金屬成礦系列REE地球化學特征及應用

朱雅婷

（甘肅能源化工職業學院，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個元素在內的鑭系元素。這十七個元素在原子結構上十分的相近、化學活躍度也基本相同、并且在自然界中基本是相伴相生。稀土資源對于每個國家來說都是很重要的戰略資源，尤其是在電力和能源領域，稀土元素是很重要的原材料，在稀土資源的儲備方面，我國有著地廣物博的疆域，因此稀土資源礦產豐富，現已探明的稀土資源中，我國稀土資源儲量是第一位。

2 稀土元素地球化學特征及其應用

稀土元素是在很多方面都有應用，尤其是在地質的檢測中應用廣泛，因為稀土元素有自身特殊的地球化學習性，能夠跟蹤地質結構的變化，因此備受重視[1]。在地質中，并不是每種稀土元素都有，地質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決定，在地質被侵蝕、沖擊、沉積后，稀土元素并不會有明顯的變化。所以稀土元素如果出現在沉積環節，微小的變化就能從中看出地質的形成原因及過程，并溯源找到最開始的組成物質和形成環境。

3 金屬成礦系列REE地球化學特征及應用

3.1 黔東南平秋金礦REE地球化學特征及應用

黔東南區域是指貴州東南部，該區地勢復雜，山區眾多，大概占整個黔東南地區的90%，同時也是我國金礦聚集區域。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域[2]。

根據實地的勘探報告，黔東南地區目前探查到的地層最早的有白堊紀，中間還包括寒武紀、石炭紀等時期。根據這些時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。

在對黔東南地區的實際勘查過程中，通過對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的聯系，但是和殼源物質比如砷、鉛、銻等元素影響很深。這種現象是和在實際探勘中發現的毒砂、黃鐵礦和石英礦等礦物質是吻合的[3]。因為這類礦石中砷、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象，進行了微量元素和稀土元素的特征分析。根據分析的結果，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層中。因為礦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移的時候金元素、砷元素、鉛元素在礦石中發生了聚集，但是其他的稀土元素在這個過程并未發生明顯的聚集，所以礦石中的稀土元素變得很少。另一種屬于地殼運動型礦石，這類礦石與周圍的地質層中的元素有很大的區別，而是跟其他地質層（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，這說明在地殼運動擠壓、碰撞的過程中，深層的部分流體被動的擠壓到了石英脈附近，參與了礦石的形成過程。

根據對黔東南地區平秋金礦的REE地球化學分析，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，還有因為地質構造，一些地塊的斷裂、剪切等作用，導致深層的流體沿著這些構造來到了礦石附近，也產生了金元素的聚集，最后共同形成了平秋金礦。

3.2 韭菜坪金礦REE地球化學特征及應用

韭菜坪屬于大渡河金礦帶的一部分，這個地區的金元素聚集比較明顯。但是該區域內的金礦形成存在一些不一樣的地方，主要分布在兩岸，而且分布點連成了一條東西長帶，與整個的韭菜坪地質構造存在一定的重合。另外，韭菜坪金礦位置為大渡河-安寧河斷裂帶，在韭菜坪金礦地質組成中，主要是花崗-綠巖，礦石圍巖主要是變質巖和石英巖。礦體則基本結構特別清晰簡單、就像山脈或者一般的透視鏡。礦石主要以復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，實驗人員對該區域的礦石樣本進行了相關的測試。根據得到的結果，這些礦石中的微量元素基本都是來自同一個地方，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。

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

3.3 烏山礦山成礦REE地球化學特征及應用

滿洲里-西旗地區有一個烏山斑巖銅鉬礦床，在對該礦床的現場勘探的過程中發現，在該礦的周圍存在很多的零星散落的小礦石點，于是在這些礦石點進行了REE地球化學習性分析。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-西旗地區屬于板塊交界處，受板塊擠壓等活動的影響，使得這里火山運動頻繁。而這個礦山正好就在火山周圍，因為火山噴發覆蓋的巖漿一遍一遍的侵蝕著地表的各種巖石，同時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巖石和礦石。

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

4 總結

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特征及應用。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，稀土元素充當了歷史的見證者，目睹了整個過程的一舉一動。

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