川南新类型铌-稀土多金属矿产资源研究进展

四川省地质矿产勘查开发局207地质队承担的四川省自然资源厅地质勘查项目"四川省沐川县河口铌、稀土多金属矿远景调查评价",在沐川地区五指山背斜一带上二叠统宣威组底部、峨眉山玄武岩顶部的黏土岩中发现了品位较高、厚度大、分布面积广、赋存层位稳定的黏土岩型铌-稀土多金属矿.     

黔西威宁地区玄武岩风化壳稀土赋存状态与浸出实验

选取贵州西部威宁地区峨眉山玄武岩风化壳中稀土作为研究对象,进行稀土的浸出实验,讨论稀土元素的赋存状态。实验结果显示,哲觉、海外剖面的样品稀土含量∑REY(∑REE+Y)平均为1086.66×10-6,是潜在的风化壳型稀土资源,但其浸出率平均值为7.14%,且在粘土岩中的浸出率较高,粉砂岩和凝灰质粘土岩次之,表明离子吸附型稀土占的比例很低,稀土在玄武岩风化壳中的赋存状态主要不是以离子吸附型存在。基于目前技术,离子吸附相稀土才是稀土利用的基础,威宁地区峨眉山玄武岩风化壳中稀土难以作为离子吸附型稀土资源来进行综合利用。     

黔西北上二叠统宣威组底部富铌多金属层地球化学特征研究

黔西北地区峨眉山玄武岩之上、宣威组之下广泛发育一套富铌铝土质黏土岩层,Nb含量最高可达571×10-6,但长期以来对铌富集的原因和形成机理研究较少。本文对威宁玉龙铌矿区富铌层位开展了矿物学和元素地球化学研究,结果表明,富铌铝土质黏土岩与下伏峨眉山玄武岩的Nb—Ta、Zr—Hf具有明显的相关性,两者的稀土元素球粒陨石标准化配分模式图也极为相似,均表现明显的右倾,暗示富铌铝土质黏土岩很可能为峨眉山高钛玄武岩风化的产物。元素质量平衡计算显示,峨眉山玄武岩向富铌铝土质黏土岩过渡,Nb、Zr、Al明显富集,REE等元素则相对贫化。矿物学观察表明,锐钛矿很可能是富铌铝土质黏土岩中Nb的重要载体矿物,锐钛矿风化后会引起Nb的明显富集。综合各项研究,认为峨眉山玄武岩的风化是形成富铌铝土质黏土岩的关键,富铌矿物榍石、锐钛矿等经表生风化很可能是引起铝土质黏土岩中Nb明显富集的重要途径。     

川滇黔地区峨眉山玄武岩风化壳中铌元素赋存状态研究

川滇黔地区峨眉山玄武岩分布区,发育含铌玄武岩风化壳。本文通过典型样品铌元素赋存状态研究发现：(1)X 射线衍射分析指出,未检测出铌的独立矿物,主要矿物为高岭石,占比 75.4%;次为赤铁矿,占比9.52%。(2)透射电镜分析表明,样品矿物组成为锐钛矿、金红石、钛铁矿、磁铁矿、赤铁矿(褐铁矿)、钾长石、高岭石等,未检测到含铌的独立矿物。(3)铌化学物相分析显示,峨眉山玄武岩风化壳中,铌主要赋存于铌铁矿中,Nb₂O₅占比为 78.05%;次为烧绿石、钛铁金红石、易解石及分散相,Nb₂O₅占比分别为 7.88%、7.39%、3.86%及 2.61%,极少量的铌钙矿,Nb₂O₅占比约 0.21%。初步揭示了川滇黔地区峨眉山玄武岩风化壳中铌元素赋存状态,对该类型资源评价与利用有一定指导意义。     

黔西北地区二叠纪玄武岩古风化壳常量元素的地球化学特征

通过对峨眉山玄武岩古风化壳进行野外调查、取样和分析测试工作,认为: ①贵州西部广泛出露峨眉山玄武岩,晚二叠世古气候温润潮湿,利于峨眉山玄武岩风化形成含Fe、Ti的黏土矿物和铝质黏土矿物的古风化壳,该风化壳受古地理环境和峨眉山玄武岩控制。②相对玄武岩而言,铝质黏土岩主量元素含量特征表现为富TiO₂、Al₂O₃,轻度亏损SiO₂,明显亏损TFe,其他主量元素大量流失; 铁质黏土岩主量元素含量特征表现为富TFe、TiO₂, 轻度富Al₂O₃,但相对于铝质黏土岩,TiO₂的富集程度偏低,SiO₂亏损明显,其他元素亦大量流失。③由于晚二叠世频繁的海侵作用,水位较高的区域,风化壳下部处于较还原的条件下,Fe被还原成易溶的二价状态或在有机质的作用下迁出风化壳,而Ti由于存在形式较为稳定,继续保存在黏土矿物中,与Fe发生分异; 局部水位较浅的氧化环境及重力分异作用下,黏土矿物与铁矿物由于比重差异而分选开来,形成Fe与Al、Ti的分异,并伴随铁矿、钛矿和铝土矿的富集。该富集规律的发现对寻找该区铁、钛和铝土矿有一定的理论指导意义。     

贵州西部中、上二叠统界线附近风化壳类型及成矿作用

贵州西部中、上二叠统界线附近普遍存在不整合面,在不整合面上往往发育厚度不等的风化壳。风化壳主要可归纳为三种类型:茅口组顶部的喀斯特漏斗、洼地中堆积的红粘土风化壳,锰质(铁质)风化壳,峨眉山玄武岩喷发间断面上或玄武岩顶部与龙潭组(宣威组)之间的的高铝高岭石风化壳。喀斯特侵蚀面上的红土风化壳是红土型金矿的赋存层位,峨眉山玄武岩喷发间断面上的高铝高岭石风化壳是铜矿、铝土矿赋存层位,喀斯特侵蚀面上的锰质(铁质)风化壳是锰矿、铁矿赋存层位,而玄武岩顶部与龙潭组(宣威组)之间的高岭石粘土风化壳是稀土、硫铁矿、铝土矿赋存层位。中、上二叠统界线附近风化壳对金、铜、铝土、硫铁、锰和稀土有明显的控制作用。     

川滇黔峨眉山玄武岩分布区风化壳型稀土多金属矿成矿潜力研究

川滇黔地区大面积分布峨眉山玄武岩,且峨眉山玄武岩富集稀土氧化物总量(平均247×10^-6)、五氧化二铌(平均35.1×10^-6)、镓(平均25.5×10^-6)、钪(平均29.4×10^-6)等成矿元素,为风化成矿提供物质基础。晚二叠世,研究区位于赤道附近的热带-亚热带半落叶季风雨林气候区,有利于峨眉山玄武岩发生红土化化学风化,进一步让铌、稀土等惰性元素,在原地风化富集,并形成峨眉山玄武岩风化壳型稀土多金属矿。晚二叠世频繁的海进海退作用,造成了该类型矿床风化剥蚀程度的不断加深和破坏。川滇黔地区玄武岩分布广、体量大、富铌、稀土等元素,且表生风化条件利于风化成矿。经过勘查和研究工作,已在川滇黔地区均发现玄武岩风化壳型稀土多金属矿床,且达到小型-大型矿床规模,显示了一定的成矿潜力,具有进一步开展科学研究、地质勘查、综合利用及开发的价值。     

扬子板块北缘镇巴地区吴家坪组富Li-REE-Nb-V黏土岩地球化学特征及其地质找矿意义

沉积型锂矿主要产于黏土岩中,黏土岩的主微量元素可有效识别沉积物源及沉积环境。本文首次报道扬子板块北缘镇巴地区二叠系吴家坪组黏土岩锂、稀土、铌、钒等元素超异常富集的特征,基于详细的地球化学研究和区域地质资料,分析吴家坪组黏土岩的形成环境及沉积物源,并探讨扬子板块北缘锂、稀土找矿方向。研究表明,镇巴地区吴家坪组黏土岩产于晚二叠世,发育于吴家坪组与阳新组的平行不整合界面之上,代表了古风化壳沉积,黏土岩的Li2O最高品位0.39%,ΣREO（稀土氧化物总量）最高品位0.142%,V2O5最高品位0.26%,Nb2O5最高品位0.022%。主、微量元素地球化学特征指示黏土岩形成于咸化-半咸化海水相,氧化-还原过渡、碱性的沉积环境,对应于黏土岩化阶段。综合矿物学、地球化学、区域地质资料,认为研究区吴家坪组黏土岩来源于峨眉山大火成岩省的玄武岩,锂元素的富集与火山岩受流体交代-淋滤有关。扬子板块北缘广泛发育吴家坪组黏土岩,规模较大,锂、稀土、铌、钒综合成矿效果较好,找矿潜力巨大,应重点关注与沉积间断面有关的关键金属矿产,助力新一轮找矿突破。     

喀喇昆仑岔路口地区玄武岩地幔柱信息

研究区以基性火山熔岩为主,主要岩性为玄武岩,局部发育苦橄岩、科马提岩,科马提岩具微观鬣刺结构.以TiO2=2.8为界,将玄武岩分为高钛玄武岩和低钛玄武岩,空间分布具明显分带性.岩石具与峨眉山玄武岩一致的近似平坦或轻稀土富集的稀土元素分布型式,相容性元素V,Co,Cr,Ni明显亏损,不相容元素和LREE富集.不相容元素在...     

古叙龙潭组粘土岩特征及铁钛元素丰度研究

四川古叙煤矿区海风矿段煤层伴生有丰富的粘土资源,通过对矿段龙潭组粘土岩赋存形式、粘土岩岩石学和岩石化学特征、"铁钛"丰度异常元素赋存规律初步分析表明:矿段龙潭组伴生的粘土岩有较高的工业价值。推断铁、钛元素富集与沉积时接受峨眉山玄武岩岩浆岩喷发期的陆源碎屑物有关;钛资源开发有较高潜在价值,海风矿段粘土岩研究成果对古叙煤矿区粘土岩研究有重要的参考价值。     

贵州威宁地区沉积型稀土含矿岩系成因与富集规律

贵州威宁地区宣威组底部稀土含矿岩系的成因类型一直有较大争议.在野外实地调查的基础上,运用矿物学、岩相古地理与地球化学等手段进行了系统性研究.结果显示,区内二叠系宣威组底部稀土含矿岩系广泛分布,连续性好,含矿段厚度为2～16 m,并伴生有铌、锆、镓等元素;稀土氧化物平均品位0.15%,最高可达1.60%.主量、微量和稀土元素分析表明威宁地区稀土含矿岩系中含有来自玄武岩及火山灰的典型矿物,稀土配分模式与玄武岩相比具有继承性,研究区化学风化作用较强、成分成熟度较高代表其经过长距离搬运,遭受了改造;峨眉山玄武岩为该稀土层提供了主要物质来源,稀土层受源岩成分的控制,经历了沉积分选及再循环作用,还遭受了来自上地壳的中酸性岩浆物质源区的混染.其成因机制可能为在晚二叠世炎热、潮湿、强风化的环境中,玄武岩经过风化剥蚀后,搬运至沉积基底低洼处的三角洲平原亚相中的洪泛平原微相环境,与火山灰一同沉积沉淀,在风化和淋滤作用下稀土等元素以离子形式被解析出来,从而被吸附性强的高岭石等黏土矿物吸附于表面,或进入矿物晶格,形成富稀土层.     

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。     

四川盐源地区晚二叠纪双峰式火山岩的厘定及其地质意义

四川省盐源县柏林山一带广泛分布着一套基性岩、酸性岩的火山岩组合,两类火山岩在时空上紧密伴生,二者之间缺失中性火山岩,构成典型的双峰式火山岩组合。通过对区内双峰式火山岩的空间分布调查,基性岩主要为致密块状玄武岩、斑状玄武岩,酸性火山岩主要为碱流岩,碱流岩位于玄武岩顶部,为晚二叠纪峨眉山大火成岩省的组成部分。在地质背景、岩石学、地球化学等方面研究的基础上,对区内双峰式火山岩的成因和形成环境进行了探讨,表明玄武岩的原始岩浆来自富集型地幔源区,为地幔橄榄岩小程度部分熔融的产物,形成于洋岛构造环境,碱流岩主要为玄武岩浆极度分离结晶后的酸性残余岩浆形成,形成于陆内拉张构造环境。柏林山地区晚二叠纪双峰式火山岩的发现和厘定为峨眉山玄武岩的演化提供了新的线索和依据,为区域成矿研究以及稀有稀土找矿提供了新的启示。     

四川盆地西缘上二叠统宣威组顶部泥岩、砂岩的地球化学特征及其地质意义

沉积物源分析是认识盆山演化的重要途径。了解四川盆地西南缘上二叠统宣威组物源,对于重建晚二叠世扬子克拉通周缘演化具有重要意义。本文对峨眉山地区宣威组顶部泥岩、砂岩开展了岩石学和全岩地球化学分析,进行了物源、沉积环境和构造背景的研究。宣威组泥岩主要成分为黏土矿物,SiO₂含量(平均49.42%)中等;砂岩成分大部分为火山岩屑,含有少量石英及长石,具中等的SiO₂含量(平均44.12%),属于杂砂岩系列。泥岩与砂岩均具有轻稀土元素富集、重稀土元素较右倾的稀土元素配分型式,微量元素相对大陆上地壳富集高场强元素(如Nb、Zr),亏损大离子亲石元素(如Sr、Ba)。根据地球化学分析结果结合已发表的扬子克拉通周缘二叠系沉积岩数据,认为上二叠统宣威组顶部沉积岩物源区经历了强烈的化学风化作用,沉积古环境为富氧的淡水沉积环境;宣威组顶部沉积物物源不仅来自于近源搬运的峨眉山高Ti玄武岩,还接受了扬子克拉通的补给,扬子克拉通西缘晚二叠世时期是活动大陆边缘沉积。     

四川龙门山北段唐王寨-仰天窝向斜麻柳村辉绿岩斜锆石U-Pb同位素定年及其地质意义

为确定龙门山北段唐王寨-仰天窝向斜内发育的NE向辉绿岩脉的侵位时代、构造背景,探讨其是否与峨眉山地幔柱活动相关,对向斜内麻柳村处的辉绿岩样品进行了斜锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素测年、主量和微量元素分析。结果表明,辉绿岩斜锆石U-Pb同位素年龄为261.1±1.8Ma;属于高钛型拉斑玄武岩,高铝(13.39%~14.02%)、高铁(13.88%~14.67%)、低镁(4.43%~4.56%),富集大离子亲石元素和轻稀土元素,Nb/La=0.84~0.85、Th/Ta=2.40~2.45、Ta/Hf0.25,具有与洋岛玄武岩相似的地球化学特征,Nb-Ta略微负异常,暗示其可能源于富集型地幔并受到少量陆壳物质混染,形成于大陆板内环境。与峨眉山玄武岩质火成岩对比发现,两者具有高度一致的形成时代及相似的地球化学特征。据此认为,该区辉绿岩为峨眉山地幔柱活动的产物,峨眉山玄武质岩浆的活动已经波及至龙门山北段及川西北地区,可能影响了该区的生物环境及油气成藏。     

黔西北峨眉山玄武岩顶部Fe-Al岩系特征及其三稀元素富集特点

黔西北峨眉山玄武岩顶部普遍发育Fe-Al岩系。为查明峨眉山玄武岩顶部Fe-Al岩系特征,探讨其三稀元素富集特点,开展了针对峨眉山玄武岩顶部Fe-Al岩系的野外调查。调查结果显示: 当峨眉山玄武岩上覆地层分别为宣威组或龙潭组时,峨眉山玄武岩顶部风化壳Fe-Al岩系表现出明显差异。样品测试结果表明: Fe-Al岩系内Sc、Nb、REE等三稀元素含量丰富,具有很好的找矿前景,宣威组Fe-Al岩系内Sc、Nb、REE含量更高,尤其是Nb和REE。Fe-Al岩系内Sc、Nb、REE等三稀元素富集为峨眉山玄武岩风化初始富集和后期改造再次富集作用的结果。     

贵州威宁-赫章二叠系乐平统含铁、铝岩系的沉积环境及成矿元素富集特征

贵州威宁-赫章地区的二叠系乐平统宣威组第一段铁、铝岩系,是峨眉山玄武岩风化-沉积作用的产物.其中富集的稀土、稀有、稀散元素,与峨眉山玄武岩所处的构造位置和玄武岩风化的古地理位置有关.在六盘水裂陷槽区(B区),Cu、Ti、Sc、REE含量高,对应于六盘水裂陷槽复杂的地质环境;在裂陷槽边界西南,玄武岩剥蚀作用强烈,沉积层的厚度较薄,Nb、Ta和REE在强风化环境中富集;在裂陷槽边界北东,沉积厚度较大,Ga和V含量高,可能是沉积环境富集.风化作用是成矿有用组分富集的重要因素,它决定了稀土、稀有和稀散元素富集的趋势.有一些元素可以富集,达到工业利用价值,特别是Nb+ Ta,可能形成独立矿床.     

峨眉山玄武岩和白马层状岩体的铬镍地球化学

文章讨论了峨眉山玄武岩及白马基性、超基性岩体的微量元素地球化学特征。对Cr、Ni富集的地球化学条件进行了探讨,认为在母岩浆分离结晶早期形成的堆积层,即结晶度很小的橄榄岩有利于寻找富Cr、Ni层位。     

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。