广西云开地区风化壳离子吸附型 稀土矿矿床特征及成矿模式潘华（广西地质勘查总院， 广西 南宁 530023 ）[摘 要] 广西云开地区位于武夷—云开岩盆系武夷岩浆弧广宁深成岩带、华夏古陆与南华活动带的交切部位， 其花岗岩侵入岩体风化壳内常富集离子型稀土矿， 特别是中性、 基性、 超基性杂岩体风化壳内找矿 前景较好文章从区域地质、 物化探特征和矿床形成条件等方面分析了风化壳离子吸附型稀土矿矿床特征，同时列举了云开地区典型的风化壳离子吸附型稀土矿床 [关键词] 离子吸附型稀土矿云开地区矿床形成条件成矿模式广西云开地区泛指容县—博白一线以东广西境内 地区,包括云开隆起西南部与博白拗陷 2 个构造单元,面 积近 11800km2该区以丘陵地貌为主， 海拔标高一般小 于 300 m， 比高小于 100 m， 属广西稀土矿重要的成矿区 带已有资料显示， 该区域内有风化壳离子吸附型稀土 矿床 （点 ） 20 多处， 矿石以轻稀土为主， 仅北部有 2 个矿 点 为重稀土配分云开地区侵入岩体发育， 风化壳分布 面 积广泛， 勘查开发程度较低， 资源潜力 （REO ） 估计超 过百 万吨， 有较好的找矿远景。
部， 燕山期酸—中酸性岩大部分受岑溪—博白大断裂控 制， 呈带状分布， 并呈岩脉、 岩株产出， 个别为岩基 岩体 受岑溪—博白大断裂控制， 呈 NNE 向带状分布， 多呈岩 株 产于 NE 向与 NW 向断裂交汇处 花岗岩体成因以同 熔 型为主， 重熔型次之岩石类型除陆川县清湖岩体为 中 —基性杂岩体外， 一般为黑云母二长花岗岩、 钾长花 岗 岩、 角闪石黑云母闪长岩、 花岗斑岩、 正长岩等其风 化壳 内常富集离子型稀土矿， 特别是中性、 基性、 超基性 杂岩 体风化壳内找矿前景较好1.2 重力、 磁异常特征布格重力异常以重力低为主要特征， 异常为 NE 方 向， 在云开地区最西面存在 NE 方向的梯级带， 且为重 力高与重力低的线形边界， 据推测为深大断裂， 梯级带 为云开隆起—大瑶山凹陷分区线 重力异常图中还存在 多个重力低闭合圈， 推测其为酸性侵入岩的反映航磁异常主要以负磁场为背景，区内局部异常众 多， 近 300 个， 呈 NE 向带状分布， 长达 295km， 宽度30～50km， 单个异常宽度窄， 梯度陡， 正负相伴， 强度大 者可达千余 nT， 可能是因为有蟠龙、 上冲等大型铁矿的 存在。
而区内北西面边缘异常平缓，仅有 10～20nT 的 变化 含稀土矿的风化壳多数位于负磁场值变化平缓的1 区域地质、 物化遥特征概况1.1 区域地质特征云开地区位于武夷—云开岩盆系武夷岩浆弧广宁 深成岩带、 华夏古陆与南华活动带的交切部位(以往称之为云开地块和钦防 （残留 ） 海槽)该隆起部位形成了 两广边界的屏障—云开大山山脉区内下古生界区域变质岩、 混合岩与不同时期的花 岗岩分布广泛， 构造比较复杂 基底和盖层褶皱、 断裂发育， 区域构造总体方向呈 NE 向， 紧密线状， 轴面多近直 立， 倾角陡 （60°～90°） 加里东期和燕山期侵入岩极 为发育， 加里东期混合花岗岩多分布于隆起中心背斜轴［作者简介］潘华(1978- )， 男， 2001 年毕业于成都理工学院 （学士 ） ， 地质学专业， 地质矿产工程师， 主要从事地质矿产工作表 1ZK001 稀土配分垂直剖面变化表区带内 1.3 化探异常特征据分布于区内 1:20 万区域化探扫面原始数据统计 分析， 从钇镧锆(Y、La、 Zr)单元素异常图及异常剖析图可知Y、La、 Zr 元素发育良好， 均具外、 中、 内带； 各元素 异常主要分布于云开地区中东部及北西角花岗岩出露区,在其它花岗岩体出露区呈零星分布， 在已知的离子 吸附型稀土矿床区均有 Y、La、 Zr 元素异常分布， 与区内主要含矿花岗岩体空间分布特征相吻合， 异常连续性一 般， 规模较大， 浓度分带较为明显。
江西地矿局研究资料 显示，花岗岩类岩石化学成分中 Si／Ti ×l03 比值 0.9为轻、 重稀土赋存类型的分界线， 比值大于 0.9 属于重 稀土赋存类型， 比值为 0.4～1.3 还会出现难风化的稀土磷酸盐矿物赋存类型，而云开地区花岗岩 Si／Ti×l03比值小于 0.4 和大于 1.3 较普遍，为有利成矿的稀土赋 存类型 1.4 遥感异常特征云开地区岩浆岩地貌遥感影像特征表现为：浅紫 灰、 绿、 暗绿色彩明显或隐晦 （明显至模糊） 的环带、 环 线、环状、 弧线状影像， 地表沟谷、 山体组合多形成穹窿状的正凸起地形， 环内影纹较粗， 以近圆 环、 椭圆环形状为主， 环内水系多成放射岩为主， 局部为闪长岩和辉长岩主岩体按岩石结构及 矿物成分可分为内部相(中—粗粒石英角闪二长岩)和边 缘相 (细粒石英二长岩)岩体副矿物为磁铁矿—钛铁 矿—磷灰石组合， 含钛铁矿高达 3691.1g／t矿区海拔标高一般为 20～144m， 比高 5～50m， 属 低丘地貌风化壳发育， 厚度 8.28～22.58m， 平均厚度15.08m主要矿物稀土含量 REO(ppm)： 角闪石 l663.69， 黑云母 2.89， 斜长石 l74.86， 钾长石 43.24， 钛铁矿 669.71， 锆石 2211.29， 榍石 5047.19， 磷灰石 l5411.71。
母 岩稀土配分REO 342ppm，∑YO 16.28%， Y2O3 9.74％， Eu2O3 0.69％矿体厚度 1.7～l0.46m， 平均厚度 4.30m 矿石品位 REO 0.076％～0.201％， 平均 0.172％， 浸取 率 57.66％稀土矿矿体厚度与钛铁矿厚度呈反比关 系 稀土配分特征：矿区稀土配分比较复杂且变化大， 在同一工程中， 一般上部为轻稀土， 下部为重稀土 已有 资 料显示， 属轻稀土类型占绝大多数如某 ZK001(见表1)， Eu2O3 随原矿品位增加略有增高， Y2O3 则随着井深的 增加而明显增高， 在风化壳剖面中， 重稀土富集在全风 化层中下部原矿稀土配分：∑YO 27.57%， Y2O3 18.50%，Eu2O3 0.90%属大型矿床， 其东部延至广东境内 与离子吸附型稀土矿有关的蚀变类 型较复杂， 但不论是何种蚀变类型， 均与 羟基、 铁染关系密切， 如蚀变矿物大多含 有羟基团 （OH-） ，对应的 ETM 波段在 ETM7 (2.08～2.35μm) 波段产生低值， 在 ETM5(1.55～1.75μm)波段相对值高 通过 叠加已知矿床、矿体进行空间对应性分 析， 遥感羟基、 铁染及组合异常在部分岩 2.2 马其岗稀土矿床该矿床位于博白县沙河乡。
成矿母岩为燕山晚期马 其岗岩体， 岩性为石英二长斑岩、 紫苏辉石二长岩 岩体属超浅成同熔型， 平面呈椭圆形岩株产出， 面积 25km2矿区海拔标高 l50～200m， 比高 30～50m， 属低丘地貌风化壳发育， 厚度 20～30m， 平均厚度 22m 矿体呈似层 状产出， 厚度 2～7m， 平均厚度 3.01m矿石品位 REO0.07％～0.269％， 平均 0.135％， 浸取率 74.02％ 原矿稀土配分∑YO 23.14％， Y2O3 13.71％， Eu2O3 0.91％ 属中 型矿床体内部呈现大面积异常， 这些异常与风化壳离子吸附型 稀土矿的存在关系密切云开地区典型的风化壳离子吸附型稀2 土矿床 2.1 清湖稀土矿床该矿区位于陆川县清湖乡 成矿母岩为燕山早期第 三阶段清湖岩体岩体地跨桂粤两省边界，出露面积105km2， 其中广西境内占据近一半该岩体以石英二长表 2清湖矿区母岩主要矿物稀土含量表风化壳离子吸附型稀土矿床形成条件（3 ）气候条件不同气候条件，岩体风化作用的过程是不同的， 形 成的风化壳也不同温湿多雨气候， 有利于化学风化作用， 易形成 SiO2、Al2O3、Fe2O3 水合物的混合物， 其 Al2O3、Fe2O3 淋滤到下层，Cl、 Na、Ca、Mg、K 等元素则呈离子状 态，在水的作用下迁移淋出， 而形成含铁铝较高的硅酸盐高岭石族矿物， 这为稀土离子的吸附和沉淀， 创造了 有利条件和环境。
云开地区气候特点为夏长、 炎热多雨， 冬季偶有奇寒， 干湿季节分明， 对风化壳的形成和保存极有利4 ）新构造条件 晚近时期新构造运动， 对形成和保存风化壳起着制约性的作用， 如地质体处于新构造运动下降区， 则风化 壳被保存， 上升区则受到剥蚀只有当地质体处于缓慢 上升或间歇性缓慢上升状态， 相对持平时， 才能形成和 保存良好的风化壳云开地区从中生代地壳剧烈变革 后， 逐渐处于相对稳定的时期， 在喜山运动影响下， 地壳 经多次升降， 基本处于持平状态， 后逐渐缓慢上升， 奠定 了区内现代地貌的基础 新构造运动对区内各岩体风化 壳的形成和保存所起作用比较明显5 ）地貌条件 低山及丘陵区， 切割浅， 风化壳发育， 易形成全覆式风化壳， 对稀土成矿有利不同侵入岩体、 构造部位、 风 化条件， 其地貌是有区别的桂东南地区矿体多位于海 拔标高 200m 以下， 比高 l0～50m， 地形地貌对矿体分布 具有一定的控制作用 （6）风化壳 pH 值条件风化壳 pH 值的大小与稀土元素的富集密切相关， 它明显地控制了稀土元素的迁移和富集 在弱酸性—中3 和成矿模式 3.1 矿床形成条件风化壳离子吸附型稀土矿床，既属风化壳类型矿 床， 也是特殊的离子吸附型矿床， 江西省地矿局曾提出 “五元一体”平衡统一模式它的内生因素必须具备母岩 稀土丰度与稀土元素赋存、 易解的条件； 风化、 气候、 地 表水渗淋的 pH 值和构造升降持平状态等外生因素必须具备有利于风化壳发育和保存的条件。
云开地区此类稀土矿形成条件如下：（1 ）母岩的稀土丰度 母岩的稀土丰度是稀土成矿物质来源的基础， 是成矿的先决条件， 其高低直接影响到稀土元素在风化壳中 能否富集成矿当其他成矿条件皆具备时， 母岩中稀土 丰度愈高， 对稀土元素在风化壳中富集愈有利已发现的矿床， 其母岩稀土丰度较高， 清湖岩体 REO 342ppm、马其岗岩体 REO 293ppm2 ）稀土在母岩中的赋存状态 稀土在母岩中的存在形式， 对矿床的形成具有重要意义 当稀土元素存在于母岩中不易风化解离的晶格能 较高的稀土矿物内，一般不易形成离子型稀土矿床； 若 存在于易风化解离的晶格能较低的含稀土矿物内， 风化解离的稀土元素易被粘土类矿物因破键等原因吸附， 以 维持其电价平衡， 故粘土类矿物最有利于离子型稀土的富集资料表明， 稀土元素在花岗岩中主要以稀土矿物 型及类质同象型 2 种形式存在 如中国地质科学院袁忠信研究员对清湖矿区成矿母岩的主要造岩矿物、 副矿物 稀土元素含量进行了测定， 其结果(见表 2)表明， 易于风 化的造岩矿物稀土占有率为 90％性介质条件下，稀土元素与 HCO - 等酸根结合成络合3 物， 在水介质参与下， 经迁移、 分异在风化壳有利部位形 成次生富集。
云开地区的主要含矿岩体风化壳测试结果 表明， pH 值在 5.5～6.5 时最有利于稀土元素的富集， 绝 大多数稀土元素在 pH 值 =6 时，RE2O3 ＞0.1％ （见图1 ） 3.2 成矿模式云开地区内四堡期富含稀土元素花岗岩体侵于青 白口系沉积碎屑砂岩中形成黑云二长花岗岩， 加里东期 岩体侵于志留系形成黑云二长花岗岩， 燕山期岩体侵于侏罗系中形成二长花岗岩 在多期次的构造运动及地质图 1云开地区稀土矿 QJ 001、QJ 1002 pH 值与 RE2O3 关系图 2云开地区风化壳离子吸附型稀土矿成矿模式示意图格中释放出来， 被风化壳中的粘土吸附而不断富 集 表生成矿富集部位主要在风化壳全风化层中 的次全风化层内， 其次是在半风化层上部和全风 化层中的完全风化。