澜沧县富东花岗岩风化壳稀土矿特征

富东地区印支期黑云母二长花岗岩(γ_5~1)风化壳层厚稳定,发育程度高,规模大,垂向分带特征明显。稀土矿赋存于该风化壳强风化砂质粘土层中,矿体形态为层状、长透镜状,随地形起伏而起伏。矿石类型单一,呈砂土状,矿物组分简单。风化壳经长期风化淋滤,稀土元素被粘土矿物不断地吸附和脱附,形成具有工业价值的风化壳淋积型稀土矿床。     

外生稀土矿床的分布、类型和成因概述

稀土是当今危机资源,勘探和研究稀土矿床是世界热点。外生矿床是重要的稀土来源之一。本文综述了残-坡积、(河流)冲积和海滨砂矿,碳酸盐岩风化壳型,花岗岩风化壳型等稀土矿床地质特征和成因认识。风化壳型稀土矿床是由富稀土的原岩经过地表机械和化学风化作用形成,母岩稀土的最初富集是形成风化壳型稀土矿床的前提,风化壳继承了母岩的稀土特征。目前世界对重稀土的需求最为突出,中国南岭花岗岩风化壳型重稀土矿床为世界之最。风化是后期稀土提炼富集过程,成矿关键在于花岗岩岩浆阶段重稀土矿物的形成。然而,何种因素形成南岭地区具有稀土成矿潜力的花岗岩,富稀土花岗岩表现出的轻重稀土分异是由于源区性质的差异还是源于岩浆演化过程中的分异作用,以及重稀土矿物的形成机制仍有待于研究。     

姑婆山花岗岩主岩体的稀土元素赋存状态研究

稀土元素在姑婆山花岗岩主岩体过渡相中,主要以稀土矿物和类质同象两种形式存在,并以稀土矿物形式为主,其中稀土元素含量占全岩含量的64％以上。轻稀土元素主要赋存于褐帘石和独居石中,重稀土元素主要赋存于褐钇铌矿等矿物中。岩石中至少有65％以上的稀土元素赋存于抗风化能力小的矿物中,为花岗岩风化壳离子吸附型稀土矿床提供了物质来源。     

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。     

离子吸附型稀土矿床形成的矿物表/界面反应机制

华南离子吸附型稀土矿床提供了全球超过90%的重稀土,是我国优势的战略性关键金属矿产资源。掌握这类矿床的成矿机制和禀赋特征,可为增加稀土资源储量和高效利用稀土资源提供理论支撑。离子吸附型稀土矿床主要发育在富稀土花岗岩、浅变质岩及火山岩的风化壳中。基岩中的(含)稀土矿物是风化壳中离子态稀土的主要来源,其矿物组合很大程度上决定了稀土矿床的禀赋和分异特征。在物理-化学风化和微生物作用下,造岩矿物、含稀土矿物和稀土独立矿物逐渐溶解,使稀土元素活化和再富集。一方面,母岩风化形成的黏土矿物和铁锰氧化物具有较大的比表面积和一定的表面电荷密度,是稀土离子的主要载体;另一方面,稀土离子通过离子交换、表面吸附与络合、共沉淀,以及形成次生稀土矿物等途径富集在次生矿物表面,其富集-分异特征和赋存状态受矿物类型、pH、微生物活动等因素所控制。利用高分辨透射电镜结合选区电子衍射和电子能量损失谱,以及同步辐射X射线吸收精细结构谱,有望在原子级尺度查明稀土的微观赋存状态。未来研究需更多关注基岩中(含)稀土矿物组合及其演化路径的制约因素、微生物风化对离子吸附型稀土矿床成矿作用的约束,以及稀土元素的微观赋存状态等问题。     

黔西北玄武岩风化壳稀土地球化学特征

黔西北玄武岩风化壳中的稀土矿是一个分布广泛、稀土含量较高的新类型稀土矿。本文主要通过岩相学、矿物学和地球化学的方法,系统研究了该稀土矿层的岩石组构、矿物组合及地球化学特征,探讨了该地区稀土迁移富集机理。结果显示该风化壳稀土矿层厚度大(单层厚度0.1～0.5 m,总厚度约5～15 m)。矿石中主要矿物为高岭石(60%～80%),次要矿物为蒙脱石(2%～8%)、赤铁矿(5%～20%)。稀土总量较高(144～2288×10-6),具轻稀土富集特征,并且稀土含量高的样品均为高岭石粘土岩。稀土配分模式图中显示明显负铕异常(0.22～0.85),铈异常变化较大(0.86～1.63)。综合分析认为玄武岩风化壳中的稀土元素的富集和高岭石的含量密切相关,稀土元素可能在偏还原的环境中被高岭石颗粒吸附。     

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。     

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。     

稀土元素的迁移形式富集机理初探

通过对稀土矿物与碳酸盐相关性,矿物包裹体主要成分,代表性稀土矿物的化学成分,稀土矿物的主要共生、伴生矿物组合,稀土氢化物、稀土合金氢化物的形成条件及理化性质的研究。认为稀土矿床的成矿物质主要是呈稀土合金氢化物与CO、CH4等共同迁移,然后被氧化富集成矿。     

八尺风化淋积型稀土矿凝灰岩风化壳中的细粒矿物特征

采用电感耦合等离子质谱(ICP-MS)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和透射电子显微镜(TEM)等方法,研究了粤北八尺凝灰岩风化淋积型稀土矿床中细粒矿物组分(2μm部分)的地球化学及矿物学特征。发现凝灰岩风化壳全风化层中细粒矿物组分中稀土元素(REE)的相对含量约为全风化层总体REE相对含量的2倍,细粒矿物组分主要以管状埃洛石和高岭石等粘土矿物为主。它们对REE的赋存尤其是铈(Ce)的赋存状态起着重要作用。方铈石纳米矿物颗粒或通过库仑力吸附于粘土矿物表面。所获凝灰岩风化壳全风化层中REE特征及细粒组分的矿物组成、微观形貌和结构的信息对理解凝灰岩风化淋积型稀土矿床的成矿特征具有一定作用。     

皖南姚村岩体花岗岩风化壳稀土元素赋存特征

皖南地区花岗岩风化壳中稀土元素普遍富集，局部已成为矿床，其中，郎溪县姚村岩体风化壳富集程度较高。LA- ICP- MS锆石U- Pb定年表明，姚村花岗岩体的形成年龄为127.9±1.4 Ma，属于皖南地区燕山期晚期岩浆作用的产物。风化壳可细分为残坡积层（A）、强半风化层（C1）、过渡层（C2）、弱风化层（C3）和基岩（D）五层。稀土总量在纵向剖面上呈“波浪式”分布，各层稀土分布型式表现出对原岩的继承性。风化壳稀土配分型式与基岩一致， 富集LREE，轻重稀土分馏明显(La/Yb)N=15.6），但总含量明显更高。基岩∑REE为338×10-6，半风化层∑REE最高达642×10-6，富集约两倍。风化壳物质由风化残余主矿物（石英、钾长石、斜长石、黑云母）、黏土矿物（高岭石、埃洛石、伊利石、三水铝石等）和副矿物（锆石、磷灰石、榍石等）等组成。黏土矿物以伊利石含量最高，指示风化壳发育不成熟。REE与埃洛石含量明显正相关，与其他黏土矿物关系不明显。（含）稀土矿物（尤其是榍石）对风化壳中稀土元素的贡献量超过百分之五十，其次为斜长石，是风化壳中REE的重要来源。     

皖南姚村岩体花岗岩风化壳稀土元素赋存特征

皖南地区花岗岩风化壳中稀土元素普遍富集，局部已成为矿床，其中，郎溪县姚村岩体风化壳富集程度较高。LA- ICP- MS锆石U- Pb定年表明，姚村花岗岩体的形成年龄为127. 9±1. 4 Ma，属于皖南地区燕山期晚期岩浆作用的产物。风化壳可细分为残坡积层（A）、强半风化层（C1）、过渡层（C2）、弱半风化层（C3）和基岩（D） 5层。稀土总量在纵向剖面上呈“波浪式”分布，各层稀土分布型式表现出对原岩的继承性。风化壳稀土配分型式与基岩一致， 富集LREE，轻重稀土分馏明显\[(La/Yb)N=15. 6\]，但总含量明显更高。基岩∑REE为338×10-6，半风化层∑REE最高达642×10-6，富集约两倍。风化壳物质由风化残余主矿物（石英、钾长石、斜长石、黑云母）、黏土矿物（高岭石、埃洛石、伊利石、三水铝石等）和副矿物（锆石、磷灰石、榍石等）等组成。黏土矿物以伊利石含量最高，指示风化壳发育不成熟。REE与埃洛石含量明显正相关，与其他黏土矿物关系不明显。（含）稀土矿物（尤其是榍石）对风化壳中稀土元素的贡献量超过 50%，其次为斜长石，是风化壳中REE的重要来源。     

贵州水城-纳雍地区峨眉山玄武岩风化壳离子吸附型稀土矿床地质特征及资源潜力

通过对贵州水城—纳雍地区峨眉山玄武岩风化壳离子吸附型稀土矿床的风化壳结构、矿体垂向变化特征的综合研究,总结了矿床特征、风化壳特征、区域成矿条件。风化壳中全风化层是稀土矿富集最好的层位; (La/Yb)N、ΣLREE/ΣHREE比值较高,属于强轻稀土富集类型。严格受母岩、地形、气候、地层、构造等因素共同作用。稀土矿床具备分布面广、埋藏浅、厚度大、品位高等地质特征。可以指导贵州西部地区寻找同类型大型稀土矿产地。     

浙东南离子吸附型稀土矿床成矿规律与找矿方向探讨

离子吸附型稀土矿(以下简称iRee)主要分布于我国南岭地区,浙江省虽不在南岭五省之内,但经过浙江省地勘单位三十多年的不断探索,在浙东南地区陆续发现了数个稀土矿及多个成矿远景区,填补了浙江省该类型稀土矿的找矿空白。为探究浙东南iRee矿床地质特征、成矿影响因素以及稀土元素运移、赋存规律,圈定成矿远景区,本文对区内出露的花岗斑岩型iRee,火山岩型iRee以及变质岩型iRee进行系统采样,通过岩相学、岩石地球化学等方法对各类iRee剖面进行对比研究。分析结果表明,荷地花岗斑岩的平均∑REE为271.39×10^-6,凝灰岩围岩平均∑REE为253.36×10^-6,大柘片麻岩∑REE约为517.21×10^-6,而南岭含矿岩体的平均∑REE约为289×10^-6,表明浙东南地区iRee矿床具有较好的成矿母岩条件。此外,通过对原岩中各矿物稀土元素含量的测定,查明了稀土元素主要赋存在独立的稀土矿物及少量的副矿物中,是主要的成矿物质来源;通过风化壳剖面的对比,发现稀土元素地球化学特征主要继承原岩性质,而外生作用条件使得稀土元素发生次生富集。在此工作基础上,结合前人研究成果,初步总结了区内离子吸附型稀土矿矿床成矿规律,并讨论下一步找矿方向。     

华南花岗岩风化壳中稀土元素地球化学及矿石性质研究

华南稀土花岗岩风化壳主要可分为腐值层、全风化层和半风化层。在岩石的风化淋滤过程中，稀土以水合或羟基水合离子吸附在全风化层中的主要矿物埃洛石和高岭石等粘土矿物上。这些层状粘土矿物具有取代结构和断面余键两个吸附活性中心。量子化学计算表明两个吸附活性中心对不同稀土的吸附能力为：Ｌａ＾３＋〉Ｃｅ＾３＋〉Ｐｒ＾３＋〉Ｎｄ＾３＋〉Ｓｍ＾３＋〉Ｅｕ＾３＋〉Ｇｄ＾３＋〉Ｔｂ＾３＋〉Ｄｙ＾３＋〉Ｈｏ＾３＋〉Ｙ＾３＋     

发育完整的灰岩风化壳及其矿物学和地球化学特征

对于碳酸盐岩土覆土壤成因、尽管碳酸盐岩风化残积成土说被多数学者认同,但由于碳酸盐岩中酸不溶物含量极低,在风化成土过程中会伴随着巨大的体积缩小变化,原岩结构和半风化带无法保留,从而缺失了探索上覆土壤物质来源的重要中间环节,使得这种观点缺乏野外宏观证据的支持。最近,我们在贵州、湖南等地发现了数个以泥质灰岩和泥质白云岩为基岩的碳酸盐岩风化壳剖面,尚保留有较好的原岩结构,具有明显的风化壳分带和过渡现象。这些风化壳剖面的发现为深入研究碳酸盐岩风化成土过程提供了良好的研究场所。本文选取了较为典型的吉首泥灰岩风化壳剖面,从矿物学地球化学的角度来探讨碳酸盐岩风化壳的形成过程和发育特征,结果表明该风化壳既遵循非碳酸盐岩（主要是结晶岩类）风化壳的发育特征,也具有自己独特的地球化学演化规律。风化壳总体特点受碳酸盐中的酸不溶物矿物组合及化学成分的影响甚至控制,风化非碳酸盐风壳相似的发育特征。吉首泥灰岩风化壳剖面的发育特征和作者早先提出 的碳酸盐岩风化成土的两阶段模式是一致的,即以碳酸盐矿物大量淋失、酸不溶物逐渐堆积或残积为特征的早期阶段和残积物进一步风化成土的阶段,后一阶段的演化类似非碳酸盐岩类的风化过程。     

赣南小流域水体中稀土元素的地球化学特征

本文以赣南小流域水体为研究对象,利用VG Axiom高分辨多接受双聚焦等离子体质谱仪测定了水体中溶解态稀土元素(DREE)的含量,分析了水体中DREE的分布分异机制,并探讨了稀土元素(REE)产生分异的原因.结果表明,赣南所有的采样区水体中Ce都表现为负异常,说明其在风化壳中少活化.受自然风化作用控制为主的水体相对于页岩除Ce亏损、Eu富集外产生的分异很小,其中Eu的正异常源于Eu富集矿物的优先溶解;蒸发盐矿影响下的水体相对于自然作用为主的水体DREE没有发生明显分异;受稀土矿影响的水体中重稀土元素(HREE)富集、Eu负异常的分布模式继承了稀土矿区风化壳的特征;赣州市下游干流水体中中稀土元素(MREE)富集、Eu负异常的分布模式主要是人为影响的结果.     

试论有机质在华南花岗岩风化壳REE溶出、迁移和富集中的作用

通过实验研究，论证了花岗岩风化壳中存在有机质，含有丰富的一元脂肪酸和二元脂肪酸，腐殖酸及多糖化合物。ＲＥＥ能以ＲＥ（Ｈ２Ｏ）配位离子从原岩溶出，一些有机介质和无机介质有助于ＲＥＥ从原岩溶出、迁移，其中以脂肪酸溶出量最高。溶出过程配位反应与水解反应同时出现，溶出和在风化壳中保留同时进行，反应受ｐＨ控制。风化壳中ＲＥＥ存在有机结合形态，可能与长链酸或腐殖酸关系比较密切。活性态ＲＥＥ除了与粘土矿物关系密切外，可能与多羟基化合物或多糖有关。     

江西龙源坝地区花岗岩风化壳离子吸附型稀土矿成矿条件与分布特征

对龙源坝地区南西部山间小盆地周围的花岗岩风化壳进行踏勘调查发现,区内山形地势受燕山期NE向良伞寨断裂带和喜山期新构造的双重影响,盆地周缘多为低缓山丘,风化壳厚度大,壳层结构发育完整,是离子型稀土矿理想的赋存场所。基岩岩性主要为燕山早期粗中粒似斑状黑云母花岗岩,次为燕山晚期细粒二云母花岗岩、煌斑岩,是离子型稀土矿的成矿物质来源。研究区处于赣南粤北(稀土矿)成矿亚区,属亚热带气候,温热多雨,利于离子型稀土矿的形成。认为该区具有探寻中―小型花岗岩风化壳离子吸附型稀土矿的找矿潜力。