離子吸附型稀土礦礦床地質(zhì)特征分析

彭曉東

摘 要：在安徽省池州市境內(nèi)發(fā)現(xiàn)一處離子吸附型稀土礦床，礦體主要賦存于花崗巖、鉀長花崗巖及石英正長巖等巖體的全風化殼內(nèi)，礦石類型為輕稀土富集型，礦石礦物主要是巖體風化殘留的石英、由長石轉(zhuǎn)化的黏土礦物以及獨居石、磷釔礦、褐簾石等。本文主要分析了該離子吸附型稀土礦礦床的地質(zhì)特征。

關鍵詞：離子吸附型稀土礦;礦床特征;礦區(qū)地質(zhì)

中圖分類號：P618.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2021）22-0143-03

Abstract： An ion adsorption rare earth deposit was found in Chizhou City， Anhui Province. Ore bodies occur mainly in granite， potassium long granite and quartz-syenite within the rock mass of the weathering crust， ore type for the enrichment of light rare earth type， the ore minerals are mainly rock weathering residual quartz， the transformation of feldspar， clay minerals and monazite， yttrium phosphorus ore， shade in brown stone， etc. This paper mainly analyzes the geological characteristics of the ion adsorption rare earth deposit.

Keywords： ion adsorption type rare earth deposit;deposit characteristics;mining gedogical

離子吸附型稀土礦床是我國的優(yōu)勢礦種，在國際市場中占有重要地位。自贛南發(fā)現(xiàn)該類型礦床后，廣東省、湖南省、福建省以及海南省等相繼發(fā)現(xiàn)了該類型礦產(chǎn)。安徽省的地理位置緯度偏高，氣候條件與江西省、廣東省等存在明顯的區(qū)別，以往工作主要集中在全省范圍內(nèi)的潛力調(diào)查及皖南等局部地區(qū)的找礦和研究等工作，暫未取得較重大的突破[1]。本次調(diào)查在以往工作的基礎上，在池州市境內(nèi)發(fā)現(xiàn)了一處品位較高、礦化連續(xù)且具有一定規(guī)模的離子吸附型稀土礦床。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

該礦床位于安徽省池州市境內(nèi)，大地構(gòu)造位置處于揚子陸塊北緣下?lián)P子前陸帶，西北與大別造山帶相毗鄰，南部屬江南造山帶。區(qū)內(nèi)的巖漿巖活動劇烈，地層出露以志留紀-三疊紀為主[2]。礦區(qū)屬于長江中下游成礦帶的南亞帶，區(qū)內(nèi)及周邊礦產(chǎn)資源豐富，安慶-貴池地區(qū)的“矽卡巖型銅金礦”是長江中下游成礦帶的主要成礦類型之一。

目前，工作區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)約200處礦產(chǎn)地，礦種有銅、金、鐵、硫鐵礦、銀、鉬、錳、鎢、鉛、鋅、磷、石墨及建材等，其中銅、金、鐵、鉛鋅、硫鐵礦及建材等是區(qū)內(nèi)的優(yōu)勢礦種[3]。

2 礦區(qū)地質(zhì)概況

礦區(qū)位于揚子地層區(qū)下?lián)P子地層分區(qū)[4]。

2.1 地層

礦區(qū)岀露地層以志留紀-泥盆紀為主，其余均為第四系地層，現(xiàn)分述如下。

第四系（Q）：土黃色含粉砂黏土，灰、土黃色沖積含砂黏土、砂礫巖，褐黃色殘破積含砂礫黏土。

泥盆系上統(tǒng)五通組（D3w）：下部灰白-肉紅色中厚-厚層石英砂巖，底部與茅山組接觸處因擠壓破碎普遍有一層厚約5 m的鐵質(zhì)石英角礫巖;上部灰白、褐灰、紫色粉砂巖夾石英砂巖[5]。

志留系下統(tǒng)茅山組（S1m）：灰綠、黃褐、紫紅色巖屑石英細砂巖與泥質(zhì)粉砂巖，粉砂質(zhì)頁巖韻律互層，上部以細砂巖為主。

志留系下統(tǒng)墳頭組（S1f）：可分為兩段，下段下部為黃綠、灰綠色粉砂質(zhì)頁巖夾泥質(zhì)粉砂巖，巖屑石英砂巖，上部為黃綠、灰綠色巖屑石英細砂巖夾粉砂質(zhì)頁巖，泥質(zhì)粉砂巖;上段為灰綠、黃綠色粉砂質(zhì)頁巖夾礫屑磷塊巖薄層，生物擾動強烈[6]。

志留系下統(tǒng)高家邊組（S1g）：礦區(qū)內(nèi)零星出露，外部則分布較廣泛。下部為深灰、灰黑色巖屑石英雜砂巖與含碳頁巖互層;中部為黃綠、灰綠色粉砂質(zhì)頁巖夾巖屑石英細砂巖、泥質(zhì)粉砂巖，存在生物擾動及蟲跡;上部為灰綠、黃綠色粉砂質(zhì)頁巖，含蟲跡，夾有細砂巖[7]。

2.2 巖漿巖

巖漿活動以燕山期為主，侵入巖主要為花崗巖類。除花崗巖體、鉀長花崗巖巖體和石英正長巖巖體為巖基外，其余均為巖株、巖脈等。

鉀長花崗巖體與圍巖呈侵入接觸，呈北東向延伸的不規(guī)則復式巖基，侵入圍巖為晚寒武-晚泥盆世地層。從早到晚，出現(xiàn)細粒鉀長花崗巖→鉀長花崗斑巖→中粒鉀長花崗巖→粗粒鉀長花崗巖的變化，但其成分總體變化不大。中粒堿長花崗巖呈中粒不等粒結(jié)構(gòu)，主要成分為鉀長石（50%～60%）、斜長石（10%～15%）、石英（25%～35%）及少量黑云母（少于1%）。副礦物主要有鋯石、磷灰石、榍石、褐簾石和磁鐵礦等。主要礦物粒徑一般為0.5～4.0 mm。鉀長石以微斜長石為主，次為條紋長石[8]。

石英正長巖體位于鉀長花崗巖巖體南部，巖石呈淺肉紅色，中細粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦物粒徑為1～3 mm，主要由鉀長石和石英組成，次為斜長石、黑云母及其他副礦物。鉀長石的含量為70%～95%。

3 礦體地質(zhì)特征

3.1 礦體分布及特征

離子吸附型稀土礦床的礦體即為礦化的風化殼，礦體分布嚴格受風化殼的分布范圍所控制。根據(jù)鉆孔取樣及槽探取樣分析結(jié)果，在該礦區(qū)范圍內(nèi)共圈定6個礦體，全部為隱伏式，呈層狀、透鏡狀沿巖體風化層分布[9]。蓋層厚度為0.1～1.0 m，平均為0.2 m，主要為腐殖土層，局部可見殘破積物或沖積物蓋層。礦體厚度為0.7～9.0 m（部分工程未揭穿礦體），平均厚度為3.53 m，礦體分布及形態(tài)等受風化殼發(fā)育狀況影響，如圖1所示。

Ⅰ號礦體位于礦區(qū)中部，產(chǎn)于石英正長巖巖體和鉀長花崗巖巖體的風化殼內(nèi)，面積為6.22 km2，是礦區(qū)內(nèi)面積最大的礦體。礦體厚度為0.7～6.0 m，平均厚度為2.14 m，平均品位為927.93×10-6。本礦體具有礦體厚度薄、品位高的特點。礦體厚度從中心向邊緣由薄變厚。

Ⅱ號礦體位于礦區(qū)北側(cè)，產(chǎn)于鉀長花崗巖巖體的風化殼內(nèi)，面積為3.94 km2，面積居礦區(qū)第二，礦體厚度為0.7～9.0 m，平均厚度為3.48 m，平均品位為532.49×10-6，礦體風化殼分布連續(xù)性稍差。礦體具有厚度較厚、品位稍低的特點[10]。

Ⅲ號礦體位于礦區(qū)西側(cè)，產(chǎn)于石英正長巖巖體和長花崗巖巖體的風化殼內(nèi)，面積為2.35 km2，礦體厚度為2.0～2.1 m，平均厚度為2.05 m，平均品位為660.36×10-6，風化殼發(fā)育厚度及連續(xù)性稍差。

Ⅳ號礦體位于礦區(qū)西南側(cè)，產(chǎn)于花崗巖體風化殼內(nèi)，面積為1.15 km2，礦體厚度為2.0～4.9 m，平均厚度為2.98 m，平均品位為536.50×10-6。該礦體風化殼分布連續(xù)性較好[11]。

Ⅴ號礦體位于礦區(qū)北東，面積為0.6 km2，厚度為6.0 m，平均品位506.17×10-6。風化殼發(fā)育不連續(xù)，局部礦體厚度較大，品位稍低。

Ⅵ號礦體位于礦區(qū)東側(cè)，面積為0.52 km2，礦體厚度為4.8～5.3 m，平均厚度為5.05 m，平均品位為645.49×10-6，脈巖中礦體品位較高，風化程度也較高，但分布局限。鉀長花崗巖體中礦體品位較低，但分布較廣泛，風化程度較低。

3.2 礦床類型和礦物組合

稀土元素礦物主要有3種賦存狀態(tài)：一是參與礦物晶格，是構(gòu)成礦物不可缺少的成分，以獨立稀土礦物形式存在，如獨居石、褐簾石、氟碳鈰礦等;二是以類質(zhì)同相置換存在于造巖礦物與副礦物，如長石、螢石等;三是呈吸附狀賦存于黏土礦物和云母類礦物表面。

礦區(qū)內(nèi)獨立稀土礦物含量較少，自然重砂鑒定顯示主要可見獨居石和磷釔礦等。稀土礦物除賦存于部分殘余未分解的造巖礦物內(nèi)外，其余部分主要呈離子相吸附于黏土礦物和云母類礦物表面。

礦石礦物主要是全風化的花崗巖、鉀長花崗巖、石英正長巖礦石，成分為風化殘留的石英、由長石轉(zhuǎn)化的黏土礦物獨居石、磷釔礦以及褐簾石等。

3.3 礦石結(jié)構(gòu)及構(gòu)造

具有松散的砂狀和土狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。開采后的礦石即為松散的黏土與含砂、礫黏土。

3.4 稀土元素礦化特征

根據(jù)鉆探及槽探樣品稀土分量分析結(jié)果，該礦床礦體稀土配分區(qū)線如圖2、圖3和圖4所示。由分析結(jié)果和圖2、圖3和圖4可知，區(qū)內(nèi)各巖體離子吸附性稀土礦配分模式均為輕稀土富集型。各巖體均具明顯的負Eu異常，反映了較強的巖漿分異作用;輕重稀土分餾程度以石英正長巖巖體最高，鉀長花崗巖體和花崗巖巖體次之;各巖體稀土氧化物總量隨深度變化無明顯規(guī)律。

根據(jù)以往資料，區(qū)內(nèi)鉀長花崗巖巖體基巖稀土氧化物總量為3.44×10-8，石英正長巖巖體基巖稀土氧化物總量為1.67×10-8～4.20×10-8，故本工作區(qū)風化殼內(nèi)的稀土氧化物總量較基巖基本可以富集2～3倍，少數(shù)可富集5倍及以上。

4 結(jié)語

本礦床為一輕稀土富集型的離子吸附型稀土礦床，礦石品位較高，礦化連續(xù)，從初步工作結(jié)果看，具有一定資源儲量規(guī)模。限于工作開展程度，礦床規(guī)模尚未完全控制，對稀土元素的賦存狀態(tài)尚未系統(tǒng)開展工作，礦床綜合研究較少，故可適當開展進一步的工作。

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