(shí)也是我國金礦聚集區(qū)域。很多有名的大金礦如錦屏八克金礦、銅鼓金礦、坑頭金礦等都在該區(qū)域[2]。

根據(jù)實(shí)地的勘探報(bào)告，黔東南地區(qū)目前探查到的地層最早的有白堊紀(jì)，中間還包括寒武紀(jì)、石炭紀(jì)等時(shí)期。根據(jù)這些時(shí)期的地層稀土元素含量及分布模式，可以初步找到金礦形成的原因及模式。

在對(duì)黔東南地區(qū)的實(shí)際勘查過程中，通過對(duì)微量元素的聚類分析，得知金元素和地幔中的特征元素鈷、鎳、鉻和鎢元素沒有相關(guān)的聯(lián)系，但是和殼源物質(zhì)比如砷、鉛、銻等元素影響很深。這種現(xiàn)象是和在實(shí)際探勘中發(fā)現(xiàn)的毒砂、黃鐵礦和石英礦等礦物質(zhì)是吻合的[3]。因?yàn)檫@類礦石中砷、鉛等有毒元素的含量較高，但是鉻、鎳、鈷等元素含量則很少。

因此，以在黔東南部平秋金礦床采集到的石英脈礦石為檢測對(duì)象，進(jìn)行了微量元素和稀土元素的特征分析。根據(jù)分析的結(jié)果，我們可以得出該礦中存在兩種石英脈礦石。

一種是屬于原生性礦石，根據(jù)這類礦石的成分（微量元素和稀土元素）及分布情況，我們可以知道其成分主要是來自同一層的地質(zhì)層中。因?yàn)榈V石在形成的過程中被圍巖包裹，因此圍巖中存在的這些微量元素在平衡轉(zhuǎn)移的時(shí)候金元素、砷元素、鉛元素在礦石中發(fā)生了聚集，但是其他的稀土元素在這個(gè)過程并未發(fā)生明顯的聚集，所以礦石中的稀土元素變得很少。另一種屬于地殼運(yùn)動(dòng)型礦石，這類礦石與周圍的地質(zhì)層中的元素有很大的區(qū)別，而是跟其他地質(zhì)層（下地殼和上地幔）中的微量元素和稀土元素含量和分布接近，這說明在地殼運(yùn)動(dòng)擠壓、碰撞的過程中，深層的部分流體被動(dòng)的擠壓到了石英脈附近，參與了礦石的形成過程。

根據(jù)對(duì)黔東南地區(qū)平秋金礦的REE地球化學(xué)分析，可以知道該礦金元素成礦有兩種類型，除了來自圍巖中的金元素聚集外，還有因?yàn)榈刭|(zhì)構(gòu)造，一些地塊的斷裂、剪切等作用，導(dǎo)致深層的流體沿著這些構(gòu)造來到了礦石附近，也產(chǎn)生了金元素的聚集，最后共同形成了平秋金礦。

3.2 韭菜坪金礦REE地球化學(xué)特征及應(yīng)用

韭菜坪屬于大渡河金礦帶的一部分，這個(gè)地區(qū)的金元素聚集比較明顯。但是該區(qū)域內(nèi)的金礦形成存在一些不一樣的地方，主要分布在兩岸，而且分布點(diǎn)連成了一條東西長帶，與整個(gè)的韭菜坪地質(zhì)構(gòu)造存在一定的重合。另外，韭菜坪金礦位置為大渡河-安寧河斷裂帶，在韭菜坪金礦地質(zhì)組成中，主要是花崗-綠巖，礦石圍巖主要是變質(zhì)巖和石英巖。礦體則基本結(jié)構(gòu)特別清晰簡單、就像山脈或者一般的透視鏡。礦石主要以復(fù)雜的混合元素礦石存在，其中主要有黃鐵礦，還有一些其他比較差一些的方鉛礦和黃銅礦。

為了了解該礦的成礦因素，實(shí)驗(yàn)人員對(duì)該區(qū)域的礦石樣本進(jìn)行了相關(guān)的測試。根據(jù)得到的結(jié)果，這些礦石中的微量元素基本都是來自同一個(gè)地方，說明是一次成型。礦石中稀土元素也有很多，大部分為輕稀土。

根據(jù)這些測試的結(jié)果，大致可以得知金礦在成形時(shí)遭受過同時(shí)期的一次熱液沖擊，最后形成了巖石和礦石。這些礦石和巖石又都處在同一個(gè)斷裂帶中，在斷裂帶的兩側(cè)分布均勻，說明是在很早的時(shí)候，形成的本是一條完整的礦石帶，受地殼的運(yùn)動(dòng)被擠壓形成了斷面。

3.3 烏山礦山成礦REE地球化學(xué)特征及應(yīng)用

滿洲里-西旗地區(qū)有一個(gè)烏山斑巖銅鉬礦床，在對(duì)該礦床的現(xiàn)場勘探的過程中發(fā)現(xiàn)，在該礦的周圍存在很多的零星散落的小礦石點(diǎn)，于是在這些礦石點(diǎn)進(jìn)行了REE地球化學(xué)習(xí)性分析。主要目的是確定零星散落的礦石是不是跟礦床的礦石屬于同根同源，還是這些礦石是在其他地方或者其他時(shí)期形成的，最后在外力的作用下才散落于此。

滿洲里-西旗地區(qū)屬于板塊交界處，受板塊擠壓等活動(dòng)的影響，使得這里火山運(yùn)動(dòng)頻繁。而這個(gè)礦山正好就在火山周圍，因?yàn)榛鹕絿姲l(fā)覆蓋的巖漿一遍一遍的侵蝕著地表的各種巖石，同時(shí)火山又把地底的巖漿帶到了地面，因此地表最后形成了跟其他地方不一樣成分的地質(zhì)巖石和礦石。

根據(jù)測試的分析結(jié)果，烏山的礦床分為三個(gè)不同的元素帶，在三個(gè)不同的元素帶中，稀土元素的分布也是不均勻的，呈現(xiàn)出交叉疊加的形式，在礦石內(nèi)隨著礦元素而聚集，見證了整個(gè)烏山礦山成礦的過程。

4 總結(jié)

本文討論了黔東南平秋金礦、韭菜坪金礦、烏山礦山的成礦過程及稀土元素的地球化學(xué)特征及應(yīng)用。在這些礦山成礦的過程中，稀土元素的聚集減少都被記錄在礦石之中，礦石的形成和礦元素的聚集也被同期記錄，因此在研究金屬成礦時(shí)，稀土元素充當(dāng)了歷史的見證者，目睹了整個(gè)過程的一舉一動(dòng)。

因此，在金屬成礦研究中，稀土元素地球化學(xué)特征能夠很好的被用來勘測成礦的過程，也能很好的運(yùn)用在預(yù)測礦藏等科研工作中。