离子吸附型稀土矿床

如题所述

一、概述

稀土元素包括镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钇、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥等元素,即元素周期表中第57~71号元素La-Lu镧系元素加上39号钇,钇不属稀土元素,但自然界中总是与稀土元素共生,故一并评价。稀土又可分为轻稀土(La-Eu),用∑Ce表示∑(La-Eu)含量称铈族组;重稀土(Gd-Lu+Y),用∑Y表示∑(Gd-Lu+Y)称钇族组。

稀土元素在自然界存在三种方式:独立矿物、类质同象、离子状态等,都可以富集形成有工业价值的矿床。离子状态可存在于硅酸盐、碳酸盐、硫化物等矿物中,当这些矿物受风化解体后,存在其中的离子状态的稀土元素得以释放出来,在迁移过程中又被粘土类矿物吸附富集形成矿床,称为离子吸附型稀土矿床。广西花岗岩和火山岩风化壳中,离子型稀土元素被高岭土、蒙脱石、铁锰的氢氧化物吸附富集,形成具工业价值的稀土矿床。广西这类矿床资源十分丰富。

1.资源情况

广西花岗岩类分布广泛,较集中分布于桂北、桂东、桂南、桂东南地区,大小有花岗岩体1200个,出露面积约2万km2,占广西总面积8.5%。根据1987 1990年广西地矿局和有色广西地勘局分别调查89个岩体,其中63个岩体风化壳中有离子吸附型稀土矿,调查面积约1.66万km2,先后共发现矿床(点)104处,其中大型矿床3处,中型矿床10处,小型矿床7处,矿点59处。资源量在全国排序中列第四位,仅次于广东、江西、内蒙古。

2.广西离子吸附型稀土矿床的分布

广西离子吸附型稀土矿床(点)主要分布于桂东南地区及桂东北地区。广西地矿局已评价的矿床(点)中,原矿∑Y≥50%,属高钇高铕重稀土的有苍梧县回龙、藤县塘村、岑溪市白梅等3矿点;其他均属轻稀土,又可进一步划分为六亚类:中钇中铕轻稀土、中钇高铕轻稀土、低钇高铕轻稀土、低钇中铕轻稀土、中钇低铕轻稀土、低钇低铕轻稀土等(表7-1)。

表7-1 广西离子吸附型稀土矿床(点)表

(1)轻稀土矿床(点)分布

1)中钇中铕轻稀土矿:主要分布于桂东北、桂南地区一带,产于母岩为黑云母二长花岗岩、花岗闪长岩及流纹斑岩的风化壳中,母岩以燕山早期岩体为主,印支期次之。该类型有大型矿床(花山)1处,中型(河塘、凭祥)2处,矿点5处。

2)中钇高铕轻稀土矿:主要分布于桂东南、桂东北地区,母岩为燕山早期、印支期及华力西期黑云母二长花岗岩及花岗斑岩。其中有大型矿床(大寺)1处,中型矿床(姑婆山、小董)2处,小型及矿点5处。

3)低钇高铕轻稀土矿:分布于桂东南地区。母岩为燕山期石英二长岩、二长花岗岩。有大型矿床(清湖)1处、中型矿床(马其岗)1处,矿点8处。

4)低钇中铕轻稀土矿:分布于梧州市及桂南一带。母岩为燕山期黑云母二长花岗岩、印支期花岗斑岩及下三叠统北泗组火山岩,其中有中型矿床(广平)1处,矿点7处。

5)中钇低铕轻稀土矿:分布于桂南地区。母岩为印支期花岗斑岩,下三叠统北泗组大青山流纹斑岩及燕山早期黑云母二长花岗岩,其中有中型矿床(伏波山)1处,小型矿床(大青山)1处,矿点4处。

6)低钇低铕轻稀土矿:分布于桂东、桂东北地区。母岩为加里东期及燕山早期的二长花岗岩、正长岩及华力西期二长花岗岩。其中有中型矿床(长岗顶)1处,矿点7处。

(2)重稀土矿分布

已发现重稀土矿(点)有苍梧县回龙、藤县塘村、岑溪市白梅等3处。

1)高钇高铕重稀土矿点:有回龙和塘村两处。矿点产于印支期及燕山早期的闪长岩、石英闪长岩、斜长花岗岩、辉长岩及辉绿岩的风化壳中。回龙岩体面积24km2,含矿面积仅6 km2;塘村岩体面积15.6 km2,含矿面积仅3.5 km2,均为矿点。

2)富钇高铕重稀土矿:仅发现岑溪市白梅1处。母岩为燕山早期石英闪长岩体,出露面积4km2,含矿面积2km2,为矿点。

二、矿源体及矿床

1.矿源体

广西属于华南稀土成矿域的重要组成部分,成矿母岩主要是桂东南—桂东地区燕山早期—印支期的花岗岩带,其次是加里东期、华力西期及燕山晚期花岗岩带,以及桂南地区下三叠统火山岩矿床。产于这些岩体的风化壳中。

(1)含矿花岗岩类及二长岩类

根据1987 1990年广西地矿局组织对全区89个岩体调查结果,有63个岩体风化壳中发现离子吸附型稀土矿,其中,燕山早期19个,燕山晚期10个,印支期10个,华力西期8个,加里东期4个(表7-2),其他12个。以燕山早期花岗岩体为矿源体的矿床最多。

1)主要含矿岩体岩石特征。根据全区调查,与稀土成矿有关的岩石类型主要有:含角闪石黑云母二长花岗岩、含紫苏辉石花岗斑岩、正长岩-二长岩-辉长辉绿岩杂岩、二云二长花岗岩、二长花岗岩、花岗闪长岩、石英闪长岩、钾长花岗岩等,以二长花岗岩和花岗斑岩体风化壳含矿最为丰富(表7-3)。

表7-2 广西含稀土矿主要岩体一览表

表7-3 含稀土矿主要岩体矿物成分表

2)主要含矿岩体岩石化学成分特征。根据调查研究表明,含矿岩体岩石化学成分与稀土元素,含量密切有关:SiO2与稀土总量呈负相关;∑Ce/∑Y轻重稀土比值与SiO2也呈负相关;∑REO,δEu与CaO呈正相关;稀土总量∑REO与咸度(Na2O+K2O)也呈正相关。从矿区详查研究,也发现稀土元素及矿物在钾化带和钠化带中有富集现象。各含矿岩体岩石化学成分特征见表7-4。

3)主要含矿岩体中稀土配分。根据调查统计结果,广西花岗岩类稀土元素平均值为REO 262×10-6,各期含矿花岗岩稀土丰度为:四堡期REO 222×10-6,171×10-6,加里东期REO 252×10-6,华力西-印支期265×10-6,燕山早期REO 321×10-6,燕山晚期REO 222×10-6,以燕山早期最高,而四堡期因岩体位于九万大山地区,剥蚀强烈,风化壳不发育,无离子吸附型稀土成矿条件。

主要含矿岩体稀土配分调查结果(表7-5),以黑云二长花岗斑岩、石英闪长岩及杂岩体丰度稍低。如花山岩体稀土丰度REO 384×10-6,姑婆山岩体REO 416×10-6,柏桠REO 626×10-6,伏波山REO 416×10-6,台马岩体REO 307×10-6,这些岩体风化壳均发现有稀土矿床,而且丰度较高,风化壳富集成矿的品位也相对较高。

表7-4 含稀土矿岩体岩石化学成分及化学特征数值表

表7-5 主要含矿岩体稀土配分表

轻、重稀土比值,广西含矿岩体比值在2.15 18.59之间,以花岗闪长岩、钾长二长花岗岩、石英二长岩等比值较高;二长花岗岩、花岗斑岩等比值较低,但柏桠岩体等少数岩体达6.3,属特殊现象;而回龙石英闪长岩体,∑Ce/∑Y 2.15,∑Y 68.61%,证实母岩重稀土丰度高,其风化壳中存在重稀土矿床(点)。

稀土元素赋存于造岩矿物,斜长石、黑云母、角闪石等矿物中;其次副矿物,如锆石、榍石、独居石、磷钇矿、褐帘石、褐钇铌矿、磷灰石等都含一定稀土元素。从广西区调队对大容山-十万大山花岗岩带中随机取8个单矿物作稀土元素分布测定(表7-6)均证明造岩矿物和副矿物均含一定量的稀土元素。根据广西第六地质队对陆川县清湖岩体单矿物采样对稀土元素分析结果(表7-7),造岩矿物和副矿物含稀土,但风化作用下造岩矿物中的稀土大量从载体中离解出来,而副矿物随稀土含量普遍较高,但它是呈矿物相产出于风化壳中。根据广西有色204地质队1964年对姑婆山花岗岩风化壳中褐钇钶砂矿床研究中对褐钇钶矿单矿物分析结果,稀土含量:Ce2O3 1.34%8.13%,Y2O3 30.29%37.03%,其他元素Nb2O5 37.73%46.45%,Ta2O5 1.24%4.3%,UO2 0.4%7.06%,UO3 0.9%5.25%,U3O8 3.7%7.77%,ThO2 1.01%3.01%,证明岩体副矿物均含有一定量稀土元素。

表7-6 主要含矿岩体稀土配分表(%)

表7-7 清湖岩体单矿物稀土配分表(%)

(2)含矿火山岩系

已知含稀土矿床火山岩系分布于桂西南崇左、龙州、凭祥一带。构造上属中生代凹陷边缘,为海相下三叠统北泗组火山岩,其风化壳多形成离子吸附型稀土矿,已知有崇左市六丑、大青山、凭祥市英阳、叫果、龙州扣孟崇左雁梭、板岭、江洲那贞、龙州八角、龙坳等矿点。

1)含矿火山岩岩石特征:分布于凭祥、龙州、崇左一带北泗组火山岩,由英安岩、流纹岩、凝灰岩、熔岩凝灰岩、凝灰角砾岩、英安质角砾岩等组成,厚22~1162m,计有两个喷发旋回,第一旋回以安山质火山岩为主,2 5个韵律;第二旋回为流纹质火山岩1 5个韵律,火山岩底部灰岩时代为早三叠世晚期。

2)含稀土特征:火山岩岩石化学成分属于钙碱系列,基岩中稀土含量平均REO 0.029%,风化壳REO 0.078%,矿体平均REO 0.113%,基岩到成矿的富集度(F)3.9,可看出由基岩→风化壳→矿体逐步富集成矿。

三、矿床简介

1.花山稀土矿床

(1)位置及规模

位于钟山县花山红花、城厢及富川县柳家乡一带,属中钇中铕轻稀土配分类型,经详查探明为大型矿床(图7-1)。

(2)矿床地质特征

母岩为花山岩体,属燕山早期第三阶段中粗粒斑状黑云二长花岗岩,U-Pb同位素年龄175 161Ma,岩体出露面积567km2,调查成矿面积90km2。含矿(风化壳)面积仅19.2km2,矿体产在海拔200 350m的低山丘陵地貌区,比高50 100m。矿体呈层状、似层状产于全风化及半风化层内,共有23个矿体,分布于8个地段内,单个面积0.4 1.2 km2,最大为2.46 km2,矿体厚1 18.10m,平均厚5.84m,矿体为浮土覆盖,覆盖层厚0.3 3m,山坡局部裸露。

矿石品位∑REO 0.07%0.268%,单样最高0.433%。矿体平均0.125%,浸取率61.14%。原矿稀土配分:∑YO 34.85%,Y2O3 22.78%,Eu2O3 0.57%,属中钇中铕轻稀土矿。

花山岩体母岩稀土REO 384×10-6,∑YO 19.8%,Y2O3 12.7%,Eu2O3 0.29%,人工重砂中黑云母稀土含量0.093%0.422%,平均0.248%,故黑云母也是稀土的主要来源之一。

稀土矿体位于花山花岗岩体风化壳中,在垂直方向上,由强风化带→全风化带→半风化带,稀土含量有由低到高的趋势,如表7-8。该矿床有8个矿段,各矿段矿体为中钇中铕轻稀土矿。分别为:周家,包括①、②号矿体;邓家坝,包括③号矿体;古楼,包括④⑤⑥号矿体;北槽,⑦号矿体;红花,包括⑧⑨⑩矿体;梓里,包括11至16号矿体;平西,包括18、19、20、21号矿体;十里,包括22、23号矿体。

图7-1 钟山县花山稀土矿床示意图

表7-8 清湖岩体单矿物稀土配分表

全矿区累计探明总资源量达大型矿床。

2.钦州市大寺(那蒙)稀土矿床

(1)位置及规模

位于钦州市小董镇那蒙一带,包括印支期台马碎斑(含紫苏)花岗斑岩体(731.5km2)和大寺连斑(多斑)紫苏石榴堇青黑云母花岗斑岩体(243.5km2),矿区面积10.55 km2(图7-2)。属中铕中钇轻稀土配分类型。经广西第三地质队普查探明为中型矿床。

图7-2 钦州市那蒙稀土矿区地质图

(2)矿床地质特征

母岩为台马岩体,Ar-Ar同位素年龄250Ma,大寺岩体Ar-Ar同位素年龄244Ma。均属“S”型花岗斑岩。矿体产于海拔200 350m的低山丘陵,比高50 100m。矿体产于岩体顶部风化壳中,风化壳厚7.5 24.5m,呈似层状,常以山丘为中心被沟谷切割侵蚀,故使矿体残缺不全,而呈裂叶状、港湾状。矿体厚0.5 11.9m,平均厚4.13m,浮土盖层厚0 16.95m,平均埋深5.26m(图7-3)。矿体已用400m×400m 800m×800m工程网度普查。

矿石浅灰黄色、灰白黄褐色,风化残斑构造,以粘土矿物和石英为主,稀土元素呈离子状态吸附于粘土矿物中,稀土总量(REO)品位在0.05%0.354%之间,平均0.111%。稀土浸取品位在0.035%0.322%之间,平均为0.084%。矿石浸取率平均为77%。

图7-3 那蒙矿区近东西向柱状对比图

台马岩体和大寺岩体风化壳剖面稀土分布型式见图7-4,其配分特征详见表7-9,岩体顶部(风化壳)地形对稀土富集有一定影响,地形坡度小于15°(±),潜水呈垂直方向活

图7-4 风化壳剖面稀土分布型式

表7-9 清湖矿区ZK0047号钻井稀土垂向变化表

动,稀土元素呈垂向下渗,在潜水面上下富集成矿;当坡度大于15°时,潜水侧向流动为主,稀土元素被带走,品位降低。

该矿区普查结果,中钇中铕轻稀土矿总资源量TR2O3达中型矿床。

3.清湖稀土矿

(1)位置及规模

矿区位于陆川县清湖乡与广东平定镇交界。矿区坐标:东经110°16′30″ 110°21′50″;北纬21°58′45″ 22°05′00″。广西境内出露面积105km2。岩体风化壳中离子吸附型稀土矿与钛铁矿共生,稀土属低钇高铕轻稀土配分类型。稀土及钛铁矿床均属大型规模。

(2)矿床地质特征

成矿母岩为石英二长岩为主,局部有石英闪长岩、闪长岩、辉长岩等(图7-5),造岩矿物和副矿物普遍含稀土元素(其含量详见表7-7),副矿物组合为磁铁矿—钛铁矿—磷灰石,风化壳中含钛铁15.146kg/m3,故风化壳中形成离子吸附型矿体与钛铁砂矿体重叠共生一起。母岩稀土配分REO 342×10-6,∑Y 16.28%,Y2O3 59.74%,Eu2O3 0.69%,含矿面积20km2,厚8.28 37.69m,平均15.08m。稀土矿体分布矿区北部,低山—丘陵,海拔20144m,共圈定了17个矿体,矿体呈层状、似层状,单矿体面积2000 415344.3 km2,厚度1.2 10.57m,一般3 6m,平均8.18m。矿体埋深3.01 10.13m。

图7-5 清湖稀土矿床地质略图

矿石为灰黄褐色,松散结构及残余二长结构。矿物成分有高岭土、埃洛石、蒙脱石、次为石英、绢云母,少量钛铁矿、磁铁矿。稀土元素呈离子状态赋存粘土矿物中,17个矿体的稀土总量平均品位∑REO 0.096%0.259%,浸出率50%90%,浸取品位0.060%0.152%。原矿稀土配分为∑YO 9.58%53.73%、Y2O3 18.5,∑Ce 46.27%90.42%,Eu2O3 0.7%1.1%属低钇高铕轻稀土配分类型。但局部矿体Y2O3>20%~38%,属中钇高铕轻稀土。

矿体在垂直方向上有轻稀土富集于上部,由上而下品位逐渐降低,而重稀土则相反,由上而下逐渐变富,详见ZK0047号钻孔为代表的剖面变化(见表7-9)。清湖稀土矿共生钛铁砂矿,圈定了6个钛铁矿体与稀土矿重叠一起,含矿总面积19.9367km2,矿体平均厚度1.04 12.36m,平均8.3m。钛铁矿平均品位16.536 26.339kg/m3,平均19.319 kg/m3。钛铁矿矿物总量资源量达大型矿床。

广西第六地质队1989年对清湖矿区普查探明总资源量(D+E级)低钇高铕轻稀土矿为大型矿床。

4.回龙重稀土矿点

(1)位置及规模

该矿点位于苍梧县回龙乡一带,属于高钇高铕重稀土配分类型,矿点。

(2)矿床地质特征

母岩为印支期新地岩株。面积24km2。岩性为闪长岩,由斜长石59%65%、普通角闪石0 35%、普通辉石0 5%、石英0 8%组成。岩石化学成分:Al2O3 15.31%,SiO2 51.65%,TiO2 2.62%,Fe2O3 1.87%,FeO 10.29%,MgO 3.49%,CaO 7.54%,Na2O 2.2%,K2O 1.21%。岩体副矿物有钛铁矿、磁铁矿、锆英石、独居石、磷钇矿等。母岩稀土配分为REO 183×10-6,∑Y 31.76%,Y2O3 19.86%,Eu2O3 1.11%。

矿体位于岩体顶部风化壳中,含矿面积6km2,厚度3.6m,原矿品位REO 0.095%,∑YO 68.61%、Y2O3 49.72%,Eu2O3 1.28%。浸取率83.43%。

矿区地形标高100 150m,比高50 100m,属丘陵地貌,岩体风化壳厚5 17m,平均厚7.6m,矿体埋深0 11m。风化壳中伴生钛铁矿20 30kg/m3

重稀土矿点在桂东地区尚有藤县塘村高铕高钇重稀土矿和岑溪市白梅富钇高铕重稀土矿两处。

5.下三叠统火山岩风化壳稀土矿床

(1)位置及规模

集中分布于桂西南凭祥、崇左、龙州一带。包括大青山、扣孟、英阳、六汤等小型矿床或矿点。稀土配分为中钇低—高铕轻稀土类型。现以大青山小型矿床为例。

(2)大青山稀土矿床地质特征

成矿母岩为下三叠统北泗组第二喷发旋回的中酸性熔岩,岩性为流纹斑岩、流纹岩等。厚度320 1390m。火山岩出露面积83km2。母岩稀土配分为REO 294×10-6,∑Y 21.22%,Y2O3 15.15%,Eu2O3 0.17%。属中钇低铕轻稀土类型。

矿区海拔400 600m,比高100 200m,属低山丘陵地貌,火山岩风化壳厚度山顶平均6.8m,山腰边坡平均4.4m,山脚基岩裸露,一般风化壳厚3.8 10m,平均5.48m。浮土盖层厚0 3.19m。

矿区普查面积仅2.54km2。厚1 9m,平均2.81m。原矿品位REO 0.07%0.234%,平均0.113%,风化壳稀土配分分类:∑Y 42.07%,Y2O3 31.13%,Eu2O3 0.31%,浸出率74.93%。

广西第四地质队1990年普查矿区,探明中钇低铕轻稀土矿达小型矿床。

四、成矿模式

1.矿床的形成过程

(1)矿源体的形成

广西境内稀土成矿的母岩主要是各期花岗岩类,混合花岗岩及中下三叠统中酸性火山岩,尤以燕山早期花岗岩与稀土成矿关系密切。可看出矿源体是稀土成矿的先决条件之一,经统计母岩含稀土丰度在REO 146×10-6~626×10-6的花岗岩及火山岩风化壳中,都有离子吸附稀土矿床(点)分布,稀土元素赋存于副矿物中,也赋存于造岩矿物中(见表7-6,7-7)。稀土元素富集成矿与岩石类型的关系,由闪长岩→二长岩→二长花岗岩→花岗岩的稀土元素丰度逐渐增多,岩石化学成分特征是SiO2,K2O+Na2O与稀土呈正消长,而与Al2O3,MgO,CaO的关系呈负消长。故桂东、桂东南地区重熔型花岗岩稀土丰度REO 264×10-6,同熔型花岗岩REO 256×10-6,桂南地区下三叠统火山岩REO 278×10-6~290×10-6,加上桂东南地质构造条件及湿热气候条件,经过风化作用形成众多稀土矿床、矿点。

(2)风化壳稀土矿床的形成

1)气候对稀土元素富集的影响:广西区地处低纬度,又濒临北部湾,受海洋性和区域性大气候环流的影响,形成亚热带季风气候,属于典型炎热湿热的气候带,有利于化学风化作用;稀土元素易从矿物中溶解出来,又被粘土矿物等吸附,从而富集为离子吸附型稀土矿床。

2)地形、地貌及新构造运动直接影响风化壳发育程度及保存状态:广西多山区、沟谷发育,在切割深度小于50 100m的低山或丘陵,地形坡度角小于15°,平缓,风化壳层序发育完善,物理及化学风化作用彻底,往往形成较好的风化壳矿床;若坡度角大于30°,尖顶陡峭,风化壳遭剥蚀破坏,也难形成风化壳矿床。

新构造运动在桂东、桂东南地区,主要表现在缓慢间歇性抬升,尽管断块多次抬升又多次下降(见第二章第二节,三)相对处于亚平衡状态,下降沉积大于上升剥蚀,风化壳保留较好,厚度较大,离子吸附型稀土矿体(层)厚度也就较大;而桂北、桂西北及桂北九万大山地区由于新构造运动以来剧烈抬升大于沉降,剥蚀大于风化壳的发育,故一些花岗岩体基岩裸露,风化壳矿床也就不太发育。

3)风化壳的pH值与离子吸附型稀土成矿密切相关:根据1990年广西地矿局全区调查资料,认为pH值控制了稀土元素的迁移和富集。在弱酸性—近中性介质条件下,稀土从矿物离解出来后呈离子状态,与等酸根结合形成络合物,在地下水渗透,经流动、迁移、分异,在风化壳中下部有利部位次生富集,依调查测定主要含矿岩体风化壳表明,pH值在5.5 6.5时最有利于稀土矿的富集(表7-10)。

表7-10 含矿岩体风化壳pH值与品位关系表

综上所述,离子吸附型稀土矿床的形成应取决于如下条件:A.成矿母岩稀土丰度REO 146×10-6~626×10-6,经风化均可富集成矿;B.稀土元素主要来源于造岩矿物风化离解出来的部分,它吸附于粘土类中;C.风化壳越发育完整,厚度越大,成矿越有利;D.低山丘陵地貌,海拔400m以下,比高小于100m的缓坡低洼地带,有利成矿富集;E.风化壳的pH值一般在5.5 6.5有利于成矿。

2.成矿模式

(1)矿源体特征

离子吸附型稀土矿的成矿母岩以燕山期二长花岗岩为主,印支期花岗闪长岩、花岗斑岩次之,比较集中分布于桂东北、桂东南及云开地区的构造—岩浆岩带区中。燕山早期花岗岩稀土丰度在REO 300×10-6以上的岩体,风化壳保存较好的均可形成离子吸附型稀土矿床(点)。印支期中酸性、酸性岩体一般稀土丰度REO 265×10-6以上的岩体,风化壳保留较完整也可成矿。

(2)矿源体在表生条件下稀土元素的富集规律

1)处于低纬度温暖湿热气候条件下,低山、丘陵地貌,风化壳发育,稀土矿化普遍,比较容易富集成矿,同时常伴生矿物型稀土砂矿。

2)新构造运动之断块差异活动,直接影响风化壳发育程度及保存状态,可用风化壳厚度;剖面的完整性;矿物分解,元素富集或流失等三方面衡量。如桂西、桂北地区由于抬升剥蚀往往大于风化壳生长,因此离子吸附型稀土矿难以富集,而桂东南一带,抬升剥蚀与风化壳发育相对处于均衡,风化壳发育厚度大,剖面完整,矿物风化作用强烈,故形成了规模较大的风化壳离子吸附型稀土矿床(点)及风化壳型砂矿床。

(3)矿床的形成过程

花岗岩及含矿岩体暴露地表后受外营力作用,矿物及岩石首先发生机械破坏作用,继而发生化学风化作用,大量长石风化变为高岭土、水云母等粘土矿物,造岩矿物中所含稀土元素从矿物中离解出来后又被粘土矿物吸附或经淋滤、迁移、沉淀富集于风化壳的中、下部成矿体。

(4)成矿模式

广西离子吸附型稀土矿床的成矿模式见图7-6。

图7-6 离子吸附型稀土矿床成矿模式

五、成矿预测

本章成矿预测以成矿系列理论为指导,应用类比法、结合区域地球化学、地球物理、河流重砂及遥感信息等,建立成矿模式,圈出成矿带(区)进行定性成矿预测。

1.成矿区的划分

根据广西地矿局1987 1990年全区离子吸附型稀土资源调查研究结果,对稀土矿产资源分布、成矿地质条件、成矿规律已进行初步研究总结,并参照广西地质勘查总院2005年《广西稀土矿资源现状及开发前景研究》成果,在此基础上结合1∶20万化探扫面及区域1∶100万重砂资料综合研究划分三个(相当4级)成矿(区)带,见图版Ⅵ。

(1)桂东北成矿区(Ⅰ)

位于桂东北地区,南自昭平,北至恭城,西由鹿寨—武宣,东至富川—贺州一线,构造上属桂东北凹陷,含矿花岗岩受北东向和东西向构造控制。呈岩基或岩株出露。含矿岩体时代以燕山期为主,加里东期次之。含矿花岗岩包括花山、姑婆山、桂岭、乌羊山、栗木等岩体。有一个次级成矿区:花山成矿带(Ⅰ1),该成矿带有花山、姑婆山、栗木等燕山早期的花岗岩,稀土丰度一般384×10-6~1198×10-6。岩体风化壳厚度2.4~6.8m,稀土品位REO 0.0064%~0.17%。已发现大型矿床1处,中型1处。成矿远景好。

(2)桂南成矿区(Ⅱ)

位于桂南地区,即北纬24°线以南,包括大桂山、大容山、六万大山、十万大山一带,呈北东—南西走向,长约430km,宽100~150km。地质构造上位于钦州残余地槽、北部湾凹陷。含矿岩体受北东向构造控制,呈北东向展布,有大寺等岩体为印支—华力西期,矿源体岩性较复杂,有黑云母二长花岗岩、花岗闪长岩、石英二长岩、花岗斑岩,下三叠统中酸性火山岩等。可进一步划分为两个次级成矿区(带):

1)钦州成矿带(Ⅱ1

位于玉林—钦州一带,地质构造上位于岑溪-博白大断裂带以西,包括大容山、六万大山、大寺、小董、河塘等17个含矿岩体,面积共约3000km2。岩体稀土丰度516×10-6~1332×10-6,属低山丘陵地貌,风化壳十分发育,一般厚度1.76~6.5m,风化壳稀土一般品位REO 0.064%~0.18%。该矿带内已发现大型轻稀土矿1处,中型2处,矿点14处,为重要成矿区。

2)凭祥成矿带(Ⅱ2

位于崇左、凭祥市一带。构造上位于右江再生地槽南缘。成矿母岩为下三叠统北泗组中酸性火山岩为主,次为伏波山花岗斑岩,含矿面积约580km2。岩体稀土平均丰度:大青山REO 0.029%,伏波山为0.042%,风化壳前者一般含稀土REO 0.076%,后者为0.086%。矿体富集:大青山一般品位0.113%,伏波山为0.12%。属低山丘陵地形。风化壳发育,厚度1.62~5.88m。稀土配分类型多属低钇中铕轻稀土。有一定找矿潜力。

(3)桂东南成矿带(Ⅲ)

位于云开大山地区,包括梧州—陆川—博白—北海一带。地质构造上位于岑溪-博白大断裂带以东,含矿岩体面积约2000km2。岩体呈北东—南西展布,包括广平、长岗顶、清湖、陆川、柏枒等19个岩体,含矿岩性为黑云母二长花岗岩、钾长花岗岩、闪长岩、花岗斑岩(清湖岩体为中基性杂岩)等。岩体稀土丰度224×10-6~342×10-6。属中低山—丘陵地形,岩体风化壳发育较好,一般厚度2.23~4.85m,风化壳含稀土REO 0.06%~0.185%。该矿带内已发现大型矿床1处,中型3处、矿点15处,成矿远景好。

(4)桂中桂西成矿区(Ⅳ)

该区为右江流域及柳江平原,东西长约360km,南北宽约270km。含矿母岩为下三叠统中酸性火山岩。多属岩溶中-低山、丘陵地貌,风化壳发育。有一定成矿条件,但稀土研究程度较低。大致可划分为两个次级成矿区。

1)平果成矿带(Ⅳ1):位于田阳、平果一带。在右江断裂带西南侧。成矿母岩以下三叠统中酸性火山岩为主,层位与凭祥、龙州一带含稀土火山岩层位一致,均属低山丘陵,风化壳发育,推断有一定成矿条件。

2)来宾成矿区(Ⅳ2):位于上林、来宾一带,成矿条件与Ⅳ1成矿区相似,但地质研究程度较低。

2.成矿预测

我们应用上节广西风化壳稀土矿床成矿理论指导,结合1∶20万区域化探扫面成果资料及综合信息的预测方法来圈定成矿预测区,为普查及资源调查选区提供参考,现将预测区分为A、B、C三类。

(1)A类预测区

成矿地质条件好,找矿信息多,矿床、矿点多,化探异常明显,矿源体出露面积大,风化壳发育,地貌地形有利,找矿潜力大,部分可开展稀土普查,大部可进行资源调查,局部可进行详查的区域。

(2)B类预测区

成矿地质条件好,有供找矿借鉴的信息,有矿源体的岩体出露,风化壳发育,地形地貌有利,有矿床、矿点分布,有找矿潜力,预测区内须进行稀土资源调查,局部地段可开展普查。

(3)C类预测区

成矿地质条件较好,有一定找矿信息,有矿源体岩体出露及风化壳较发育,有一定找稀土标志,找稀土有一定潜力,预测区内应先开展稀土资源调查工作。

根据上述原则共划分出A类预测区3个;B类预测区2个;C类预测区2个(见图版Ⅵ,表7-11)。

表7-11 广西风化壳离子吸附型稀土矿成矿预测区特征表

续表

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