廣東紫金中壩某地稀土成礦地質特征淺析

張國恒

（廣東省地質局第六地質大隊, 廣東 江門 529040）

廣東紫金中壩某地稀土礦位于河源深斷裂與蓮花山深斷裂夾持區，緊鄰紫金大斷裂南東側，區域燕山期巖漿侵入、噴出活動十分強烈，侵入巖、噴出巖廣泛出露（圖1）。由于區域氣候炎熱潮濕，花崗巖風化殼發育，在有利地質地貌條件下，形成稀土富集帶，本區稀土礦是粵東稀土礦化帶中的一部分[1]。

圖1 紫金中壩某地地質簡圖

1 區域成礦條件

1.1 含礦原巖

區內含礦原巖為燕山三期中粗粒黑云母二長花崗巖（ηγJ32c）、中粒黑云母二長花崗巖和燕山四期細粒黑云母二長花崗巖以燕山三期二長花崗巖為主。含礦原巖的形成嚴格受紫金大斷裂控制。巖石中稀土含量較高，為本區稀土礦的形成提供了必要的物質基礎。

1.2 風化殼條件

由于本地區氣候炎熱潮濕，雨量充沛，風化作用較強，對風化殼的形成極為有利；又由于本區地處低山丘陵地貌，風化殼保存較好，成為稀土礦的理想賦存場所。風化殼呈面型分布，厚度一般幾米至20多米不等。依風化程度不同，大致可分為三層：

（1）表土層（殘坡積層）：褐紅、土黃色，以粘土質為主，含少量石英砂及植物根。厚一般0m～1m。含稀土較貧，一般不具工業礦體。

（2）全風化層：淺紅或土黃色，成分主要為粘土、石英及少許黑色礦物。厚一般1m～10m。中上部為主要稀土礦體賦存部位。

（3）半風化層：淺紅或灰白色，原巖結構、構造較清晰。稀土含量一般達不到工業礦體的品位要求。其下為新鮮巖石。

稀土元素在風化殼中的含量呈上下貧、中間富，富集層位是全風化層，礦物成分主要是粘土和石英，呈松散砂土狀、亞砂土狀、亞粘土狀結構。砂土狀結構疏松，滲透性好，富集層位偏低，富集度高；亞粘土結構者，滲透性差，富集層位偏高，富集程度低。

1.3 化探特征

本區1:5萬水系沉積物樣La、Y結果表明，異常以La為主，次為Y，兩元素異常套合好，異常最高值La732.0×10-6、Y421.9×10-6。

2 礦體地質特征

2.1 礦體形態及規模

礦體賦存在黑云母二長花崗巖全風化層中。礦體形態與風化殼形態關系密切，在平面上的形態隨地形變化呈似層狀面型展布，長約13km，寬約10km，產狀主要受地形條件控制，一般礦體傾向、傾角與地形一致；礦體在剖面上常隨地形呈連續的彎月形或透鏡體，向山脊兩側延伸，在沿山脊方向多作平緩起伏的似層狀展布。礦體在縱橫方向上的形態和產狀是由山脊向兩側傾斜，沿山脊傾伏。

礦體向兩側傾斜的傾角一般在10°～20°之間，局部最大30°。礦體的形態、產狀，隨著所處的地貌單元及地形完整程度的不同而有差異。

2.2 礦體厚度及變化

礦體厚度一般厚1m～6m，最厚大于20m，平均厚約4m。礦體厚度與風化殼厚度有關，并均受地形制約。當礦體位于山脊時，風化殼厚度大，礦體也較厚；當礦體位于溝底時，風化殼較薄，礦體也較小。礦體厚度變化除受上述地形因素影響外，還與巖性、構造有一定聯系。另一方面巖石結構的不同也影響礦體厚度的變化，如在中粗粒結構中礦體厚度比細粒結構中厚。其次，構造裂隙的發育程度對礦體厚度也有影響，在節理、裂隙發育地段，當巖石破碎時，就能促進巖石風化，使礦體厚度增大。

2.3 礦石礦物成分

礦石主要礦物成分為粘土礦物、長石、石英及云母，副礦物主要有磁鐵礦、鈦鐵礦、獨居石、磷釔礦、赤鐵礦等。

2.4 礦石類型

按礦石風化程度和組成物質的不同，劃分為殘坡積礦石、花崗巖全風化礦石和花崗巖半風化礦石。其中除花崗巖半風化礦石為半固結礦石外，其余均為松散礦石。礦石自然類型屬黑云母二長花崗巖全風化稀土礦石。

2.5 稀土元素賦存狀態、品位及配分

稀土元素主要呈陽離子被吸附于高嶺石、伊利石等粘土礦物表面。礦石中稀土要素總量（TR2O3）平均品位0.083%。根據不同期次不同巖性的原巖風化殼對比結果，中粗粒黑云母二長花崗巖風化殼平均稀土含量（ηγJ32c，0.908%）＞中粒黑云母二長花崗巖風化殼平均稀土含量（0.794%）＞細粒黑云母二長花崗巖風化殼平均稀土含量（ηγK13e，0.055%）。

區內稀土樣品配分結果表明：稀土元素以La、Ce、Nd、Y為主，其次為Pr、Sm、Gd、Dy，其他元素含量較少，其中又以鈰族稀土為主，具有Ce＞La＞Nd，Ce＜La+Nd，Ce＞La+Nd，La＞Nd＞Ce四種分配特點，以Ce＞La＞Nd配分型為主，其次為Ce＜La+Nd，Ce＞La+Nd。

稀土品位中，鈰族品位0.046%～0.158%，占總量的70.02%～92.1%，釔族品位0.008%～0.025%，占總量的7.9%～29.8%，[Ce]2O3/[Y]2O3比值為5.3。

部分稀土樣品主要元素配分結果見圖2。

圖2 部分稀土樣品主要稀土元素配分折線圖

3 成礦作用

本區稀土礦成礦物質來源于燕山三期中粗粒、中粒黑云母二長花崗巖和燕山四期細粒黑云母二長花崗巖。原巖中燕山三期的花崗巖比燕山四期的稀土含量高。含礦原巖的分布，控制了稀土礦的產出和分布。

本區地處低山丘陵緩坡地貌區，在亞熱帶潮濕炎熱氣候條件下，有利于巖石風化和氧化淋濾作用的進行，為稀土礦的形成提供了重要條件。富含稀土的黑云母二長花崗巖經風化后，長石等造巖礦物一方面次生為高嶺石等粘土礦物，成為TR的吸附劑[2]，另一方面，從長石等礦物中釋出的稀土為粘土的吸附提供了物質來源。

在地表植被發育，有機酸豐富的風化殼上部為稀土運移、富集創造了有利條件。在地表酸性條件下，稀土元素轉化為溶液狀態，隨地表徑流和地面水流動和運移（滲透）[3，4]。在垂直剖面上，稀土元素往下運移，酸度沖淡，PH值提高，使粘土礦物在弱酸性介質中吸附能力提高，出現稀土元素的富集帶。

隨著往下深度增大，距地面遠，風化作用減弱，釋出的稀土和滲透下來的稀土量減少，稀土含量降低，品位逐漸接近原巖。上述風化剝蝕、淋濾吸附作用長期不斷地進行，雖然礦體富集部位有所移動，但富集部位始終處于風化殼中部（全風化帶中部），最終形成花崗巖風化殼離子吸附型稀土礦床。