花岗岩风化壳中Ce地球化学特征及其找矿意义——以滇西岔河离子吸附型稀土矿床为例

近年来,临沧花岗岩体风化壳内离子吸附型稀土(IREE)矿床的找矿勘查取得重要进展,岔河IREE矿床是该区新发现的中大型矿床之一,为IREE矿床成矿预测提供了研究实例.文章对岔河IREE矿床11个探矿工程风化剖面样品和1370件土壤地球化学样品的稀土元素,以及Ce异常分布、迁移及富集等表生地球化学特征和规律进行研究,结合前人研究成果总结出该区找矿模型,实施工程验证并取得了找矿发现.研究表明,风化花岗岩稀土元素配分模式与母岩相似,风化过程中REE发生淋滤、富集作用(全风化层富集程度最高),LREE和HREE发生了分异作用(LREE分异程度相对较高).在风化过程中,Ce异常与稀土元素氧化物总量(ΣREO)呈负相关,且Ce异常存在明显的分异作用,如风化剖面中黏土层Ce正异常(1.69)与全风化层上部Ce负异常(0.75)数值具有明显差异,为Ce异常用于IREE矿床成矿预测成为可能(见矿率达90％).该研究不仅能定位、定量的圈定IREE矿床成矿预测区,而且完善了IREE矿床找矿模型,具有重要的推广和应用价值.     

富稀土副矿物的风化特征及其对稀土成矿过程的影响--以广东仁居离子吸附型稀土矿床为例北大核心CSCD

广东仁居石英闪长岩为燕山期钙碱性长英质岩浆岩,稀土总量为332~338μg/g。石英闪长岩中副矿物榍石的平均稀土总量约为10309μg/g,以其3.29%含量提供全岩52.7%的稀土,因此榍石在风化过程中的行为是离子吸附型稀土矿床中稀土富集成矿的关键。岩相学研究表明,仁居石英闪长岩风化过程中矿物风化顺序为:氟碳钙铈矿→(榍石→磷灰石)/(黑云母/角闪石→斜长石)→钾长石→磁铁矿→石英→锆石。由于榍石和磷灰石的抗风化能力与黑云母和斜长石相近,它们在半风化–全风化层发生溶解,所释放出的稀土元素易于被黏土矿物吸附,因此榍石和磷灰石分解是风化壳中离子吸附态稀土元素的主要来源。稀土元素主要富集于风化壳的全风化层上部5~15 m,稀土总量为504~813μg/g。由于原岩中稀土主要赋存于榍石之中,因此风化壳的稀土配分很大程度上继承了榍石的轻稀土富集特征。研究表明,热带–亚热带地区风化壳基岩中原生矿物的风化顺序和主要富稀土副矿物的抗风化能力是制约离子吸附型稀土矿床中稀土富集成矿的关键因素。     

云南离子吸附型稀土矿成矿规律

云南的离子吸附型稀土矿（iRee）主要分布于滇西南一带,临沧岩体是近年来找矿进展最大、关注度最高的地区。与南岭地区iRee矿床最大的区别是矿床海拔均在1000m以上,属于高原低山丘陵地貌环境下形成的风化壳型矿床;成矿岩体沿“三江”断裂旁侧展布;岩性以二长花岗岩和钾长花岗岩为主,多呈中粗粒结构;成岩锆石U- Pb年龄集中分布于208～240Ma和52～80Ma两个区间;按轻重稀土在基岩中的配分,可将基岩分为LREE型和HREE型;前者主要富集轻稀土,后者重稀土相对富集;局部富集HREE的LREE型基岩形成的风化壳,是目前云南发现重稀土异常的主要类型,有可能成为今后寻找HREE矿床的主要目标。含稀土矿物存在与否对REE成矿的贡献具有举足轻重的意义;除斜长石、黑云母和角闪石等造岩矿物中含少量REE外,含稀土副矿物是基岩REE的重要来源;基岩交代作用类型和强度不同决定了含稀土矿物的丰富程度和矿化强度;如早期交代作用主要产生铈硅磷灰石、铈萤石和氟碳铈矿等含LREE的矿物;随着交代作用的增强,HREE的活化作用增强,则产生如高钇钍石、钇萤石和氟碳钇矿等矿物;在风化作用下易破碎解离的含稀土矿物如榍石、褐帘石和氟碳酸盐矿物等是矿床中Ree3+的主要来源。含矿风化壳的物质组成可分为碎屑矿物、黏土矿物和副矿物三类,黏土矿物是风化壳中Ree3+的主要载体;完整的花岗岩风化壳从表土层→全风化层→半风化层→微风化层都有发育,全风化层是主要的含矿层;根据稀土在风化壳中的分布特征,可分为“弓背式”、“喇叭式”和“波浪式”;因表土层厚度的不同,又可分为“深潜式”和“表露式”。Ree 3+ 在风化壳中的迁移与富集除受控于基岩、地貌、环境等因素外;持续反复的风化作用也是影响Ree 3+ 富集成矿的重要因素。     

云南邦棍尖山花岗岩的岩石学、地球化学和年代学特征对离子吸附型稀土成矿的制约

云南陇川龙安稀土矿是云南境内唯一开采的离子吸附型稀土(iREE)矿床,其成矿母岩为邦棍尖山花岗岩。近年来该花岗岩风化壳中相继发现了一系列iREE矿化点甚至矿床,其中不乏重稀土(HREE)矿。本文选取邦棍尖山南段的花岗岩进行岩石学、矿物学、地球化学和年代学等研究工作,并探讨其对iREE(甚至离子吸附型重稀土(iHREE))成矿的制约。邦棍尖山岩体的主要岩性为黑云母二长花岗岩,本研究测得花岗岩锆石U-Pb年龄为50.33 Ma(50.33±0.30 Ma, MSWD=0.15),形成于喜山期(古近纪),是目前发现的成矿母岩最年轻的iREE矿床。花岗岩具有以下地球化学特征：高硅高碱、低铁低镁,A/CNK>1.1,高钾-强过铝质,S型。岩体轻稀土(LREE)相对富集,轻重稀土分异较强烈(LREE/HREE为2.54～8.98),Eu负异常(δEu=0.06～0.17);微量元素显示出高Rb、Th,低Ba、Nb、Sr、Zr、Hf、Ti的特征,岩浆岩高度分异。邦棍尖山花岗岩中的(含)稀土矿物主要是榍石(∑REE=14506.24×10^-6,LREE/HREE=1.14,...     

“寨背式”离子吸附型稀土矿床多类型稀土矿化及其成因

赣南寨背离子吸附型稀土矿床产于寨背复式花岗岩体的风化壳中,自20世纪80年代发现以来一直以轻稀土型开采,近年在轻稀土型花岗岩风化壳中发现了重稀土矿。为了探讨轻稀土型花岗岩风化过程中重稀土元素的迁移、分馏和富集机制,本文选择了区内三个具有代表性的风化壳钻孔(ZK1、ZK2和ZK4)对其进行了全相和离子交换相稀土元素地球化学研究。结果显示：钻孔ZK4中离子交换相稀土含量介于14.90×10^-6～835.8×10^-6之间,并富集轻稀土(LREE/HREE=2.28～10.78);钻孔ZK1中离子交换相稀土含量达1470×10^-6(9件样品均值),具有从轻稀土型向重稀土型过渡的配分特征(LREE/HREE=1.30～1.65),并且剖面自上而下显示轻、重稀土逐渐富集的趋势;钻孔ZK2中离子交换相稀土含量为492.4×10^-6(8件样品均值),自上而下稀土配分类型从轻稀土型过渡至重稀土型(LREE/HREE=0.43～2.25),且轻稀土富集在全风化层上部而重稀土则富集在下部。三个钻孔的Nb/Ta和Zr/Hf...     

广西崇左地区火山岩风化壳离子吸附型稀土矿床地质特征及成因

广西的中酸性火山岩风化壳离子吸附型稀土矿床主要分布在桂西南崇左至凭祥一带,是一种非常具有找矿前景的矿床类型。文章从成矿母岩地球化学特征、风化壳结构特征、矿床地质特征及稀土元素配分等方面,对广西崇左地区火山岩风化壳离子吸附型稀土矿床的成因进行探讨。本区广泛分布的早三叠世中酸性火山岩稀土元素丰度高,在亚热带季风气候条件以及地表水和地下水的综合作用下发生分解,使原岩中的稀土元素在风化壳中发生迁移,并在全风化层的中下部至半风化层的顶部富集成矿,矿石稀土元素配分类型呈轻稀土富集的右倾型分布且Eu呈明显负异常。     

云南省澜沧县离子吸附型稀土矿床地质特征分析与成矿过程探讨

云南省澜沧县地处临沧花岗岩的中南段，在其境内发现多地与花岗岩风化壳有关的离子吸附型稀土矿床。文章通过对该区晚三叠世黑云母二长花岗岩风化壳全风化层的剖面及钻孔样品分析，对赋存于花岗岩风化壳离子吸附型稀土矿床的成矿地质地球化学特征进行研究，探讨其关键成矿过程并总结地形地貌与风化壳和矿体露头的关系。研究表明，黑云母二长花岗岩风化壳分层特征明显，离子吸附型稀土矿体规模及形态严格受风化壳发育程度及微地貌控制；花岗岩风化壳全风化层稀土元素配分曲线呈右倾平滑的浅“W”型，轻稀土元素的分异程度强于重稀土元素；除Ce元素外，轻稀土元素的浸出率略高于重稀土元素；矿石类型为以轻稀土元素为主、中重稀土元素配分齐全的混合型稀土矿。通过厘定离子吸附型稀土矿床的关键成矿过程，文章发现内应力、渗透能力、风化程度、黏土矿物含量在风化壳剖面中由上至下变化特征综合决定了稀土矿体主要定位于风化壳全风化层。     

广西钟山县花山矿区南矿段稀土矿矿石品质特征分析

花山矿区南矿段稀土矿矿石为中低品位为主的花岗岩风化壳离子吸附型稀土矿石,属于轻稀土富集型,且Eu具有明显的负异常,其稀土配分特征表现出了与原岩的明显继承性。花岗岩原岩风化程度越高,风化壳厚度越大,矿层的品质就越好,浸取率也相应增高。全风化层是稀土矿的主要赋矿层位,全风化层的顶部稀土氧化物含量不高,稀土元素主要富集在全风化层的中下部。矿体轻重稀土的比值由地表向下,比值降低,即表现出明显的矿层上部富集轻稀土,下部富集重稀土。     

云南临沧花岗岩中离子吸附型稀土矿床的成矿规律

近年来,在云南临沧某地花岗岩风化壳中新发现一中型离子吸附型轻稀土矿(iRee),是高海拔地区发现的又一个典型矿床,这对今后在高海拔地区找矿具有指导意义。通过研究此矿床,并结合岩体中已发现的iRee矿床,本文总结了此类矿床的成矿规律。研究区矿床的成矿母岩是黑云母二长花岗岩,似斑状、中粗粒结构,含稀土矿物主要是榍石、褐帘石、磷灰石、独居石、磷钇矿和锆石等;岩石具有高硅、高钾和低铁、低镁的特征,∑REE＞150×10-6,相对富集LREE。矿区内风化壳厚度在2~30m之间,发育完整的风化壳,自上而下可分为表土层、全风化层、半风化层和微风化层;全风化层是主要的含矿层;风化壳中∑REE的含量是基岩的3~5倍,稀土配分形式与基岩相似,局部见重稀土异常;矿区由北至南,地势由高到低,矿体埋深由深变浅,稀土品位逐渐增高;由西向东,稀土品位中间高、两边低,且东边高于西边。临沧花岗岩风化壳中iRee矿床或矿化点主要分布于岩体中—南段,均以LREE型稀土矿床为主;岩体处于中亚热带季风气候—热带雨林季风气候带;矿区主要发育中低山、丘陵地貌,区域上受次级断裂构造作用影响;成矿母岩多为中晚期岩浆岩产物,岩性为黑云母二长花岗岩。风化壳中∑REE含量受地形地貌的影响表现出：在平缓开阔的多层台地和起伏缓和的低山丘陵地貌下,山腰和山顶较为富集;中低山顶部宽缓的带状地貌,山腰至山顶较为富集。     

赣南江贝变质岩风化壳离子吸附型稀土矿床特征及成因

通过对赣南江贝稀土矿床进行岩相学、矿床学和地球化学研究,表明该矿床成矿母岩主要为寻乌岩组变质岩,岩性有变粒岩、片岩和片麻岩,其中云母片岩稀土元素含量最高,是最有利的成矿母岩,属轻稀土富集型母岩,是近些年新发现的1处中深变质岩风化壳离子吸附型稀土矿。矿区呈低缓丘陵地貌,风化壳平均厚度12.33 m,矿体主要赋存于全风化层中,矿体平均厚度4.68 m,SRE₂O₃品位0.035%～0.122%,属离子吸附型稀土矿。稀土主要来源于易风化的水磷酸盐类矿物和稀土氟碳酸盐类矿物,风化壳化学蚀变指数CIA>90%,表明了强烈的风化作用为矿床的形成创造了有利条件。会昌—安远—寻乌地区中深变质岩广泛分布,具有大型稀土矿成矿潜力。     

巴格毛德油页岩中稀土元素特征研究及其地质意义

油页岩中的稀土元素（REE）研究不仅可以用于解决岩石地质成因,提供物质来源信息,而且可以对REE含量进行资源评价,有利于油页岩的综合开发利用,具有重要的理论和现实意义。本研究测试并分析了银额盆地巴格毛德凹陷中生界白垩系下统巴音戈壁组（K1b）巴格毛德油页岩REE地球化学特征,分析结果表明,油页岩中的REE总量（∑REE）为94．8×10^-6～178×10^-6,平均值为126×10^-6,低于其围岩的∑REE;轻、重稀土元素含量比值（∑LREE／∑HREE）为2．60～3．45,平均值为3．10。（La／Yb）w为0．57～1．02,平均值为0．89,表明油页岩中LREE、HREE分异不明显,LREE相对HREE富集,属于LREE低度富集型。Eu表现为明显负异常,Ce表现为微弱的正异常,表明了油页岩形成于还原的古湖泊环境。油页岩样品∑REE与其微量元素的聚类分析结果表明,油页岩中的REE主要来自陆源碎屑沉积。油页岩样品δCe与δEu、δCe与∑REE均无明显的相关关系,表明成岩作用对REE的影响十分有限,研究区油页岩的成岩阶段处于未成熟阶段。     

湘江悬浮物REE地球化学特征

在湘江长、株、湘潭河段采集悬浮样,利用ICP-MS进行REE分析.结果表明,湘江长株潭断及各河段的河心与两岸水体悬浮物中稀土分布不均匀;稀土分布模式基本相同,均为LREE相对HREE富集,曲线呈明显的右倾状,且与长江、黄河的稀土分布模式相似;Eu、Ce亏损在各河段基本相同,表明湘江悬浮物中的REE主要来源于沉积岩的风化产物,外源性稀土的污染不是很显著.     

黔西北赫章天桥铅锌矿床成矿物质来源:S、Pb同位素和REE制约

赫章县天桥铅锌矿床位于扬子准地台西南缘的黔西北铅锌成矿区中部,是本区已发现的96处中、小型矿(床)点的典型代表。天桥铅锌矿床由三个矿体群组成,其金属资源量(Pb+Zn)超过0.2Mt。本文报道了该矿床矿石硫化物的硫和铅同位素组成及其稀土元素组成特征。矿石硫化物δ34SV-CDT值主要集中在8.4‰～14.4‰之间,总体具有δ34Spyδ34Sspδ34Sga特征,表明成矿流体中硫已达到平衡。该矿床成矿流体中δ34S∑S值与不同时代地层中海相硫酸盐δ34S值(15‰)相近,表明成矿流体中硫来源于不同时代地层,为不同时代地层海相硫酸盐热化学还原(TSR)的产物。铅同位素组成相当均一,n(208Pb)/n(204Pb)值为38.875～39.057(平均38.945),n(207Pb)/n(204Pb)值为15.708～15.763(平均15.728),n(206Pb)/n(204Pb)值范围为18.481～18.544(平均18.516),与碳酸盐地层相近,在n(208Pb)/n(204Pb)—n(206Pb)/n(204Pb)和n(207Pb)/n(204Pb)—n(206Pb)/n(204Pb)图,落入碳酸盐地层范围内,表明铅来源于与矿物铅同位素组成相近的各时代碳酸盐地层。硫化物样品具有低ΣREE(3×10-6)和负的Eu异常(0.13～0.88)特征。在稀土元素球粒陨石标准化配分模式图上,全部样品具有相似特征,且与地层中的黄铁矿(下石炭统大塘组C1d)、地层白云岩及蚀变围岩相比,具有一致的稀土配分模式和Eu负异常特征,表明成矿流体来源围岩及下伏碳酸盐地层。综合S、Pb同位素和REE地球化学特征认为该矿床成矿物质和成矿流体具有多来源特征,各时代地层均不同程度地为成矿提供物质和流体。     

湖南安化留茶坡硅质岩的REE地球化学特征及其意义

湖南安化留茶坡硅质岩沉积在埃迪卡拉纪末期(551～542 Ma)的深水盆地中,它们具有如下REE地球化学特征:和PAAS相比,∑REE含量很低(8.6x10-6~18x10-6,平均13.6x10-4),Y/Ho比值较高(33.6～43.9,平均37.4),接近现代海水的Y/Ho比值(44);正的La异常(LaN/CeN平均为1.46),中等负的Ce异常(平均0.65).弱的正Eu异常(平均1.1),正的Gd异常(平均1.07),正的Y异常(平均1.22),LREE和MREE相对于HREE亏损(LaN/YbN平均为0.17,GdN/YbN平均为0.45),显示出和现代海水相似的REE特征.而与海底热液流体及与热液有关的碧玉的REE特征明显不同.这些表明留茶坡硅质岩受陆源碎屑及热液流体的影响很小.留茶坡硅质岩是由风化作用大量带人海洋的溶解的硅质化学沉积而成的.生物作用促进了海水中溶解硅质的沉淀.     

从REE和硅同位素特征探讨西藏甲马矿床层状夕卡岩成因

在对西藏甲马铜多金属矿床地质特征分析的基础上，对矿床中层状夕卡岩的REE及Si同位素地球化学特征进行了研究，并与典型岩浆热液接触交代夕卡岩、典型热水喷流型矿床和现代海底热流体进行对比，显示该矿床层状夕卡岩与典型岩浆热液接触交代夕卡岩存在较大差异，而与现代海底热流体和喷流型矿床及其共生的热水沉积岩有较大的相似性。因此认为，甲马矿床层状夕卡岩的形成与岩浆热液没有直接的成因联系，而与古海底热水活动有关，应属热水喷流成因。这为其共生矿床的成因提供了有力的证据。     

REE Geochemistry of VMS and SEDEX Ores in China

REE ratios and patterns for massive pyrite ore and massive cuprous pyrite ore ofthe Baiyinchang orefield are quite similar to those for quartz keratophyritic tuff and quartzalbitophyre of the same orefield. However, massive cuprous pyrite ore of the Ashele Cu-Zn de-posit is similar to basalt-diabase of the same district in REE geochemistry. Comparison of theChinese VMS ores with those from Rio Tinto, Spain and Que River, Australia, in REEgeochemistry has been made. REE ratios and patterns of bedded-massive and massive ores ofthe Changba-Lijiagou Zn-Pb deposit, the second largest SEDEX deposit in China are similarto those of their host rocks, the Qinling shales of Devonian age and the Changba adamellite.The three types of ore and their host rocks of the Dongshengmiao pyrite (pyrrhotite)-Zn-Pbdeposit have parallel REE ratios and patterns.     

REE示踪沉积物物源研究进展

ＲＥＥ作为一种重要的沉积物物源示踪剂运用很广。在介绍了ＲＥＥ性质的基础上，对海水、河水、沉积岩、河流及边缘海沉积物中的ＲＥＥ元素丰度与配分模式特征进行了深入综述，概述了影响和控制ＲＥＥ丰度、模式及分馏特征的主要因素；论述了ＲＥＥ的物泊示踪意义以及在国内外应用情况与存在问题：源岩风化对ＲＥＥ分馏的影响；颗粒运及沉积时水动力分选对ＲＥＥ分馏可能造成的影响，即不同粒级中的ＲＥＥ不同的丰度与配分模式和碎屑     

用稀盐酸浸取方法探讨玄武岩风化产物中REE与Al、P、Fe和Mn的依存关系

用2 mol/L HCl对海南新生代玄武岩风化剖面上的风化产物进行了浸取实验,通过浸取出来的稀土元素(REE)比例及其REE与Al、P、Fe和Mn的关系探讨风化产物中REE的赋存状态.结果显示,大部分REE、Al和Mn(＞50%)、相当一部分P(20%～40%)和Fe(-20%)被稀盐酸浸出.这些盐酸提取出来的REE(不包括Ce)根据含量不同与其他元素有不同的对应关系,较高的REE含量(＞250μg/g)与Al显示出良好的正相关关系,而与Fe、P和Mn相关性不明显;较低的REE含量(＜150μg/g)与Fe和P显示很好的正相关关系,与Mn正相关性不明显,与Al存在负相关关系;Ce与Mn存在较好的正相关关系,与Al、P和Fe没有明显的相关性.结合风化产物全样的相应元素分布特征可以判断,这些风化产物中高含量的REE(不包含Ce)是以比较松散的形式存在,并容易被流体淋滤出去,而正常含量的REE主要赋存于Fe氧化物/氢氧化物和次生磷酸盐矿物中,Ce的赋存则与Mn氧化物/氢氧化物有密切关系.同时也做了原岩的淋洗实验,发现Al、P及REE等元素被大量析出,因此不支持用2 mol/L以上的酸对岩石样品进行淋洗前处理.     

中国南方离子吸附型稀土矿床成矿类型及其母岩控矿因素探讨

传统认为中国南方的离子吸附型稀土矿床可划分为以“足洞式”为代表的重稀土型和以“河岭式”(或“花山式”)为代表的轻稀土型两种矿化类型。然而，近年来发现的许多矿床(如清溪、寨背和馒头山等)的赋矿风化壳中出现了轻稀土矿与重稀土矿并存现象，表现出特殊的“上轻下重”双层矿体结构。这指示了除重稀土型和轻稀土型之外，还存在着轻重稀土共生型的过渡类型。本研究通过对三种不同成矿类型的若干典型矿床系统对比，指出成矿类型的多样性与母岩性质密切相关，尤其是母岩的稀土元素地球化学和稀土载体矿物属性是制约成矿类型变化的关键因素。统计数据表明，从重稀土型→轻重稀土共生型→轻稀土型，成矿母岩的全岩稀土总量变化不大(ΣREY: 200×10-6~450×10-6→200×10-6~500×10-6→200×10-6~800×10-6)，但轻重稀土配分值出现较显著的区间性差异(ΣLREE/ΣHREY: 02~1→1~5→2~10)。与之同时，母岩中能为离子相稀土提供物源且具有重稀土配分属性的稀土副矿物类型和数量明显减少，这与全岩稀土元素地球化学特征中重稀土分量占比的降低趋势也互相匹配。该结果指示，以往认为重稀土配分母岩形成重稀土矿床、轻稀土配分母岩形成轻稀土矿床的传统观点需要外延，即一部分具有低度轻稀土配分属性(1＜ΣLREE/ΣHREY＜5)且含有丰富易风化稀土副矿物的母岩还可能形成轻重稀土共生型矿床，该认识可为今后离子吸附型稀土矿床勘查工作提供新的找矿依据。