_赣南陂头一带风化壳淋积型稀土矿成矿地质特征

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风化壳淋积型稀土矿的基础研究

1979年澳大利亚科学家Nesbitt H W 在英国自然（Nature ）等杂志刊登学术论文阐明花岗岩在风化成黏土矿物时，花岗岩中稀土元素将发生分馏、迁移和富集，并暗示有可能富集成矿[1].而中国的江西早在1969年就首次发现风化富集的稀土可以工业回收，从而奠定风化富集形成稀土矿的基础，这种矿是一种外生稀土矿，被称作风化壳淋积型稀土矿.该矿具有分布广、矿点多规模小，原矿放射性低、文章编号：1674-9669（2012）04-0001-13收稿日期：2012-07-25基金项目：教育部长江学者和创新团队发展计划项目（IRT0974）；国家自然科学基金项目（50974098，51174102）；科技支撑计划项目（2012BAC11B07）作者简介：池汝安（1959-），男，博士生导师，主要从事稀土矿物加工和稀土湿法冶金方面研究，E-mail ：rac@.风化壳淋积型稀土矿的基础研究池汝安1,2，田君1,3，罗仙平1，徐志高2，何正艳2（1．江西理工大学资源与环境工程学院,江西赣州341000;2．武汉工程大学化工与制药学院,武汉430073;3．江西省科学院应用化学研究所,南昌330029）摘要：文章评述了40年来风化壳淋积型稀土矿的基础研究，包括矿床的成因及特征、稀土矿物的组成及性质，稀土与黏土矿物的关系、稀土在黏土矿物中的吸附及迁移理论，论述了风化壳淋积型稀土矿的稀土元素配分的特征及四大效应，并探讨了稀土浸出机理和风化壳淋积型稀土矿稀土浸取的三代工艺，提出了风化壳淋积型稀土矿基础研究和浸出工艺的发展方向及亟待解决的问题.关键词：风化壳淋积型稀土矿；矿床学；稀土配分；提取工艺中图分类号：O 614.3；TF845文献标志码：AThe basic research on the weatheredcrust elution-deposited rare earth oresCHI Ru-an 1,2,TIAN Jun 1,3,LUO Xian-ping 1,XU Zhi-gao 2,HE Zheng-yan 2(1.School of Resources and Environmental Engineering,Jiangxi University of Science and Technology,Ganzhou 341000,China;2.School of Chemical Engineering and Pharmacy,Wuhan Institute of Technology,Wuhan 430073,China;3.Institute of Applied Chemistry,Jiangxi Academy of Sciences,Nanchang 330029,China)Abstract:The basic research was reviewed about the weathered crust elution-deposited rare earth ore for over forty years ，including the causes and the characteristics of the deposit ，the compositions and properties of rare earth ore ，the relationship between rare earth ore and clay mineral as well as the theory of the adsorption and migration of rare earth in the clay mineral.Great attentions were also paid to the characteristics of the rare earth element partitioning and the four major effects in the weathered crust elution -deposited rare earth ore.The leaching mechanisms were investigated and the three generation leaching technologies of the weathered crust rare earth ore were also reviewed.The fundamental research ，the development of the leaching technology and the problems which should be resolved urgently in the weathered crust elution-deposited rare earth ore were pointed out.Key words:weathered crust elution-deposited rare earth ore ；deposit ；rare earth partitioning ；extraction process 有色金属科学与工程第3卷第4期2012年8月Vol.3，No.4Aug .2012Nonferrous Metals Science and EngineeringDOI:10.13264/ki.ysjskx.2012.04.010有色金属科学与工程2012年8月稀土配分齐全及富含中重稀土等特点[2]，其中，中重稀土占世界储量的80%以上，是我国特有的稀土矿产资源，也是世界上稀缺的矿种，广泛分布于我国南方的江西、福建、湖南、广东、广西、云南和浙江等7省.它的发现不仅丰富了稀土元素化学、地球化学、无机化学和湿法冶金学等理论，而且也为我国稀土工业发展创造了得天独厚的资源条件.风化壳淋积型稀土矿自发现以来，国家投入了大量的人力和物力对其进行了基础研究和生产工艺的开发，一代一代的稀土人为此做出了重大贡献，特别是赣州有色冶金研究所等贡献最大.在此，本文将对风化壳淋积型稀土矿近40年来所进行的基础研究工作进行评述，并提出今后的研究方向.1风化壳淋积型稀土矿的矿床学1.1风化壳淋积型稀土矿的成矿原因风化壳淋积型稀土矿的形成条件十分复杂，主要有3个，缺一不可.第1，原岩中必须含稀土矿物，这是稀土来源的充分条件；第2，稀土必须是赋存在可风化的稀土矿物和副矿物上，这能满足稀土矿物风化后形成稀土离子的内在条件；第3，原岩必须处于温暖湿润的气候地区，受生物、物理和化学作用，这是符合原岩风化的外在条件.此外，其矿床成矿地质条件还受岩石条件、构造条件和表生条件等多种因素的控制[3-5].1.1.1岩石条件稀土在不同岩石中的丰度极不均匀，花岗岩和火山岩是构成该类工业矿床的主要含矿地质体.形成风化壳的岩浆岩从加里东期时代到海西－印支期时代再到燕山早期及晚期时代的花岗岩和火山岩都有，因此岩石稀土元素矿化所属时代很长.原岩的稀土品位（风化壳）随成岩时间由早到晚，逐渐提高.岩石化学成分控矿特征表现为矿化酸度差异、与碱金属结合差异和钙控矿差异3种，如钇族稀土元素矿化较铈族稀土元素矿化需要更大的酸度；前者与钠质成分关系较为密切，而后者与钾质成分更为相关；在熔浆演化晚期形成的钇族稀土元素矿化所要求的钙质含量比铈族更低.稀土元素矿化类型与岩体产状及规模、岩石中造岩矿物含量及特征、岩石中稀土元素矿物种类及含量存在着一定的关系，如具有多成因和多期状侵入活动特点的复式及含富硅、富碱、贫二价离子、Fe3+、Ti4+的岩石对稀土元素矿化均有利.1.1.2构造条件含矿岩体及单个矿床或矿体的产出往往受到构造条件的控制.区内构造控岩控矿的基本形式表现为东西向构造带主导控岩控矿，新华夏系构造带主导控岩控矿和东西向构造带与新华夏系构造带复合控岩控矿3个方面.1.1.3表生条件该类矿床的形成经历了内生作用和外生作用两个阶段，二者缺一不可.表生作用与地理气候、地势和地貌等条件有密切的关系.已知该类矿床分布于北纬22°～29°、东经106°30′～l10°40′区域内，尤以北纬24°～26°之间矿床最为密集.这一地理区域属热带、亚热带气候，湿热潮湿雨多，植被发育，有机酸来源丰富，有利于化学风化为主的表生作用，常形成厚度较大的面型风化壳.致使风化壳中稀土含量比基岩高出数倍，富矿地段可高出数10倍以上.该类矿床大多产于海拔高度小于550m、高差250～60m的丘陵地带，以平缓低山和水系发育为特征.在局部地貌上表现为微细地形起伏，对成矿有利.一般来说，山脊比山垇、山顶比山腰、山腰比山脚、缓坡比陡坡，宽阔山头比狭窄山头更有利于成矿.1.2风化壳淋积型稀土矿的矿床学分类矿床可分为内生矿床和外生矿床.外生矿床又可继续分为砂矿床、沉积型矿床和风化壳淋积型矿床.根据矿床学定义，风化壳淋积型稀土矿床属于外生矿床.据风化壳淋积型稀土矿与原生稀土矿床的关系及稀土元素配分特点，风化壳淋积型稀土还可以细分为不同的矿床类型，具体如表1所示.1.3风化壳淋积型稀土矿的矿床特征表生作用促使原岩分解和元素选择性迁移和富集，形成了不同成分的风化壳.根据含矿花岗岩、火山岩及混合岩风化壳的发育特征，认为风化壳矿体结构模式自上而下可分为腐植层、残坡积层、全风化层和半风化层4层.风化壳淋积型稀土矿矿床属于岩浆型原生稀土矿床，经风化淋积后所形成的风化壳构造带.由于原始岩浆矿物成分和含量的差异，岩石结晶根据不同条件因地而异[6].风化壳淋积型稀土矿，主要的地质赋存类型分全复式和裸脚式两大类，其中全复式完全型和2风化壳种类矿床类型含矿母岩岩石类型含矿母岩主要稀土矿物矿中离子相比率/%深成岩风化壳富钇重稀土型细粒白云母花岗岩氟碳钙钇矿88.32富钇重稀土型中细粒黑云母花岗岩氟碳钙钇矿80.73中钇重稀土型中细粒黑云母花岗岩氟碳钙钇矿78.48富铕中钇轻稀土型中细粒黑云母花岗岩氟碳铈矿85.25中钇低铕轻稀土型中细粒黑云母花岗岩氟碳铈矿81.38无选择性配分型中细粒二云母花岗岩氟碳钙钇矿90.43富铈轻稀土型细粒黑云母花岗岩氟碳铈矿83.03浅成岩风化壳富镧富铕轻稀土型花岗斑岩氟碳铈矿91.94无选择性配分型煌斑岩氟碳铈矿86.08喷出岩风化壳高镧富铕轻稀土型流纹斑岩氟碳铈矿91.98高镧富铕轻稀土型凝灰岩氟碳铈矿96.81表1风化壳淋积型稀土矿床分类表图1风化壳中稀土品位垂向分布形式示意图0510********0.10.20.10.20.10.2深潜式浅伏式表露式深度/m池汝安，等：风化壳淋积型稀土矿的基础研究第3卷第4期全复式非完全型分别占35%和45%，裸脚式和特殊类型仅分别占15%和5%.风化壳淋积型稀土矿床品位普遍较低，通常稀土含量只有0.03%～0.15%，且绝大部分稀土富集在以黏土矿物为主的细粒级矿石中.1.4风化壳淋积型稀土矿的矿体特征原矿稀土品位随矿体深度的变化主要以深潜式、浅伏式和表露式3种形式存在，具有一定的规律，如图1所示.就大部分稀土矿而言，一般都是浅伏式，且离子相稀土主要赋存在全风化层，而半风化层和腐植层则次之，基岩主要有未风化的稀土矿物.2风化壳淋积型稀土矿的矿石学2.1矿石组成风化壳淋积型稀土矿矿石由原岩在地下水存在的开放体系中，经生物、化学和物理作用，花岗岩和火山岩的原岩解离风化形成高岭土、埃洛石和蒙脱石等黏土矿物.其中以黏土矿物为主，辅以石英砂和造岩矿物长石等组成.原矿中黏土矿物含量大小依次为埃洛石（25%～50%）、伊利石（5%～20%）、高岭石（5%～10%）及蒙脱石（<1%）.由于原岩经受的风化程度不同，造成风化壳中各水平位置上矿物组成有所差别，在剖面上呈现一定的层状结构，通常可分为较明显的腐植层、全风化层、半风化层和基岩4层.腐植层和全风化层上部主要是高岭石和三水铝石.全风化层和半风化层上部主要是埃洛石和高岭石及伊利石，半风化层下部主要是伊利石和蒙脱石.风化壳矿石种类主要是受原岩控制，各风化壳矿体的原岩不同，风化的主要产物、黏土矿物组成也有所差别.因原岩化学成分的影响，不同矿区的风化壳矿石的化学成分不完全相同，但有许多共同点.矿石中主要的化学成分是SiO 2，其次为Al 2O 3，离子相稀土低于稀土总量，表明原岩在风化后仍有一部分稀土以矿物相形式赋存.2.2矿石的物理性质形成风化壳淋积型稀土矿的原岩颜色主要为灰白色、灰黄色，原岩成分及风化程度对矿石颜色有较大影响.矿石密度为1.3~1.8t/m 3，呈疏松状态的无规则颗粒.风化壳矿石的水溶性pH 值是影响其中稀土元素化学行为的主要因素之一.在酸性条件下，风化壳矿石中稀土元素呈活化行为.研究表明，原矿均偏酸性，且全风化层酸度略低于腐植层.矿石粒度变化较大，取决于原岩的风化程度，但因黏土矿物颗粒细小，实际上是取决于矿体中34000图2原矿的红外光谱wavelength /cm -132001200400透过率/%YX 矿YA 矿NH 矿有色金属科学与工程2012年8月未风化的残留矿物，如长石、石英及其它副矿物的粒度.一般来说，风化较彻底的矿石，粒度较细，稀土含量较高.对大多数风化壳淋积型稀土矿来说，矿石约60%的矿粒都小于7.75mm ，且比表面积为1.71×104～2.04×104cm 2/kg.矿石中黏土矿物含量多或大颗粒矿石残留少，矿石的黏结性就大，透水性能就差，从矿石中淋洗出离子相稀土所需时间就长.而矿石中的含水率取决于黏土矿物的含量，由于矿石主要以黏土矿物组成，吸水性很强.2.3矿石的谱学特征和表面性质目前，关于风化壳淋积型稀土矿的矿石波谱测试主要有：X 射线粉末衍射、红外光谱、差热和热重分析、透射电镜和光电子能谱等[7].从风化壳淋积型稀土矿矿石的X 射线粉末衍射图可以分析出原矿主要含有埃洛石、伊利石、高岭石、石英、微斜长石和极少量的蒙脱石.从矿石的红外光谱图（见图2）可以看出，存在有OH 振动，Si-O 振动及Al-O 振吸收峰.在3698cm -1，3652cm -1，3621cm -1，3434cm -1和3131cm -1有5个吸收峰，其中3652cm -1是肩峰，3698cm -1是个锐峰，而且分裂较深.这些峰可认为是埃洛石、高岭石、伊利石和蒙脱石的内羟基振动引起的.在1103cm -1，1035cm -1，1007cm -1有3个吸收峰，这些谱带可由埃洛石、高岭石、伊利石和蒙脱石及微斜长石的Si-O 伸缩振动产生.在913cm -1，469cm -1，777cm -1和588cm -1有4个吸收峰，其中913cm -1是埃洛石、高岭石、伊利石的OH 摆动.谱带上不存在790cm -1吸收峰，表明原矿中珍珠陶土和地开石含量很少.777cm -1和694cm -1是层状硅酸盐中的Si-O-Si 和Si-O-Al振动.在536cm -1，469cm -1和433cm -1有3个吸收峰，其中536cm -1和469cm -1分裂很深，谱带很尖锐是埃洛石、高岭石和伊利石Si-O 弯曲振动和Al-O 伸缩振动.对NH 矿的原矿和尾矿进行XPS 光电子能谱的测定，谱图见图3的（a ）和（c ）.由于氧的背景很高，其它谱峰受到抑制，故还附有400eV 以下的扩展谱，见图3的（b ）和（d ）.无论尾矿还是原矿，在光电子能谱峰上都未见到稀土电子跃迁能量峰，表明查不到稀土.这是因为黏土矿物属于铝硅酸盐类，硅和铝含量都很高，被吸附的稀土和铝离子是高电荷，半径小的阳离子，电势高，易与周围的水形成配位键，使得光电子打到稀土原子上产生的电子跃迁峰很弱，被氧覆盖了.可以推断吸附在黏土矿物表面上的稀土离子是由水合阳离子或部分羟基配位的水合阳离子，因而显示不出稀土电子跃迁峰.2.4矿石中稀土和铝赋存状态稀土在矿物中的赋存形式可分为4种[8]：①水溶相.以水合稀土离子或羟基水合稀土离子随淋滤水而迁移，但又还未被吸附的这部分游离态稀土；②离子相.以水合阳离子或羟基水合阳离子被吸附在黏土矿物上的稀土；③胶态沉积相.以不溶性的氧化物或氢氧化物胶体沉积在矿物上或与某种氧化物化合形成新的化合物；④矿物相.以离子化合物形式参与矿物晶格，构成矿物晶体不可缺少的部分，或者以类质同晶置换形式分散于造物矿物中的这部分稀土.风化壳淋积型稀土矿中影响稀土产品纯度的主要杂质是铝，了解不同赋存形态的铝，将对探索抑制铝浸出的途径具有一定的意义.铝的赋存形态可分为以下7种[9]：①水溶态铝.以铝离子或水合铝离子形态存在，用水便可淋浸出来；②交换态铝.以水合铝离子Al （H 2O ）63+或羟基水合铝离子Al （OH ）n （3-n ）+靠静电引力吸附在黏土矿物固体表面，并且可被中性盐交换提取的铝离子；③吸附态无机羟基铝.以无机胶膜吸附于矿物表面和边缘的羟基铝的氢氧化铝，在稀土矿电解质浸取时不会被浸出；④氧化铁结合态铝.与氧化铁结合的游离铝，一般稀土矿铁含量越高，其含量也越高；⑤层间铝.一种非交换性聚合物羟基铝，位于2∶1型层状矿物的层间，不能被中性盐提取，可使稀土矿阳离子交换容量降低；⑥非晶态铝硅酸盐.以铝硅酸盐非晶态存在的这部分铝；⑦矿物态铝.以层状铝硅酸4图3光电子能谱图0.020040060080010000.000.781.562.343.123.90计数（s -1）×103Si 2P01SC 1S0A （KVV ）NH -原矿0.00.000.941.862.823.764.70计数（s -1）×104NH -原矿扩展谱02SAl 2PAl 2SSi 2SSi 2PC 1SK 2P50100150200250300350400结合能/eV（a ）结合能/eV（b ）0.02004006008001000结合能/eV（c ）0.000.320.640.961.281.60计数（s -1）×1030.050100150200250300350400结合能/eV（d ）0.000.400.801.201.602.00计数（s -1）×104NH -2原矿Si 2PC 1S01S0A （KVV ）NH -2原矿扩展谱02SAl 2PAl 2SSi 2P C 1SK 2P盐矿物存在，它不能为上述提取剂和选择性溶解所提取.从上面分析，根据现有的工艺条件，只要抑制了水溶态铝和交换态铝的浸出，就能有效降低浸出液的杂质含量，提高稀土矿产品的纯度.2.5矿石的物理化学性质风化壳淋积型稀土矿矿石的物理化学特性，可归纳为以下4点[10]：（1）矿石的多水性.风化壳淋积型稀土矿是以黏土矿物为主的疏松无规则固体，它带有多种类型的水，包括吸附水、层间水和结构水.（2）吸附稀土离子的稳定性.吸附在黏土矿物上的稀土离子遇水不溶解也不水解，具有一定的化学稳定性.（3）原矿的缓冲性.由于原矿结构上断裂键的特殊结构，使原矿遇到酸时就接受氢离子，遇到碱时释放出氢离子，在一定的pH 范围内具有缓冲能力，使得淋出的稀土母液pH 稳定在一定的范围内.（4）吸附离子的可交换性.当原矿中加入电解质溶液时，吸附在黏土矿物活性中心上的稀土离子和杂质离子，就会与电解质溶液中的阳离子发生交换反应而进入溶液，这就是风化壳淋积型稀土矿化学提取稀土的理论基础.3量子化学在风化壳淋积型稀土矿中的应用3.1风化壳淋积型稀土矿中黏土矿物对稀土的富集风化壳淋积型稀土矿中的黏土矿物（混合黏土矿）是花岗岩和火山岩经生物化学和物理风化而成.在此过程中，除生成黏土矿物外，一些易风化的矿物风化解离出阳离子，形成水合离子随水迁移.新生成的黏土矿物，具有吸附活性中心，在弱酸性介质中，可以吸附随水迁移的水合离子，即：池汝安，等：风化壳淋积型稀土矿的基础研究第3卷第4期5有色金属科学与工程2012年8月n(S-H)（S）+M n+(aq)S n-M（S）+n H n+(aq)其中：S代表黏土矿物吸附活性中心.由量子化学计算得出，吸附能力大的离子将优先被吸附，故吸附活性中心主要被Al3+和RE3+所占据，这样选择系数大的稀土离子会替换Al3+和其它离子，在黏土矿物上逐渐富集，而选择系数小的金属离子则随地下水迁移，使得稀土元素在黏土矿物上得到分馏富集.3.2稀土元素配分随黏土矿物深度的变化规律通常用铈和钇的配分分别代表轻稀土配分和重稀土配分.研究表明，轻稀土配分随矿体深度加深逐渐下降，而重稀土配分则随矿体深度加深而增大，即轻稀土随风化残余型黏土矿物矿体深度加深而变小，重稀土则反之.这可能是因为稀土离子与黏土矿物的作用能越大，该离子越易被吸附.尽管它们的作用能仅存在微小的变化，但在漫长的风化环境和弱酸性介质中，稀土之间将发生取代反应和迁移变异，导致吸附能力较差的重稀土下迁，相对富集在较深的风化残余型黏土矿物中，而轻稀土则在矿体上层的含量较大.3.3黏土矿物的吸附特点量子化学计算表明，黏土矿物含有取代结构吸附活性中心和断面余键吸附活性中心.在铝硅酸盐矿物中，硅是四配位形成硅氧四面体，铝是六配位形成铝氧八面体，其中硅和铝可被铝和镁类质同象取代，导致铝硅酸盐层状结构中正负电荷不平衡，出现过剩负电荷，便形成了取代结构吸附活性中心[11].而在黏土矿物晶体结构断裂面上，层状结构中硅氧和铝氧中的氧暴露在外面，带有剩余的成键能力，有表象多余的负电荷，具有吸附阳离子能力，形成了断面余键吸附活性中心.吸附稀土的黏土矿物主要是比表面积大的矿粒以及层状结构的硅酸盐矿物.由于蒙脱石、埃洛石和高岭石等3种黏土矿物的取代结构活性中心依次减少，它们对吸附阳离子的能力为：蒙脱石>埃洛石>高岭石，而它们对具体阳离子的吸附能力大小为：RE3+＞A13+＞Ca2+＞Mg2+＞K+＞NH4+＞Na+吸附能力越大，也就是吸附选择性越大.对于稀土离子，它们与黏土矿物的作用力为：Sc3＋＞La3＋＞Ce3＋＞Pr3＋＞Nd3＋＞Sm3＋＞Eu3＋＞Gd3＋＞Tb3＋＞Dy3＋＞Ho3＋＞Y3＋＞Er3＋＞Tm3＋＞Yb3＋＞Lu3＋取代结构吸附活性中心对阳离子的吸附能力大于断面余键吸附活性中心.稀土在黏土矿物上的吸附受液相的pH值的控制，pH值升高，黏土矿物对稀土的吸附能力增加.然而在相同黏土矿物和弱酸性介质的地下水中，稀土离子迁移过程中不断吸附和脱附所产生的分馏效应完全取决于稀土离子的性质.4风化壳淋积型稀土矿的稀土元素配分特征4.1各稀土配分之间的关系在风化壳淋积型稀土矿中，稀土元素配分通常是指除钷和钪以外的15个稀土元素各自氧化物的百分含量.其中，原岩的稀土配分是花岗岩和火山岩或混合岩中稀土矿物全部稀土元素中各自稀土配分的平均值.这些稀土矿物包括独立稀土矿物（如独居石、磷钇矿、硅铍钇矿、钇易解石等）和类质同象分散在副矿物（如褐帘石、榍石等）及造岩矿物（如黑云母、白云母和斜长石等）[12].而风化壳稀土配分则是包括原岩中未风化的独立稀土矿物和其它赋存于载体矿物（如黏土矿物）上吸附的稀土离子中各自稀土配分的平均值.实际上，由于稀土元素之间的地球化学性质的微小差别和风化壳剖面矿物的不同，使得原岩风化后产生的稀土离子在向下迁移中必然产生一定程度上的分异现象，即分馏效应，使风化壳中稀土配分和原岩稀土配分有所差异.而如果风化解离的稀土离子全部被吸附且不产生分馏，那么风化壳稀土配分就有可能继承原岩的稀土配分.离子相稀土（又称可交换稀土）配分是利用目前离子交换浸出工艺可回收的那部分稀土元素的相对含量，即仍赋存在稀土矿物、副矿物和其它造岩矿物中的稀土元素，它不包括易变价的稀土元素形成不可交换的稀土化合物，诸如方铈矿.因此，离子相稀土配分和风化壳稀土配分差别较大.大量风化壳淋积型稀土矿的稀土配分统计分析得出：除铈配分发生严重亏损及重稀土配分在矿体的下部稍高于上部外，但总体来说其它稀土元素配分从原岩到风化壳矿石仍具有一定的继承性.4.2离子相稀土配分的四大效应4.2.1铈亏效应铈是地壳中丰度最高的稀土元素.在大部分岩石中，其铈元素也是丰度最高的稀土元素.铈元素由于有特殊的电子结构（4f15d1s2），其三价离子电子结构（4f1）不稳定，容易再失去一个f电子，形成稳定态四价铈（4f0）.因此，在岩石的风化过程中，矿物的晶格中解离出来三价离子铈，容易发生氧6表215种稀土配分之间的Pearson 相关系数矩阵Er 0.6140.8560.5610.661Tm 1.0000.6510.6720.502Yb 1.0000.5690.645Lu 1.0000.493Y1.000池汝安，等：风化壳淋积型稀土矿的基础研究第3卷第4期化还原反应，形成四价铈[13]，其反应式如下：4Ce 3++O 2+4H 2O +8H +=4Ce(OH)4↓Ce(OH)4=CeO 2↓(方铈矿)+2H 2O由此，在矿物相中Ce 4+一般以CeO 2或氟碳铈矿物相存在，胶态相中以难溶的Ce （OH ）4存在，故在离子相中CeO 2含量偏低，导致稀土提取产品中铈严重偏低，形成了稀土配分的铈亏效应.这可能是因为原岩在风化体系中，来自原岩稀土矿物，诸如氟碳铈矿等风化解离的稀土，其中铈被氧化为四价铈Ce 4+，很容易与HCO 3-配合形成稳定的可溶性配合物，而其他的稀土元素则不易形成较稳定的可溶性配合物.当降雨时，大量地下渗水就会将这些存在于风化前缘处的较稳定的Ce-HCO 3-配合物带走，使得Ce 在风化前缘处（包括稀土富集层底部）与其他稀土再次产生分异和进一步亏损.因此，被地下水带走才是铈真正亏损的主要原因.4.2.2富铕效应从原岩到风化壳矿石，再从风化壳矿石到风化壳淋积型稀土矿的提取产品，它们的配分值呈现出铕的配分增加.在地质上将风化壳矿石和风化壳淋积型稀土矿的提取产品与陨石的稀土元素的配分值相比，铕的配分值明显增高，表明原岩在风化过程中铕能明显的富集，这就是富铕效应.在大多数沉积岩中，特别是太古宙以后的沉积岩中，也发现了富铕效应[14]，主要是由于其继承了沉积岩源区的Eu 异常，且还能在风化作用过程中促进Eu 异常，出现铕的富集.4.2.3分馏效应原矿风化解离出的稀土离子形成水合或羟基水合的稀土离子，然后随地下水负载下在矿体中的黏土矿物吸附和脱附，不断地进行交换，导致了稀土在不同深度的矿层其稀土的提取配分存在差别，最后形成了风化壳矿体稀土配分随矿体深度加深而重稀土富集加大，即出现了上层轻稀土含量高，下层重稀土含量高的现象.这表明在矿石的风化发育形成风化壳矿时，风化解离出的稀土离子在随地下水迁移富集的过程中发生了分馏[15].4.2.4钆断效应考察稀土配分的相关矩阵表2，相关系数的数值的正负都出现在钆元素，存在明显的钆断效应.这与稀土离子的电子构型，光谱相及稀土离子颜色的变化是惊人的相似，说明当稀土元素分为轻重两组时应以钆为界，钆之前的元素La －Eu 为轻稀土组元素，钆之后含钆Gd －Lu 、Y 为重稀土组元素，且钆之前的轻稀土元素之间呈正相关，钆之后重稀土组元素之间呈正相关，而轻稀土元素与重稀土组元素之间呈负相关，这种稀土在地壳中的赋存丰度与稀土电子构型有关的现象被称作钆断效应.5风化壳淋积型稀土矿的稀土浸出理论基础由于风化壳淋积型稀土矿中稀土离子是以水合或羟基水合离子的形式吸附在黏土矿物上，采7。

风化壳淋积型稀土矿的基础研究

ｔｒｔｓｏｈａｅｅｒｌｍｎａｔｉｎｎｎｈｏｒｍａｒｅｆｃｓｉｔｅｗａｈｒｄｃｕｔｈｈｒｃｅｉｉｆｔｅｒｒａｔｅｅｅｔｐｒｉｏｉｇａｄｔｅｆｕｊｆｔｎｈｅｔｅｅｒｓｓｃｈｔｏｅ
Ｔｈｅｂａｉｅｅｒｈｏｎｔｅｔｒｄｓｃｒｓａｃｈｅｗａｈｅｅｃｕｓｌｉｎ—ｄｅｒｔｅｕｔ０ｐ０ｓｔｄｒｒａｒｈｏｅｉｅａｅｅｔｒｓ
ＣＨＩＲｕｎ． —ａ，ＴＩ一ＡＮｕ，Ｊｎ．ＬＵｏａｐｎ。ｖＸｉｎ— ｉｇ，ＸＵｉａＺｈ —ｇｏ，ＨＥＺｈｎ－ａｅｇｙｎ
（．ＳｈｏｆＲｓｕｃｓａｄＥｖｒｎｎａｎｉｅｒｇＪａｇｉＵｉｅｓｙｏｃｅｃｎｅｈｏｏｙＧａｚｏ４００Ｃｉａ１ｃｏｌｏｅｏｒｅｎｎｉｍｅｔｌＥｇｎｅｉ，ｉｎｘｎｖｒｉｆＳｉｎｅａｄＴｃｎｌｇ，ｎｈｕ３１０，ｈｎ；ｏｎｔ
ｏｅｆｒｙｅｒ，ｉｃｕｉｇｈｃｕｅａｄｈｃａａｔｒｓｉｓｆｈｄｐｓｔｔｅｏｏｉｏｓｎｖｒｏｔｙａｓｎｌｄｎｔｅａｓｓｎｔｅｈｒｃｅｉｔｏｔｅｅｏｉ，ｈｃｍｐｓｔｎａｄｃｉ
３ｎｔｕｅｏｐｌｄＣｅｓｙｉｎｘＡａｅｆＳｉｎｅ，Ｎｎｈｎ３０９ｈｎ）．ＩｓｉｔｆＡｐｉｈｍｉｔ，Ｊａｇｉｃｄｍｙｏｃｅｃｓａｃａｇ３０２，Ｃｉａｔｅｒ

风化壳淋积型稀土矿矿石性质及稀土在各粒级上的分布_李慧

图 1 原矿的热重曲线 Fig． 1 TG curves of raw ore
由图 1 中可见，TG 曲线有 3 个失重状态：第一次为 40℃ ～ 150℃ ，质量损失约为 0． 90% ，失去的为全部吸附水和部分层间水，失去部分层间水的方程式对应于上述反应 1，在 150℃ 左右吸附水完全失去；第二次为 150℃ ～ 350℃ ，质量损失约为 0． 52% ，失去的为层间水和结构水，该过程失水方程式对应于上述反应 1 和反应 2，从导数曲线上得知，在
摘要：研究了风化壳淋积型稀土矿矿石性质及稀土在各粒级上的含量。采用热重分析、EDTA 容量法、紫外
分光光度法、原子吸收分光光度法、甲醛容量法等测试手段，对矿石的多水性、吸附稀土离子的稳定性、原矿的缓冲
性、吸附离子的可交换性这四大物理化学性质进行了验证，对稀土在各粒级上的含量进行了测定，为进一步合理利
表 1 浸取剂 pH 值对浸出液 pH 值的影响 Table 1 Effect of extractant pH on leachate pH
浸取剂 pH 值液固比（体积）浸出液 pH 值
23456789 1∶ 1
2． 89 4． 40 4． 48 4． 80 4． 82 4． 83 4． 93 8． 24
+
Mn + （ aq）
反应方程式中，M 表示杂质离子，如 Al3 + 、
2． 5% 的（ NH4 ） 2 SO4 作浸取剂进行淋洗实验，待料石露出时再按 0． 24∶ 1 的液固比加尾洗水；待上表层料石露出后，再加 4% 的 NaCl 溶液 200 mL；待淋出液不再流出后，用 500 mL 纯水浸泡矿渣，离心后取上层清液。取以上收集的 4 份浸矿后的溶液，分析其中的稀土、杂质离子及铵盐的含量，表 2 为浸矿后溶液中稀土及非稀土杂质组成。

文献综述

稀土浸出过程中的反应—运移的土柱实验研究文献综述1.1风化淋积型稀土矿简介1．1．1风化壳淋积型稀土矿资源概述我国是稀土资源大国，已探明的稀土储量为37×104 t，占世界稀土资源总量的67％。

矿物种类齐全，主要有南方风化壳淋积型稀土矿、包头白云鄂博混合稀土矿、四川氟碳铈矿和山东微山氟碳铈矿。

风化壳淋积型稀土矿是我国特有的稀土矿种，它具有分布广、储量丰富、放射性低、稀土配分齐全、易采选的特点，广泛分布在我国南方的江西、福建、湖南、广东、广西等省区。

它的稀土配分富含中重稀土元素，其中中稀土和重稀土储量占世界的80％以上，是我国中重稀土的主要来源，其代表有龙南重稀土矿床、寻乌轻稀土矿床、长汀中钇富铕稀土矿床。

自70年代初在我国南方首次发现以来，迅速形成了一种新的稀土资源开发行业。

它的开发和利用改变了我国稀土资源结构，使我国成为世界上轻、中、重稀土品种齐全、储量大的资源大国，且解决了主要稀土矿，诸如氟碳铈矿和独居石，几乎只产轻稀土而中重稀土缺乏的问题，有着举足轻重的影响。

为了合理有效地利用资源，研究其开采提取方法显得尤为重要。

1．1．2稀土元素在风化壳淋积型稀土矿中的赋存状态稀土元素在矿石中的赋存形式可分为四种：水溶相、水合或羟基水合离子相、胶态沉积相和矿物相。

水溶相稀土：稀土矿中水溶相是指由于风化等原因形成的水合稀土离子或羟基水合稀土离子随淋滤水而迁移，但又还未被吸附的游离态稀土。

这种水溶相稀土是稀土生物无机化学和稀土农用研究的对象之一，在矿石中，这种水溶相稀土含量非常低，对稀土元素地球化学迁移具有一定意义。

离子相稀土：稀土矿物中离子相稀土是指以水合阳离子或羟基水合阳离子被吸附在粘土矿物上的稀土。

其中风化壳淋积型稀土矿中85％左右的稀土元素主要以水合或羟基水合阳离子被吸附在粘土矿物上，如用盐类电解质溶液淋洗时，稀土离子就会被电解质阳离子交换下来，类似于离子交换过程。

胶态沉积相：胶态沉积相是指稀土矿物中的胶态相稀土以水不溶性的氧化物或氢氧化物胶体沉积在矿物上或与某种氧化物化合形成新的化合物。

风化壳淋积型稀土矿评述

风化壳淋积型稀土矿评述近年来，我国稀土选冶技术得到了很大程度的提高，但在如何将已探明的稀土资源充分利用上仍存在着一些问题。

稀土是稀有的战略性矿产资源，也是最具活力的新材料，在现代科学技术中起着不可替代的作用。

本文将从矿体地质特征、赋矿特点、勘查评价方法及未来选冶技术发展等几个方面对我国风化壳淋积型稀土矿进行简单评述。

稀土是继金、银、铜、铁之后的第五大贵重金属，也是世界公认的战略性资源。

随着世界工业经济的飞速发展，稀土的应用领域正不断拓宽。

我国作为世界上最大的稀土生产国，其开发与应用对于国民经济的发展和社会进步有着十分重要的意义。

稀土矿产资源开发利用对国家重要战略物资安全和经济发展至关重要。

我国的稀土资源主要分布在包括湖南、广东、福建、江西、内蒙古、宁夏、四川等省区的部分地区，其中以广东省分布最为集中，是世界上稀土储量最丰富的国家。

按国土资源部的划分，我国已探明稀土矿产地640处，稀土氧化物工业储量24。

3万吨，居世界首位。

其中，云南和广东的稀土保有储量分别达到10。

8万吨和6。

0万吨，占全国总储量的90%以上。

虽然我国的稀土储量非常丰富，但目前还没有形成大规模的生产能力，尚无法满足我国经济发展对稀土的需求，必须依靠进口才能缓解国内的供需矛盾。

由于矿体埋藏浅，在勘查中应注重对围岩蚀变、矿化蚀变等的综合研究；同时，在地质勘查阶段应积极引进先进的采样方法和选矿工艺，通过提高矿石的选冶回收率，实现稀土资源的就地转化，降低稀土资源的开采成本，增加经济效益。

（ 1）通过提取加工多元素稀土氧化物提高稀土选冶技术水平。

长期以来，我国稀土原料都是以多种稀土氧化物的形式加入到钢、铝合金、铸铁等生产中。

虽然这些稀土氧化物都具有较好的活性，但是在冶炼时它们只是以各自的形式存在，因而没有显著的协同效应。

要想真正发挥出各种元素的协同效应，最终目标是实现工业性的分离。

因此，应针对不同稀土氧化物提取加工技术水平，设计不同类型的冶炼工艺流程，并根据各种工艺参数，优化工艺操作条件，改善生产环境，使之尽快达到国际先进水平。

风化壳淋积型稀土矿评述

风化壳淋积型稀土矿评述研究区位于红花岗中元古界双桥山组底部，范围大致为小关—黔灵镇—白云村-五里牌一线，南北长5公里，东西宽1公里，面积约4平方公里。

该矿床的稀土组合为（ RE_1+Zn_0.03-0.01)~3，共10个矿样，其中矿石中除了占绝对优势的RE~3外，还含有少量Zn~1、 Pb~0.03、As~0.02、 Th~0.01、 Eu~0.03、 La~0.02、 Ce~0.03、 Tb~0.05、Mg~0.03、 Yb~0.01和Nb~0.01，总稀土氧化物RE_1+Zn_0.03~3占样品总量的86%。

最高稀土总量为265mg/t。

另外，部分矿样中还含有放射性元素Rb和Sc， Rb含量为83.5g/t， Sc含量为3.0g/t。

(1)矿体产状：矿区赋存于扬子地台贵阳红花岗中元古界南段双桥山组(1)风化壳的成因类型有泥质胶结淋积型、砾质胶结沉积型、硅质胶结沉积型、火山碎屑物质胶结沉积型等，其中泥质胶结淋积型占绝大多数。

研究区主要矿体是砂岩型、凝灰岩型和硅质胶结火山碎屑沉积型。

( 2)矿石特征：本矿为含轻稀土硅酸盐岩、碎屑岩夹碳酸盐岩，矿石为硅质矿物及少量钙质胶结物组成的似玻璃状微晶集合体，工业矿石呈现为细粒结构，风化壳淋积型矿石颗粒粗细较均匀，似海绵状构造。

我们认为该矿床为火山碎屑物质胶结沉积型稀土矿床，但通过室内成分测试，分析表明该矿床中的碳酸盐矿物不仅可以作为火山碎屑物质胶结沉积型稀土矿的指示元素，而且还具有接近母岩相关稀土元素含量的可能，在此基础上通过稀土光谱测试确定的RE_1+Zn_0.03~3可以与由母岩稀土组分直接或间接测得的RE_1+Zn_0.03~3进行比较，并得出了稀土成矿母岩来自地台浅变质地层的结论。

(2)矿石类型：矿体为似层状，产于凝灰岩、砂岩等地层中。

有些矿体出露地表，矿石结构主要为残余粘土矿物，次为板岩、粉砂岩，地层厚度大于1m，矿体呈水平层状产出。

矿体受两组垂直裂隙控制，成组连续产出，具有“ V”形展布特点。

浅析赣南钨矿区域地质特征及找矿标志

浅析赣南钨矿区域地质特征及找矿标志摘要：赣南地处华南褶皱系之万洋山—诸广山拗褶断带与武夷山隆褶断带。

古生代阶段属古亚洲构造域，中生代阶段属滨太平洋构造域。

崇余饶地区则位于万洋山—诸广山拗褶断带内次级北北东向复式向斜的东翼。

区域经历了多阶段的强烈构造运动，而几乎每一次重要的地壳构造运动，都有相应的岩浆岩形成，具有多旋回岩浆活动特征。

区域广泛分布的岩浆岩，是从加里东期至喜马拉雅期以来不同强度的多期次岩浆活动的产物。

在岩石类型上，各大岩类均有不同程度的分布，其中以花岗岩类占主导，中基性岩类次之。

燕山期花岗岩浆侵入活动最盛，且与钨、锡、稀有等金属成矿关系极为密切。

各旋回的岩浆运动有着不同的特点和成矿专属性。

中生代频繁而强烈的断块构造运动和多期次岩浆活动，有利于钨、锡等稀有元素不断析出和演化，矿化的高峰和岩浆演化的高峰相一致，区内燕山期构造旋回的演讲活动最为强烈，具有多其次侵入的特点，常形成一些复式花岗岩体，岩浆分异演化较为完善的燕山期花岗岩是主要成矿母岩，也是寻找钨矿床的重要前提。

Located in the south of jiangxi WanYang mount drape the extensive mountain bend so as to breakstubborn plait -- and wuyi mountain long plait broken broken belt. GuYaZhou Paleozoic stage of Mesozoic tectonic domain, the coast of stage. Chung region WanYang located more than give -- the wide mountain mountain in fault depression plait subprime north to the entry to the east wing. Areas of experience and strong tectonic movement and almost every important crust tectonic movement, have corresponding magmatite, polycyclic magma activity. Widespread magmatic rocks, the area from the east to the Himalayan period since the intensity of the magma activitytimes. In the rock types, each big rock types are different degree of distribution, which dominates, class of granite rock type. Yanshanian granite magma intrusion activities, and with the tungsten, tin, rare metal mineralization is very close relationship. Each cycle of magma movement has different characteristics and metallogenic specificity. The Mesozoic frequent and strong fault block tectonic movement and many times for the magma activity, tungsten, tin, etc rare elements constantly separation and evolution of the peak, mineralization and magma evolution is consistent, the peak of yanshan period to tectonic activity, with the most intense speech more into the next, often formed some compound magmatic differentiation, granite rock relatively perfect yanshanian granite rocks, is also theimportant prerequisite for tungsten bed. 关键词：赣南钨矿区域地质花岗岩找矿标志绪论：中国钨矿最初在江西发现，而赣南的西华山钨矿又是发现最早的矿区。

江西赣南风化淋滤型稀土矿床中的粘土矿物研究

１０００３７）
要：对江西赣南６个地区风化淋滤型稀土矿中全风化层的粘土矿物进行了研究，为进一步了解粘土矿物对该类
型稀土矿中稀土元素分异的影响奠定了基础。Ｘ射线衍射自然定向片、甲酰胺片、饱和乙二醇片和加热片、红外光谱
Ｔｈｅｓｔｕｄｙｏｆｃｌａｙｍｉｎｅｒａｌｓｆｒｏｍｗｅａｔｈｅｒｅｄｃｒｕｓｔｒａｒｅｅａｒｔｈｏｒｅｓｉｎｓｏｕｔｈｅｒｎ
ＪｉａｎｇｘｉＰｒｏｖｉｎｃｅ
ＦＡＮＣｈｅｎ — ｚｉ，ＺＨＡＮＧｙｕ２ＣＨＥＮＺｈｅｎｇ — ｈｕｉ３ＺＨＵＹｕｎａｎｄＦＡＮＸｉｎｇ — ｔａｏ
，
，
（１．ＮａｔｉｏｎａｌＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｆｏｒＧｅｏａｎｌａｙｓｉｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００３７，Ｃｈｉｎａ；２．ＦａｃｕｌｔｙｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｃｈｉｎａ
（ＸＲＤ），ｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ（ＩＲ）ａｎｄｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（ＳＥＭ）ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｐｌａｔｙｋａｏｌｉｎｉｔｅ

风化壳淋积型稀土矿评述

风化壳淋积型稀土矿评述风化壳淋积型稀土矿位于内蒙古自治区白云鄂博矿区，是世界上最大的稀土共生矿床。

矿体埋藏于北东向破碎带中，长600～800米，厚5～20米。

经过多年勘探及稀土综合利用研究，证实风化壳淋积型稀土矿具有工业开采价值。

本文就其找矿、评价及其利用进行论述。

矿区南部为低山丘陵区，北部为黄土沟壑区，西部为广阔平坦的草原区。

矿区内最高海拔为1038米，最低点为500米，绝对高差约为535米，地势北高南低。

矿区北部为浅山丘陵区，南部为平原区，地形条件良好，便于选矿厂及铁路建设。

矿区内主要有一个隆起区和三个沉降区，相互间隔20km左右。

此外，还有多条次一级构造裂隙带通过矿区，矿体主要产于该构造裂隙带及其附近。

(1)氧离子交换量高、组成简单，这是该矿最大的优点。

通过大量化学分析表明：风化壳淋积型稀土矿的氧离子交换量比原生矿高出6倍，与火山岩相当；稀土氧化物主要以碱土金属盐类的形式存在；稀土氧化物有用组分的含量很高，大多数组分的品位均可达到或超过工业品位。

这些数据显示出它是一种较好的基本离子型稀土矿，在我国稀土工业上具有重要意义。

(2)有益元素的综合回收利用程度较高。

稀土矿化学分析结果显示：稀土氧化物中除磷外，其余14种有益元素的富集系数均在100倍以上。

矿石中稀土氧化物的相对含量比原生矿提高了许多倍，为开展深加工提供了保障。

(3)难选矿物品位高。

风化壳淋积型稀土矿的有害杂质较少，难选矿物仅为0.11%，且有两种致密块状矿物与有益组分结合在一起，易于分选，有利于稀土的富集和分离。

因此，它是一种较理想的尾矿处理材料。

3)难选矿物品位高，还有以下优点。

难选矿物的品位越高，精矿中的稀土品位也会随之升高。

风化壳淋积型稀土矿的回收率达到90%以上，其原因就在于难选矿物的品位高，这些难选矿物又都属于独立的原生矿床，便于处理。

4)稀土的工业开采价值。

风化壳淋积型稀土矿已被评为国家二级储量，为世界上规模最大的共生矿床。

赣南地区变质岩离子吸附型稀土矿床地质特征及找矿方向

赣南地区变质岩离子吸附型稀土矿床地质特征及找矿方向作者：陈斌锋邹新勇彭琳琳周兴华阙兴华张青来源：《华东地质》2019年第02期摘要：通过对赣南地区变质岩离子吸附型稀土矿床进行岩石学、稀土元素地球化学和矿床地质特征研究，探讨变质岩离子吸附型稀土矿床的控矿因素、矿床成因及下一步找矿方向。

赣南地区变质岩的原岩时代主要为青白口纪—奥陶纪，变质岩的稀土元素丰度较高，属轻稀土富集型。

已发现的离子吸附型稀土矿床主要赋存于震旦纪—青白口纪变质岩中，以青白口纪库里组和南华纪寻乌岩组为主。

石城—宁都—瑞金浅变质岩区和会昌—安远—寻乌中深变质岩区可作为离子吸附型稀土矿勘查的首选地区。

关键词：赣南地区;变质岩;离子吸附型稀土矿;地质特征;找矿方向中图分类号：P618.7文献标识码：A文章编号：2096-1871（2019）02-143-09赣南地区指江西省赣州市所辖区域，是我国离子吸附型稀土矿的主要产区，其成矿母岩有花岗岩、火山岩、混合岩[1]和近些年新发现的浅变质岩[2]。

赣南地区变质岩分布广泛，稀土资源找矿潜力巨大。

受葛藤嘴稀土矿床的启发，江西省地质勘查基金管理中心和赣州市稀土资源远景调查评价项目组对赣南地区变质岩进行了系统的稀土资源远景调查，基本摸清了区内变质岩风化壳离子吸附型稀土矿床的分布特征，可为我国稀土战略提供强有力的资源保障，也为今后稀土矿勘查提供思路和方向。

目前，国内外对花岗岩、火山岩和混合岩稀土成矿母岩的研究程度较高，研究成果也较丰富[3-8]，而对变质岩离子吸附型稀土矿的研究较少[9-10]。

为此，本文重点探讨赣南地区与稀土成矿关系密切的变质岩分布特征和离子吸附型稀土矿的找矿方向，为该区今后开展变质岩离子吸附型稀土矿调查选区提供参考。

1 变质岩特征赣南地区变质岩分布较为广泛，出露面积约14 605 km2，占市域面积的37.06%[11]。

区域变质岩、热接触变质岩和断裂（动力）变质岩均有分布，其中区域变质岩大面积分布，热接触变质岩主要分布在岩浆岩侵入体外接触带，断裂（动力）变质岩呈线状发育在断裂带中，大多数分布在区域变质岩区[12]。

赣南浅变质岩岩石地球化学特征及稀土成矿潜力研究

赣南浅变质岩岩石地球化学特征及稀土成矿潜力研究王臻;赵芝;邹新勇;陈振宇;涂雪静【摘要】Epimetamorphic rocks and related weathered crusts are widely distributed in South Jiangxi province. Identifying the petrological and geochemical characteristics of epimetamorphic rocks has a significant effect on the metallogenetic potential analysis on ion-adsorption REEs deposits.At present,there is little research about the metamorphic rock ion-adsorbed rare earth deposits.Epimetamorphic rocks of Neoproterozoic to Cambrian age are widely distributed in this region.Petrological and geochemical methods are used to classify these epimetamorphic rocks.Results show that the epimetamorphic rocks in this region have a large age span,ranging from Qingbaikou to Devonian.Minor epimetamorphic rocks also occur in Jurassic strata.Neoproterozoic epimetamorphic rocks are most widespread and mainly include blastopsammite,metamorphic tuff,slate,phyllite,and schist.Blastopsammite and metamorphic tuff have the highest REEs content with average contents of 302 μg/g and 246 μg/g,respectively, and show the LREE enrichment patterns with LREEs/HREEs of 2.68-5.43.Monazite and xenotime are the two most common rare earth minerals found in the epimetamorphic rocks so far.The metamorphic tuffs in the area have a large outcrop thickness,high REE content and well-weathered crusts,which are good metallogenic parent rocks for ion-adsorbed rare earth deposits.Phyllite,schist and granulite have lower REE contents(>224μg/g,on average),but they are resistant to weathering and thus have a low potential in forming REE ore bodies.This study was a preliminary discussion of ion-adsorption rare earth deposits related to epimetamorphic parent rocks,which provides basic information and reference for further studies and prospecting.%赣南地区浅变质岩系分布广泛,且风化壳发育,查明浅变质岩的岩石学及地球化学特征对分析离子吸附型稀土矿床的成矿潜力具有重要作用,而目前关于变质岩离子吸附型稀土矿的研究资料较少.本文对区内广泛发育的新元古代—寒武纪浅变质岩进行采样,通过岩相学、岩石地球化学等方法对赣南浅变质岩进行分类研究.结果表明:赣南浅变质岩时代跨度大,从青白口系至泥盆系以及少量侏罗系均有出露,以新元古代面积最广,主要类型有变砂岩类、变质凝灰岩类、板岩类、千枚岩类及片岩类.其中,变砂岩类和变质凝灰岩类的稀土含量高(∑REEs平均值分别为302 μg/g和246 μg/g),LRE Es/HREEs=2.68 ~5.43,目前查明的稀土矿物主要为独居石和磷钇矿.区内变质凝灰岩类产出厚度较大,稀土含量较高,风化壳发育,是良好的离子吸附型稀土矿的成矿母岩类型.千枚岩类和片岩类的平均稀土含量(∑REEs>224 μg/g)次之,但由于岩石风化难度较大,形成稀土风化壳型矿体可能性偏低.本研究是对变质岩离子吸附型稀土矿成矿的初步探讨,旨在为今后进一步的研究和找矿工作提供基础资料和依据.【期刊名称】《岩矿测试》【年(卷),期】2018(037)001【总页数】12页(P96-107)【关键词】浅变质岩;稀土元素;风化壳;离子吸附型稀土矿;X射线荧光光谱法;电感耦合等离子体质谱法【作者】王臻;赵芝;邹新勇;陈振宇;涂雪静【作者单位】中国地质科学院矿产资源研究所,国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室,北京100037;中国地质科学院矿产资源研究所,国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室,北京100037;江西省地质矿产勘查开发局赣南地质调查大队,江西赣州341000;中国地质科学院矿产资源研究所,国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室,北京100037;中国地质大学(北京)地球科学与资源学院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】O614.33;O657.31;O657.63离子吸附型稀土(iREE)矿床以稀土元素主要呈离子态赋存于风化壳黏土中为特征，其稀土配分类型囊括了轻稀土、中重稀土和重稀土配分[1]，几乎是世界上重稀土的唯一来源[2]，是国际上备受关注的关键金属矿产[3]。

风化壳淋积型稀土矿评述

风化壳淋积型稀土矿评述第一章项目简介风化壳淋积型稀土矿的基本情况一、矿床地理位置和交通运输概况项目区位于湖南省永兴县东部，南距永兴县城25公里，距京广铁路永兴站15公里，交通十分便利。

二、主要开采条件和自然地理特征矿床区属于南岭纬向构造体系中的“南岭中隆”，该地块属于花岗岩、流纹斑岩与二长花岗岩不同时期侵入的接触变质岩系。

矿石多呈脉状赋存于花岗闪长斑岩或花岗岩与流纹斑岩的接触变质带中，部分形成变质岩中的小岩体。

以风化壳淋积型稀土矿为主。

矿石多呈脉状赋存于花岗闪长斑岩或花岗岩与流纹斑岩的接触变质带中，部分形成变质岩中的小岩体。

以风化壳淋积型稀土矿为主。

其中，花岗闪长斑岩或花岗岩与流纹斑岩的接触变质带具有较强的稀土元素活化蚀变能力，特别是上段，有的变质带平均活化氧化倍率可达100倍左右，这为本项目的开采创造了有利的开发环境。

本项目所需的稀土元素原矿主要来自于矿体西侧约400米的矿点1。

三、开发利用方式和方案、产品规模和建设规模、生产工艺和流程（一）、工业原料指标和质量标准、项目方案选择本项目拟建在永兴县城关镇李家坝村风化壳淋积型稀土矿内，生产规模为150吨/年（选厂及选矿车间），并配套回收制取稀土精矿40吨/年。

本次规划新建回收制取稀土精矿工段和稀土精矿生产车间，同时配套扩建稀土原矿堆场，改建设计规模为200吨/年稀土精矿生产线，新增稀土精矿库，配套10千伏供电设施，年销售收入1300万元，项目建设期为2年。

（二）、生产技术方案、生产工艺、技术参数选择本项目产品为稀土精矿，稀土精矿的生产工艺为：采用多段焙烧法，生产设备有电炉和流程工业炉窑。

主要设备有全钢电炉、窑炉、焙烧炉等。

《风化壳淋积型稀土矿竞争吸附与脱附机制》

《风化壳淋积型稀土矿竞争吸附与脱附机制》一、引言风化壳淋积型稀土矿是我国重要的稀土资源之一，其开采和利用对于稀土产业的发展具有重要意义。

在稀土矿的开采和提取过程中，竞争吸附与脱附机制是影响稀土元素分离和提取效率的关键因素。

本文旨在探讨风化壳淋积型稀土矿中竞争吸附与脱附的机制，以期为稀土矿的提取工艺优化和资源利用提供理论依据。

二、风化壳淋积型稀土矿特点风化壳淋积型稀土矿是在特定的地质条件下形成的，其特点是稀土元素分布不均，且常常与其他元素伴生。

这些元素之间存在着竞争吸附的关系，导致稀土元素的提取难度加大。

因此，了解稀土矿的成矿特点和元素分布规律，对于研究竞争吸附与脱附机制具有重要意义。

三、竞争吸附机制1. 吸附过程概述：在稀土矿的提取过程中，稀土元素与其他元素在溶液中的吸附过程是竞争性的。

这种竞争主要发生在固液界面上，即溶液中的稀土元素与固相表面的吸附位点之间的相互作用。

2. 影响因素：竞争吸附的强度受到多种因素的影响，包括溶液的pH值、离子浓度、温度以及固相表面的性质等。

这些因素会影响吸附位点的数量和活性，从而影响稀土元素的吸附效果。

3. 机制分析：竞争吸附的机制主要包括静电吸引、离子交换、配位体交换等。

在一定的环境条件下，这些机制会相互作用，影响稀土元素的吸附过程。

四、脱附机制1. 脱附过程概述：脱附是稀土元素从固相表面脱离并进入溶液的过程。

脱附过程受到多种因素的影响，包括溶液的化学性质、温度、压力等。

2. 影响因素：脱附的难易程度受到固相表面性质、溶液中其他离子的存在以及温度等因素的影响。

这些因素会影响脱附过程中所需的能量和动力学条件。

3. 机制分析：脱附机制主要包括物理脱附和化学脱附。

物理脱附主要是通过改变溶液的物理条件（如温度、压力）来实现的；而化学脱附则是通过改变溶液的化学性质（如pH值、离子浓度）来破坏固液界面上的吸附作用，使稀土元素从固相表面脱离。

五、实验研究及结果分析通过实验研究，我们可以更深入地了解风化壳淋积型稀土矿中竞争吸附与脱附的机制。

赣州南部地区离子吸附型稀土矿成矿花岗岩特征分析

赣州南部地区离子吸附型稀土矿成矿花岗岩特征分析潘鑫，王文斌，张桂良（江西省地质局二六四大队，江西　赣州　３４１０００）摘要：赣州南部地区是我国离子吸附型稀土矿的重要产地之一，以储量丰富、品位高、配分齐全而闻名于世。

根据已控制的大量稀土矿床及稀土资源，本文通过花岗岩时代、产状、岩石学特征、矿物成份、结构构造及成矿物质来源几个方面分析了赣州南部地区离子吸附型稀土矿的成矿花岗岩特征。

关键词：离子吸附型稀土；成矿花岗岩中图分类号：Ｐ６１８．７文献标识码：Ａ文章编号：１００２－５０６５（２０２１）１９－０１６０－２Analysis of metallogenic granite characteristics of ion adsorption rare earth deposits in southern GanzhouPAN Xin, WANG Wen-bin, ZHANG Gui-liang（２６４　Ｂｒｉｇａｄｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｊｉａｎｇｘｉ　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｂｕｒｅａｕ，Ｇａｎｚｈｏｕ　３４１０００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｓｏｕｔｈｅｒｎ　Ｇａｎｚｈｏｕ　ｉｓ　ｏｎｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ　ａｒｅａｓ　ｏｆ　ｉｏｎ　ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｒａｒｅ　ｅａｒｔｈ　ｍｉｎｅｒａｌｓ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ．　Ｉｔ　ｉｓ　ｆａｍｏｕｓ　ｆｏｒ　ｉｔｓ　ｒｉｃｈ　ｒｅｓｅｒｖｅｓ，　ｈｉｇｈ　ｇｒａｄｅ　ａｎｄ　ｃｏｍｐｌｅｔｅ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ．　Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ａ　ｌａｒｇｅ　ｎｕｍｂｅｒ　ｏｆ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　ｒａｒｅ　ｅａｒｔｈ　ｄｅｐｏｓｉｔｓ　ａｎｄ　ｒａｒｅ　ｅａｒｔｈ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｔｈｅ　ｍｅｔａｌｌｏｇｅｎｉｃ　ｇｒａｎｉｔｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｉｏｎ　ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｒａｒｅ　ｅａｒｔｈ　ｄｅｐｏｓｉｔｓ　ｉｎ　ｓｏｕｔｈｅｒｎ　Ｇａｎｚｈｏｕ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ａｓｐｅｃｔｓ　ｏｆ　ｇｒａｎｉｔｅ　ａｇｅ，　ｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅ，　ｐｅｔｒｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，　ｍｉｎｅｒａｌ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，　ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｍｅｔａｌｌｏｇｅｎｉｃ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｓｏｕｒｃｅ．Keywords:　ｉｏｎ　ａｄｓｏｒｂｅｄ　ｒａｒｅ　ｅａｒｔｈ；　Ｍｅｔａｌｌｏｇｅｎｉｃ　ｇｒａｎｉｔｅ赣州南部地区是我国离子吸附型稀土矿的重要产地之一，以储量丰富、品位高、配分齐全而闻名于世。

赣县谢公坑稀土矿地质特征及矿床成因探讨

矿产安全M ineral safety赣南的稀土成矿母岩包括岩浆岩、火山岩及近年新发现的浅变质岩，赣南岩浆活动频繁，富含稀土的成矿岩体广布，成岩时代有加里东期、印支期、燕山期[1-4]。

其中以燕山期为成矿母岩的主要时代，而关于加里东期成矿母岩的研究较少。

本次研究的垇子下（阳埠）岩体为赣南最早发现含稀土的岩体之一，岩体形成时代为加里东晚期[5]。

岩体内稀土民采历史悠久，可追溯至上世纪80年代，目前，岩体内有稀土采矿权1宗，2012年中央基金在岩体内设立谢公坑稀土普查矿区，2014年相关部委在此设立了赣南（南）国家中稀土规划区，对区内稀土矿产资源进行了普查评价。

本文在上述野外工作的基础之上，对成矿机理和矿床成因进行总结分析，提出一些认识与看法，为今后寻找同类型稀土矿床提供借鉴。

1 区域地质概况垇子下岩体大地构造位置位于南岭纬向构造带东段，与武夷山NE-NNE构造带南段的复合部位。

区域出露地层有震旦系、寒武系、泥盆系、白垩系和第四系。

区内主要以NE 向构造带为主，与区域岩浆活动及内生成矿关系极为密切，主要为燕山期形成的区域性断裂、断陷盆地及其伴生配套与低序次派生断裂所组成，具有连续成带、等距出现、东强西弱的特点。

区内岩浆活动较频繁，岩体一般都富含稀土元素，加之赣南的温暖湿润亚热带气候，对形成风化壳离子吸附型稀土矿床十分有利。

2 成矿母岩地质特征垇子下岩体平面形态呈东西向长条状，岩株状产出，出露面积约25 km2。

岩体侵入震旦系老虎塘组和坝里组中，岩体的锆石U-Pb同位素测年数据显示，成岩年龄为461.1±1.3 Ma，时代归属于中奥陶世[5]。

2.1 岩石学特征垇子下岩体有三个岩性段，岩性包括中粒含斑黑云母花岗闪长岩、中粒少斑黑云母二长花岗岩和中细粒斑状黑云母二长花岗岩。

似斑状花岗结构，矿物粒径0.6~5mm，中粒-中细粒结构，斑晶含量3%~10%，斑晶成分：斜长石和钾长石，斑晶大小5~15mm，钾长石均具较明显的卡氏双晶、格子状双晶以及条纹构造。

风化壳淋积型稀土矿成矿分析

２．１区域地质构造条件
淀。另外，风化壳中有一部分稀土元素是以与Ｆｅ ”、 ” 等阳离子以桥键的形式将腐殖酸和粘土连接起来的形式赋存的这也可导致稀土元素和Ｆｅ、共同富集．３．２风化壳中水的ｐＨ值雨水及地下水的成分及ｐＨ值直接影响着稀土元素的迁移形式，从而影响其活动性和分异作用。如地下水运动过程中，稀土元素可能不同程度地与地下水中的某些组分（如ＯＨ一，ＨＣＯ，Ｆ一，Ｃ１等酸根）形成络合物，由于稀土元
风化壳淋积型稀土矿成矿分析
胡秋玲
（广东省核工业地质局二九二大队，广东河源５１７００１）
摘要：风化壳淋积型稀土矿的形成，主要有内生作用及外生作用两个条件决定的。内生作用是指原岩（母岩）所含稀土元素的丰度，稀土矿物、稀土副矿物和及含稀土副矿物的易风化程度；外生作用是指自然界对原岩的改造程度和作用方式，它在稀土元素成矿作用过程中占据着重集。成矿后期构造对矿体起到破坏作用，成矿后期构造使天水进一步的活动，使稀土元素进行了脱附与迁移，往往使矿体进行了进一步的迁移和剥蚀。
２０１３年第１期
第３９卷总第１７１期
ＳｉｃｈｕａｎＢｕｉｌｄｉｎｇ＾
，Ｏ－ｓＩ・Ｊ之材
・１９７・
２Ｏｌ３年２月
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－４０１１．２０１３．０１．０９２

赣南某早志留世岩体风化壳淋积型重稀土矿成矿地质特征及其找矿意义

赣南某早志留世岩体风化壳淋积型重稀土矿成矿地质特征及其找矿意义刘东杰;李光复;王彪;曹远福【摘要】赣南风化壳淋积型重稀土矿床多产于燕山早期晚阶段至燕山晚期花岗岩中.在早志留世(加里东期)岩浆岩中发现风化壳淋积型重稀土矿床,为风化壳淋积型重稀土矿的找矿提供了新的方向,拓宽了地质找矿领域.通过对该早志留世岩体开展地质踏勘、赣南钻工程施工、系列样品的采集化验分析等工作,进一步确定了该岩体风化壳淋积型重稀土的含矿性,初步圈定了风化壳淋积型重稀土矿体.%There are many heavy rare earth element (REE)deposits of the weathering and leaching illuviation crust type in the late stage of Early Yanshanian to the Late Yanshanian granite.The discovery of heavy REE deposits of weathering crust type in the magmatic rocks of Lower Silurian series (Caledonian period)provides a new prospecting direction for the heavy REE deposit,and also extends the research area of the REE geological prospecting as well.Through the works of geologic survey,drilling and engineering project,chemical analysis of the series samples in collection,the mineralization property of heavy REE is further determined in the granite,and the heavy REE ore body of weathering crust type is preliminarily found out and delineated.【期刊名称】《矿产与地质》【年(卷),期】2017(031)006【总页数】6页(P1042-1047)【关键词】风化壳淋积型重稀土;早志留世(加里东期)岩体;地质特征;找矿意义,赣南【作者】刘东杰;李光复;王彪;曹远福【作者单位】江西有色地质勘查二队,江西赣州 341000;江西有色地质勘查二队,江西赣州 341000;江西有色地质勘查二队,江西赣州 341000;江西有色地质勘查二队,江西赣州 341000【正文语种】中文【中图分类】P618.7赣南是风化壳淋积型稀土矿的重要产地，前人通过开展地质工作，认为风化壳淋积型重稀土矿床多产于燕山早期晚阶段至燕山晚期花岗岩中[1]。

风化壳淋积型稀土矿

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
风化壳淋积型稀土矿
我国风化壳淋积型稀土矿20 世纪60 年代末期首先在江西省龙南足洞发现离子吸附重稀土矿及寻乌河岭离子吸附轻稀土矿后，相继在福建、湖南、广东、广西等南岭地区均有发现，但以江西比较集中、量大。

离子吸附型稀土矿是一种国外未见报导过的我国独特的新型稀土矿床。

经20 多年的研究，查明
该类型矿分布地面广，储量大，放射性低，开采容易，提取稀土工艺简单、成本低，产品质量好等特点。

已探明工业储量100 万吨（REO），远景储量1000 多万吨。

目前年生产含REO60 %混合稀土精矿1 万吨（REO）。

一、矿石性质
风化淋积型稀土矿系含稀土花岗岩或火山岩经多年风化而形成，矿体覆盖
浅，矿石较松散，颗粒很细。

在矿石中的稀土元素80%～90%呈离子状态吸附在高岭土、埃洛石和水云母等粘土矿物上；吸附在粘土矿物上的稀土阳离子不溶于水或乙醇，但在强电解质（如Na Cl、（NH4）2 SO4、NH4Cl、NH4Ac 等）溶液中能发生离子交换并进入溶液和具有可逆反应。

二、稀土提取工艺及技术指标
（一）氯化钠法
20 世纪60 年代末期发现该矿床后，1970 年即研究出“氯化钠池浸法”工艺，它是20 世纪70 年代处理这种类型矿石的主要方法。

从采场运来的矿石，送进一个长方形的水泥池中浸泡，浸出液从池底的过滤层的排出口排出，浸渣人工清除，浸出液在饱和的草酸溶液中沉淀，过滤的滤饼即为草酸稀土，经灼烧、水洗、再灼烧得混合稀土氧化物。

（二）硫酸铵池浸法
氯化钠浸矿法存在浸矿时间长，氯化钠浓度大，消耗量大，钠离子共沉淀。

_赣南陂头一带风化壳淋积型稀土矿成矿地质特征

3 成矿控制因素
3． 1 地层因素变质基底中奥陶系浅变质岩中ＲE2 O3 含量显
著高于赣南地区平均值，而寒武系浅变质岩中略高于赣南地区平均值，震旦系则是低于赣南地区平均值。而沉积盖层中泥盆系-侏罗系中ＲE2 O3 含量均不富集，但白垩系和第四系明显富集（表 2）。
图 1 陂头一带地质略图 Fig． 1 Sketch geological map of Pitou region 1 － Cretaceous-Quaternary； 2 － Cretaceous； 3 － Jurassic； 4 － Carboniferous； 5 － Devonian-Jurassic； 6 － Devonian-Carboniferous； 7 － Devonian； 8 － Ordovician； 9 － Cambrian； 10 － Sinian； 11 － Sinian-Cambrian； 12 － Granite-porphyry of late Yanshanian； 13 － Granites of late Yanshanian； 14 － Biotite； K － feldspar granites of second time of second stage of early Yanshanian； 15 － Biotite K-feldspar granites of first time of second stage of early Yanshanian； 16 － Biotite K-feldspar granites of second time of first stage of early Yanshanian； 17 － Biotite-K-feldspar-granites，biotite-granites and diorites of first time of first stage of early Yanshanian； 18 － Syenite of third stage of early Yanshanian； 19 － Andesitic-porphyry of first stage of early Yanshanian； 20 － Adamellites of caledonian； 21 － Faults； 22 － Geological boundaries； 23 － Distribution region of rare earth mines

风化壳淋积型稀土矿的基础研究

风化壳淋积型稀土矿的基础研究风化壳淋积型稀土矿是一种具有重要意义的矿产资源，其在现代工业和科技领域中有着广泛的应用。

本文将从矿物学、化学、物理特征以及成因机制等方面，对风化壳淋积型稀土矿进行基础研究，并探讨其未来的应用前景。

风化壳淋积型稀土矿主要包含独居石、氟碳铈矿、硅铈矿等矿物。

其中，独居石是一种富含稀土元素的矿物，具有较高的稀土含量，但分布较为分散；氟碳铈矿则具有较高的稀土含量和较好的物理性能，因此具有较大的工业价值；硅铈矿则是一种较为稀有的稀土矿物，具有较高的稀土含量和优良的物理性能。

风化壳淋积型稀土矿的化学特征主要包括稀土元素、氧、氟、硅等元素的组成和含量。

其中，稀土元素的含量最高，是风化壳淋积型稀土矿的主要成分，具有重要的工业价值；氧、氟、硅等元素的含量则因不同地区和不同成因的稀土矿而异。

风化壳淋积型稀土矿的物理特征主要包括密度、磁性、导电性等。

其中，密度是衡量稀土矿质量的一个重要指标，风化壳淋积型稀土矿的密度一般在0-5 g/cm3之间；磁性则决定了稀土矿是否能够通过磁选法进行富集；导电性则与稀土矿在加工和使用过程中的安全性和稳定性有关。

风化壳淋积型稀土矿的形成主要与风化作用、淋积过程和化学反应有关。

在风化作用阶段，岩石和矿物经过长时间的自然作用，逐渐发生分解和侵蚀；淋积过程中，稀土元素从风化壳中淋滤出来，富集在特定的地质环境中；化学反应则促进了稀土元素的迁移和富集。

这些过程相互作用，形成了今天所见的风化壳淋积型稀土矿。

风化壳淋积型稀土矿作为一种宝贵的资源，具有重要的应用前景。

在资源开发领域，风化壳淋积型稀土矿的开采和利用可以满足我国工业和科技领域对稀土元素的需求，提升我国的资源保障能力。

在环境保护领域，风化壳淋积型稀土矿的开采和利用有助于减少对环境的破坏和污染，实现矿产资源的可持续开发。

在新能源领域，风化壳淋积型稀土矿中的稀土元素具有优良的物理性能和化学性能，对于发展新能源产业具有重要的支撑作用，如太阳能电池、风力发电等。

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3 成矿控制因素
3． 1 地层因素变质基底中奥陶系浅变质岩中ＲE2 O3 含量显
著高于赣南地区平均值，而寒武系浅变质岩中略高于赣南地区平均值，震旦系则是低于赣南地区平均值。而沉积盖层中泥盆系-侏罗系中ＲE2 O3 含量均不富集，但白垩系和第四系明显富集（表 2）。
102
中国稀土学报
32 卷
布，内部长石也呈现一致的定向排列；可见大量燕山期岩体侵入；该岩体属于壳源 S 型花岗岩，起源于早元古代壳-幔分异产生的地壳［4］。燕山早期岩体为陂头岩体和塔背岩体，岩体中可见大量基性捕掳体和黑云母钾长花岗岩捕掳体，基性捕掳体多呈球形和不规则椭圆状，风化后见明显的“蛋壳”剥层，有学者［5 ～ 7］认为是花岗岩原地重熔围岩的残余熔渣。陂头岩体是壳-幔混合物，塔背岩体的幔源正长岩浆可能卷入了陂头岩体，二者形成于板内裂谷环境［8］。区内侵入体侵入震旦系、寒武系、泥盆系和二叠系中，北部多被白垩纪地层覆盖，河谷及低凹地段均为第四系坡积物。
矿体陂头一带风化壳在剖面上由上至下呈现出表层土、全风化层、半风化层、微风化层和基岩的分带结构。
表土层一般由腐殖层和粉砂质或者亚粘土层组成。腐殖层呈黑褐色-深黄褐色，厚 0 ～ 0． 3 m，主要由植物根系和腐败的有机质组成，夹一些粉砂质粘土（ 50% ～ 60% ）、石英和长石，疏松多孔。粉砂质粘土层或者亚粘土层呈土黄色、砖红色、红褐色，层厚 0． 5 ～ 1 m，以粉砂质粘土（ 40% ～ 45% ）和石英为主。
1 地质背景与矿产
陂头一带处于古生代诸广山-武夷山隆起与粤
北拗陷过渡带，区内构造变形强烈，岩浆活动频繁。变质基底构造层主要由震旦系、寒武系及奥陶系海相复理石浅变质岩系组成；沉积盖层主要为泥盆系碎屑岩夹碳酸盐、石炭系碎屑岩-碳酸盐岩、二叠系浅海-滨海相碳酸盐岩和含煤碎屑岩系、下侏罗统火山碎屑岩-熔岩建造、白垩系及古近系陆相碎屑岩建造。
图 1 陂头一带地质略图 Fig． 1 Sketch geological map of Pitou region 1 － Cretaceous-Quaternary； 2 － Cretaceous； 3 － Jurassic； 4 － Carboniferous； 5 － Devonian-Jurassic； 6 － Devonian-Carboniferous； 7 － Devonian； 8 － Ordovician； 9 － Cambrian； 10 － Sinian； 11 － Sinian-Cambrian； 12 － Granite-porphyry of late Yanshanian； 13 － Granites of late Yanshanian； 14 － Biotite； K － feldspar granites of second time of second stage of early Yanshanian； 15 － Biotite K-feldspar granites of first time of second stage of early Yanshanian； 16 － Biotite K-feldspar granites of second time of first stage of early Yanshanian； 17 － Biotite-K-feldspar-granites，biotite-granites and diorites of first time of first stage of early Yanshanian； 18 － Syenite of third stage of early Yanshanian； 19 － Andesitic-porphyry of first stage of early Yanshanian； 20 － Adamellites of caledonian； 21 － Faults； 22 － Geological boundaries； 23 － Distribution region of rare earth mines
半风化层（厚 2 ～ 5 m，少数厚 10 ～ 15 m）黑云母和长石大量增加，长石斑晶保留完好，部分长石粘土化，颜色变浅，呈浅黄褐色略带红色，原岩结构基本保留，上部可形成稀土矿体，但矿石品位整体较差。
微风化层岩石颜色、矿物含量和结构构造同原岩基本一致，稀土矿物均以副矿物形式存在。
1期
范飞鹏等赣南陂头一带风化壳淋积型稀土矿成矿地质特征
பைடு நூலகம்
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向断裂控制，岩体内部构造较为复杂，一般可划分为构造-岩浆活动形成断裂和岩浆期后断裂，前者是成岩和岩浆热液流体运移的主要通道，两侧长石和黑云母等蚀变较为明显；后者多为脆性断裂，主要为 NW 向和 NE 向，二者构成“X”型共轭剪切断裂，区内水系多受其控制呈现出小羽状水系，水系近似呈方格网状，一些大型矿床（点）均分布在格状断裂交叉部位。
构造主要为褶皱构造和断裂构造，褶皱主要为加里东期基底褶皱和印支期盖层褶皱。基底褶皱是一系列不完整的紧闭背斜和向斜，轴向北西近南北向，轴面近乎直立。盖层褶皱形态较复杂，受后期岩浆活动影响，致使褶皱轴向多变，呈波状和穹窿状。断裂构造线方向以北西、北东、北东东、东西向为主。印支-燕山期岩浆活动强烈，主要为陂头复式岩体、塔背岩体和龙源坝复式岩体，另外见少量加里东期二长花岗岩。印支期岩浆岩主要为龙源坝岩体，在晚期岩体中可见早期钾长花岗岩捕掳体，捕掳体多沿流面流线构造线定向分
下部全风化层分布大量基性捕掳体，局部可见长石斑晶，花岗结构基本可见。该层稀土含量高，为稀土矿主要赋存部位，ΣＲEE 总量为（ 658． 09 ～ 1055． 17 ） × 10 － 6 ，ΣＲEE + Y 总量为（ 730． 49 ～ 1111． 47） × 10 － 6 。
关键词：风化壳淋积型；稀土矿；古气候；南岭；燕山期中图分类号： P617 文献标识码： A 文章编号： 1000 － 4343（ 2014） 01 － 0101 － 07
南岭地区风化壳淋积型稀土矿是我国乃至世界最重要的中重稀土资源基地。花岗岩风化壳型和碱性花岗岩风化壳型重稀土资源储量最大［1］。南岭地区风化壳型稀土矿床成矿母岩为印支期准铝质花岗岩、燕山期 A 型花岗岩和燕山中-晚期黑云母二长花岗岩等，风化成矿年龄在第三纪～第四纪［2］。稀土富集成矿受岩石条件、构造条件和表生条件等多种因素的联合控制［3］。
ΣＲEE + Y The weathered layer 348． 01 Weathered zone with fracture 730． 49 Weathered zone with xenoliths 846． 38 894． 77 882． 32 1060． 21 1111． 47
通过野外调查发现在陂头一带分布的稀土矿点和民采遗留下的采坑中成矿地质特征很特殊，前人在个别资料中进行过描述，但未进行深入分析探究。本文基于此，在进行野外调查研究基础上，对区内风化壳型稀土矿成矿地质特征和成矿控制的外在因素深入分析，提出一些认识和看法，以资补充。
全风化层（厚 5 ～ 15 m，最厚达 60 m）呈红褐色、砖红色和紫红色，松散状，手扒易粉碎，主要由石英和大多数长石风化成粘土矿物，并见少量云母。上部（ 5 ～ 6． 5 m）可见大量裂隙和粗大的植物根系，裂隙面多呈灰黑色，ΣＲEE 总量为 321． 71 × 10 － 6 ，ΣＲEE + Y 总量为 348． 01 × 10 － 6 （表 1 ）。
第 32 卷第 1 期 Vol. 32 No. 1
中国稀土学报
JOUＲNAL OF THE CHINESE SOCIETY OF ＲAＲE EAＲTHS
2014 年 2 月 Feb. 2014
赣南陂头一带风化壳淋积型稀土矿成矿地质特征
范飞鹏* ，肖惠良，陈乐柱，鲍晓明，蔡逸涛，张洁，朱意萍
（南京地质矿产研究所，江苏南京 210016）
表 1 陂头一带枫树洞稀土矿点稀土含量（ × 10 －6 ） Table 1 ＲEE content of Fengshuwan rare earth mine in
Pitou region （ × 10 － 6 ）
Samples ΣＲEE PTK-4-H1 321． 71 PTK-4-H2 658． 09 PTK-4-H3 734． 38 PTK-4-H5 809． 07 PTK-4-H6 828． 92 PTK-4-H7 1007． 31 PTK-4-H8 1055． 17
摘要：对陂头一带风化壳淋积型稀土矿点进行野外调查和室内综合研究表明：变质基底层、岩浆多期活动和岩浆期后脆性断裂构造活动是风化壳淋积型稀土矿的形成主因。变质基底构造层中泥质板岩、炭质板岩和变凝灰质砂岩中ＲE2 O3 含量高，在岩浆侵位过程中带入了大量的稀土元素，在含矿母岩顶部可见大量的未熔完全的基性捕掳体。受后期热液交代蚀变，导致含矿母岩中长石矿物粘土化强烈，对水具有胀缩性，易碎岩成矿。岩浆期后“X”型脆性共轭剪切断裂为雨水渗漏贯通提供了良好的通道。含矿母岩在各个地质历史阶段受古气候多次变化的影响加速了含矿母岩的风化程度。表土层的保湿渗水呈酸特性促进了稀土矿的形成。区内变质基底炭泥质板岩和变凝灰质砂岩、岩浆期后脆性断裂、含基性捕掳体的红褐色黑云母二长花岗岩是风化壳淋积型稀土矿的地质宏观找矿标志。