赣南离子吸附型稀土矿床成矿特征概述_张恋

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2. 2 成矿母岩时代分布 赣南地区自加里东期到燕山期各时代岩体的
出露面积达 21163 km2 ,在加里东至燕山期各时代 岩体均有 稀 土 矿 化 现 象。加 里 东 期 花 岗 岩 成 矿 概 率最高,为 26. 5% ,但目前识别的加里东期岩体数 为 34 个,出露面积 1935 km2 ,仅占全区岩体数量 和出露面积的 12. 9% 和 7. 4% 。而燕山期花岗岩体 的成矿概率虽然只有 16. 7% ,但燕山期花岗岩体 占全区岩体数量和面积的 68. 2% 和 56. 5%[1],故 赣南大部分离子吸附型稀土矿床分布于燕山期花 岗岩风化壳中。据有关资料统计: 赣南离子吸附型 稀土矿床( 点) 184 处,其中产于燕山期( 主要是燕 山早期) 岩体内的有 139 处,占矿床 ( 点) 总数的 75. 5% ,产于加里东期岩体内的有 30 处,占矿床 ( 点) 总数的 16. 3% ,产于海西期岩体内的 12 处, 占矿床( 点) 总数 6. 5% ,产于印支期岩体的 3 处,
占矿床( 点) 总数 1. 7% 。 [12]
2. 3 成矿母岩的物质组成 岩石化学方面,离子吸附型稀土矿床成矿母岩
以高硅( 70%~ 75% ) 、富碱 K2 O + Na2 O( > 8% ) ,尤 其富 K2 O,相对贫 Al2 O3 ,TiO2 ,CaO 为特征[8]( 表 1) 。据研究,稀土元素能否以独立矿物形式大量出 现,跟岩浆中 Ti,Ca 的含量和 K + Na / Al 比值有 关,Ti,Ca 的含量低,K + Na / Al 比值高,尤其是 K 的值较高有利于稀土矿物形成[9]。
矿物 组 成 方 面,成 矿 花 岗 岩 中 斜 长 石、角 闪 石、黑云母 和 白 云 母 等 稀 土 载 体 造 岩 矿 物 含 量 较 低,石英、钾长石含量相对较高( 表 2) ,稀土元素 主要赋含在稀土独立矿物和含稀土副矿物中[8 ~ 12]。
3 赣南稀土矿床成矿和稀土配分
3. 1 稀土元素的分馏、迁移和富集 风化壳离子吸附型稀土矿的形成经历了内生
Na2 O 3. 23 3. 37 2. 74 4. 25 3. 97 3. 62 3. 65 3. 19 3. 47 3. 62
表 1 赣南部分稀土矿区成矿母岩岩石化学成分 Table 1 Chemical composition of parent rocks in some REE deposites in Southern Jiangxi
Deposit Heling
Zudong
Guanxi Xiawentan
Rock
name 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Rock chemical composition / ( % ,mass fraction)
SiO2 TiO2 70. 14 0. 50 70. 34 0. 44 75. 55 0. 25 76. 14 0. 03 74. 88 0. 05 72. 48 0. 13 74. 58 0. 15 74. 59 0. 27 73. 85 0. 15 75. 22 0. 06
作用和外 生 作 用 两 阶 段。在 内 生 作 用 阶 段 经 过 各 种分馏作用,形成稀土含量高低不同、配分多样的 成矿母岩[15]; 外生作用阶段,稀土元素在成矿母 岩风化过程发生迁移、分馏,并进一步富集,最终 形成具有工业价值的矿体。
赣南与 离 子 吸 附 型 稀 土 矿 床 有 关 的 花 岗 岩, 属 S 型花岗岩,是古老基底重熔的产物,稀土元素
1期
张 恋等 赣南离子吸附型稀土矿床成矿特征概述
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件有利于 岩 石 发 生 化 学 风 化 形 成 风 化 壳。成 矿 岩 体全风化层厚度 5 ~ 30 m,一般为 8 ~ 10 m,其全 部或中、上部即为矿体。绝对标高在 400 ~ 250 m, 相对高差 150 ~ 50 m 的丘陵地带,易形成较厚的风 化壳,赋存的矿体也较厚。风化壳和矿体的厚度还 受微地貌 影 响,山 脊 处 较 厚,向 边 坡、山 谷 逐 渐 变薄。
件,使得赣 南 地 区 拥 有 得 天 独 厚 的 离 子 吸 附 型 稀 土矿床成矿条件,找矿潜力巨大。然而,目前大多 数稀土矿 区 和 找 矿 远 景 区 地 质 工 作 程 度 低,矿 区 范围不清、资源储量不明。本文在全面广泛查阅赣 南稀土矿床地质资料的基础上,从矿床分布规律、 稀土配分和母岩特征等方面阐述赣南稀土矿床成 矿地质特征,为该类矿床勘查提供指导。
然而,南岭地区的花岗岩的稀土元素丰度并不高, 全区花岗岩平均含量为 229 × 10 - 6 ,富集系数仅为 0. 65,燕山期花岗岩最高,平均含量为 256 × 10 - 6 , 富集系数也仅为 0. 73[9]。与南岭花岗岩相比,赣 南离子吸附型稀土矿床花岗质成矿母岩的丰度相 对较高,一般为( 200 ~ 500) × 10 - 6 ,部分岩体能达 到( 500 ~ 800) × 10 - 6 ,但也常见低于南岭平均花 岗岩丰度的情况,龙南足洞白 云 母 钾 长 -碱 长 花 岗
离子吸 附 型 稀 土 资 源 在 赣 南 地 区 分 布 很 广, 18 个县( 市) 均有分布。矿床( 点) 多,成群成片分 布是赣南稀土矿床分布的又一特点 ( 图 1 ) 。矿床 ( 点) 的分布受成矿母岩的分布和地形地貌控制, 而后二者又受构造-岩浆活动的控制,因此赣南稀 土矿床的 分 布 归 根 结 底 受 构 造-岩 浆 活 动 的 控 制, 呈现出沿 北 东 向 和 东 西 向 带 状 分 布 的 规 律。北 东 方向上可 分 为 诸 广 山 东 坡 成 矿 带、于 山 成 矿 带 和 武夷山成矿带; 东西方向上可分为三南-寻乌成矿
第 33 卷 第 1 期 Vol. 33 No. 1
ห้องสมุดไป่ตู้
中国稀土学报
JOURNAL OF THE CHINESE SOCIETY OF RARE EARTHS
2015 年 2 月 Feb. 2015
赣南离子吸附型稀土矿床成矿特征概述
张 恋,吴开兴* ,陈陵康,朱 平,欧阳怀
( 江西理工大学江西省稀土资源高效利用重点实验室,江西 赣州 341000)
风化壳离子吸附型稀土矿床是我国南方特有 的稀土矿 床 类 型,这 类 矿 床 的 成 矿 母 岩 以 花 岗 岩 为主,从加 里 东 期 至 燕 山 期 的 花 岗 岩 体 风 化 壳 中 都有稀土矿的形成[1],其中,燕山期的花岗岩分布 最广,含矿风化壳所占比例最大。前人从成矿花岗 岩的地质时代、矿物组成、化学成分以及稀土元素 丰度等方 面 研 究 了 成 矿 花 岗 岩 的 特 征,探 讨 了 华 南离子吸附型稀土矿的成矿母岩条件[2 ~ 4],并从稀 土元素在 母 岩 及 其 风 化 壳 中 的 赋 存 状 态,稀 土 元 素在花岗 岩 风 化 壳 中 的 矿 化 富 集 特 征 出 发,探 讨 了离子吸附型稀土矿床成因机制等[5 ~ 8],积累了丰 富的成果资料。
1 赣南稀土矿床成矿背景与分布规律
赣南处于后加里东隆起区内,经历了加里东、 海西-印支和燕山等多期构造运动,呈现出在东西 向基底断裂构造基础上叠加北东向断裂构造的棋 盘格式构 造 形 迹。每 一 期 构 造 运 动 都 伴 随 有 侵 入 岩浆活动,其 中 以 燕 山 期 最 为 强 烈,岩 体 出 露 众 多,约占全区岩体总数的 70% ,岩性以酸性花岗岩 类为主,稀 土 矿 床 多 产 于 大 基 岩 边 部 的 舌 状 突 出 部位或复 式 岩 体 的 补 充 侵 入 岩 体 风 化 壳 中。构 造 岩浆活动为离子吸附型稀土矿床的形成创造了良 好的成矿母岩条件。
摘要: 赣南是我国离子型稀土资源的主产区之一,其成矿母岩分布广,成矿条件优越,稀土配分类型多样。本文从成矿背景和矿床分布规律, 成矿母岩和矿体赋存特征,以及矿石中稀土的赋存状态和配分类型等方面较为详细地总结了赣南稀土矿床成矿地质特征。
关键词: 赣南; 离子吸附型稀土矿床; 成矿母岩; 矿床特征 中图分类号: P617 文献标识码: A 文章编号: 1000 - 4343( 2015) 01 - 0010 - 08
MnO 0. 05 0. 25 0. 07 0. 03 0. 08 0. 11 0. 05 0. 06 0. 06 0. 11
MgO 0. 75 0. 57 0. 34 0. 07 0. 19 0. 17 0. 18 0. 12 0. 35 0. 19
CaO 0. 33 0. 55 0. 42 0. 62 0. 58 1. 51 0. 73 0. 45 0. 69 0. 44
第四纪以来赣南地区构造运动以差异升降为 主,地貌类型为侵蚀剥蚀地貌,温暖潮湿的气候条
收稿日期: 2014 - 09 - 25; 修订日期: 2014 - 11 - 09 基金项目: 省 级 大 学 生 创 新 创 业 训 练 计 划 项 目 ( 201310407036 ) ; 国 家 自 然 科 学 基 金 项 目 ( 41063001 ) ; 国 家 科 技 支 撑 计 划 项 目
from“the exploration planning ( 2008 ~ 2015) of REE deposits in Ganzhou,Jiangxi Province”)
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中国稀土学报
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岩丰度 261. 82 × 10 - 6[10],也只是略高于南岭燕山 期花岗岩的平均含量。因此,一般成矿母岩丰度越 高,越有利于形成离子吸附型稀土矿床,但成矿母 岩丰度 高 并 非 必 要 条 件,也 不 一 定 是 决 定 性 因 素[8]。据研究,离子吸附型稀土矿床成矿母岩中的 稀土主要赋存于稀土独立矿物和含稀土副矿物中, 主要( 含) 稀土矿物的抗风化能力对矿床的形成具 有重要控制作用[10,11]。
图 1 赣南离子型稀土矿床分布略图( 矿点数据资料来自“江西省赣州市稀土矿产资源勘查规划( 2008 ~ 2015) ”) Fig. 1 A sketch map illustrating the distribution of ion-absorption type REE deposits in southern Jiangxi Province ( deposit data are
( 2012BAC11B07) 资助 作者简介: 张 恋 ( 1989 - ) ,男,硕士研究生,研究方向: 地质灾害理论与控制方法 * 通讯联系人( E - mail: Wukaixing2004@ 163. com) DOI: 10. 11785 / S1000 - 4343. 20150102
赣南是 我 国 离 子 吸 附 型 稀 土 矿 床 的 发 源 地, 自 1969 年龙南足洞矿床首先被发现以来,在赣南 相继发现和查明了一批风化壳离子吸附型稀土矿 床。赣南离子吸附型稀土矿床不仅数量多,还具有 规模大,中、重、轻稀土配分齐全等优势,素有“稀 土王国”之称。赣南地区处于环太平洋边缘,古生 代以来经历了多期构造-岩浆活动,离子吸附型稀 土矿床成矿母岩出露面积大,分布广,加上十分有 利于风化壳形成和保存的地形地貌条件和气候条
带、崇义-会昌成矿带和兴国-宁都成矿带。大致可 划分为崇义-上 犹 矿 集 区、赣 县 矿 集 区、赣 县 信 丰 矿集区、三南矿集区、安远-寻乌矿集区,会昌-于 都矿集区等 6 个矿集区( 图 1) 。
2 稀土矿床的成矿母岩特征
2. 1 成矿母岩中稀土元素丰度 我国离子吸附型稀土矿床主要产于南岭地区,
Al2 O3 Fe2 O3 FeO 14. 79 2. 09 0. 50 14. 59 2. 03 0. 64 12. 13 1. 18 1. 01 12. 97 0. 09 1. 07 13. 44 0. 21 1. 42 13. 40 0. 51 1. 28 13. 34 0. 56 1. 25 12. 00 1. 57 1. 61 13. 83 0. 56 1. 29 13. 06 1. 03 0. 8
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