川南兴文地区上二叠统龙潭组下部稀土元素富集特征

川南峨眉山大火成岩省中带与外带的交接部位,广泛分布与二叠纪峨眉山玄武岩风化有关的上二叠统龙潭组黏土岩,具有形成稀土等关键金属矿产资源的地质背景和成矿条件。对川南兴文地区长宁背斜上二叠统龙潭组下部的高岭石黏土岩进行了较为系统的地质调查,分析了黏土岩中的稀土元素含量。结果表明: 黏土岩的岩(矿)石类型包括高岭石黏土岩、含黄铁矿高岭石黏土岩以及碳质高岭石黏土岩,黏土岩样品中的ω(TRE2O3) 含量介于0.031%~0.409%(平均0.098%),矿化系数为0.61~8.19,矿化率达85%,具有较好的找矿潜力,含黄铁矿高岭石黏土岩中的稀土元素含量及矿化系数最高,是稀土富集的主要岩性组合; 样品为轻稀土富集型,具有中等的Eu负异常和弱Ce正异常; 地层接触关系与稀土元素特征指示龙潭组下部黏土岩的物源主要为峨眉山玄武岩和少量的中酸性岩。稀土元素的富集过程为峨眉山玄武岩风化首先形成初始富集,之后风化物质在海陆交互的氧化—还原环境下,稀土元素发生进一步迁移、吸附及沉淀,进而富集成矿。兴文地区龙潭组下部黏土岩中发现的稀土元素的富集,对于战略找矿行动具有一定的指导意义。     

川南兴文地区上二叠统龙潭组下部发现Li、Ga、Nb、REE等关键金属富集层

<正>关键金属是新能源、现代高科技产业及航空航天和国防军工等行业不可或缺的原料,对关键金属矿产的勘查和研究已上升为国家战略(陈骏,2019)。四川南部兴文地区位于扬子陆块西缘,峨眉山大火成岩省外带(图1a),区内广泛分布与二叠纪碳酸盐岩/峨眉山玄武岩风化有关的上二叠统龙潭组(P₃lt)黏土岩(图1b),具有形成锂等关键金属资源的地质背景和成矿条件。本次以川南兴文地区龙潭组(P₃lt)下部铝质黏土岩为调查研究对象,地质调查工作发现其为Li、Ga、Nb、REE等关键金属的富集层,具有很好的找矿前景。     

川南兴文地区上二叠统龙潭组黏土岩锂的富集特征及赋存状态

四川南部位于二叠纪峨眉山大火山岩省中—外带,广泛分布与火成岩风化- 沉积有关的上二叠统龙潭组黏土岩,具有形成锂等关键金属矿产资源的地质背景和成矿条件。本文对川南兴文地区上二叠统龙潭组下部黏土岩进行了较为系统的地质调查,对研究区以及钻孔岩芯样品进行了化学分析,以确定黏土岩中锂等元素的分布特征及富集规律。在此基础上,利用粉晶X- 射线衍射(XRD)分析了富锂黏土岩的矿物组成,采用聚焦离子束飞行时间二次离子质谱仪(FIB- TOF- SIMS)分析了富锂黏土岩微米尺度上的元素分布特征。结果表明,龙潭组下部黏土岩中富集Li以及Ga、Nb等元素,是一个多种关键金属的富集层,具有良好的成矿潜力和找矿前景。本区黏土岩来源于峨眉山大火山岩省火山岩的风化产物,富锂的矿层主要为含黄铁矿高岭石黏土岩,其沉积成岩环境为海陆过渡地区的潟湖还原咸水环境,Li含量与化学风化强度(CIA指数)密切相关,具有风化- 沉积型矿床的特征。富锂黏土岩中锂除少量赋存于锂云母之中外,主要是被吸附于黏土岩的蒙脱石相中,部分进入蒙脱石矿物结构,还有一部分赋存于伊利石中。Li除了来自火山岩的风化释放以外,部分还可能来自滨海浅层地下卤水的直接补给,从而形成含锂云母的高品位的富锂黏土岩。