广东三个离子吸附型稀土矿的地球化学特征及开采现状

黄华谷， 黄铁兰， 周兆帅， 屈文俊

(1．广东省地质调查院， 广东 广州510080； 2．国家地质实验测试中心， 北京100037)

广东三个离子吸附型稀土矿的地球化学特征及开采现状

黄华谷1， 黄铁兰1， 周兆帅1， 屈文俊2

(1．广东省地质调查院， 广东 广州510080； 2．国家地质实验测试中心， 北京100037)

广东稀土资源丰富，资源种类较全，但真正具有工业意义只有离子吸附型稀土矿。已有调查表明广东富有重稀土资源，重稀土资源量约占离子吸附型稀土资源总量的1/3。广东现仅有采矿权企业三家(简称A、B、C矿区)，2013年度开采指标REO(稀土氧化物含量)仅为2200吨，但离子型稀土年分离能力超万吨，供需矛盾突出。为了解广东稀土矿开采现状，本文在具备采矿证的A、B和C三个矿区采集风化壳剖面和尾砂样品，利用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)分析稀土元素、微量元素和相关有用元素的含量，获得了一批新数据，研究矿区的地球化学特征和资源潜力。数据分析表明：①广东稀土资源非常丰富，实际资源量与现有报告评估的资源量有着极大的差别，相差两个数量级。②三个稀土矿的风化壳原矿的轻稀土/重稀土的比值为1.8～6.6，说明三个稀土矿均为轻稀土矿；只开采轻稀土矿，与市场需求和广东富有重稀土资源的情况都不相符，年稀土开采指标与年冶炼分离能力也存在极大缺口，无论资源类型和数量都无法满足经济对稀土资源的巨大需求，建议考虑适当增加稀土矿证和开采指标。③A矿区和C矿区的腐植层和半风化层稀土含量都不高，成矿部位在全风化层，成矿模式为浅伏式；B矿区的腐植层和全风化层稀土含量高(最高超过0.3%)，为成矿部位，成矿模式为表露式。④风化壳采矿位置尚需根据市场情况调整，减少矿体的漏采，尾砂稀土资源有待回收利用。⑤风化壳和尾砂样品微量元素含量相对陆壳丰度，多数元素富集倍数低于10，部分元素甚至出现亏损，没有回收利用价值。

广东； 离子吸附型稀土矿； 地球化学； 开采现状

2008年全球金融危机之后，战略性新兴产业迅猛发展，世界上对“三稀”金属(稀有金属、稀散金属和稀土金属)资源日益重视[1-2]。目前，世界上生产稀土产品的主要有五种稀土矿物：氟碳铈矿、离子吸附型稀土矿、独居石矿、磷钇矿和磷灰石矿，前四种矿占世界稀土产量的95%以上，重稀土主要来源于离子吸附型稀土矿[3]。广东省稀土资源种类较全，并富有世界少有的离子吸附型重稀土。广东稀土矿按成因可划分为三大类型：海滨沉积砂矿床、河流冲积砂矿床和离子吸附型矿床；除少数原生岩浆型矿和砂矿，真正具有工业意义只有离子吸附型稀土矿[4]。目前，广东仅三个稀土采矿权，国土资源部给广东省的2013年度开采指标(REO，稀土氧化物含量)仅2200吨，广东离子吸附型稀土矿年分离能力超过10000吨，供需矛盾极为突出。

那么，广东开采稀土矿特征和开发现状如何？为此，中国地质大调查“我国三稀金属资源战略调查”项目组会同“广东三稀资源现状和潜力分析”项目组，对广东省仅有的三个持证离子吸附型稀土矿区(简称A、B、C矿区)开展了野外调查，采集了风化壳和尾砂样品，利用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)先进的技术手段，对其中的稀土元素、微量元素和相关有用元素进行了分析测试，获得了一批新数据，评价了三个稀土矿区在稀土资源开采和回收的情况，为科学管理、合理利用和充分回收稀土资源提供依据。

1 地质概况

广东离子吸附型稀土矿的矿源岩以各类侵入岩、火山岩和次火山岩为主，次为混合岩；侵入岩形成时代以燕山期最为重要，特别是燕山三期矿源岩最多，面积最大，次为燕山一期和燕山四期；岩性为二长花岗岩、黑云母花岗岩、二云母花岗岩、花岗闪长岩等[5-6]。广东省燕山期花岗岩类分布非常广泛，出露面积超过50000 km2[7]。广东境内的侵入岩稀土元素的含量极大部分在105.6～285.2 μg/g；风化壳稀土一般可以富集几倍，甚至可高达数十倍以上[8]；大面积富含稀土元素的岩浆岩为离子吸附型稀土矿的形成提供了条件。综合已研究和发表的有关成岩-成矿年龄数据，本文三个离子吸附型稀土矿成岩母岩主要形成于燕山中晚期170～140 Ma[9-10]，成矿主要发生在全新世[11]。

图 1 矿区堆浸池和风化壳剖面Fig.1 The heap leaching pools and weathering crust profile in mining area

就地域而言，广东离子吸附型稀土矿分布广泛，北起接近湘赣的乐昌、始兴、和平、平远、蕉岭，南至电白、台山、宝安、惠东等沿海地区；西起信宜、廉江，东至大埔、丰顺等县，比较集中地分布于中部地带，以清远、揭阳、和平、鹤山、惠东、大埔、英德、平远、高明等地较为丰富[5-6]。

2 样品采集和ICP-MS分析

2011年9月，项目组对广东省三个持证稀土矿开采进行了野外实地调查与采样，三个矿区都采用堆浸工艺，堆浸池和风化壳剖面见图1，样品的采样位置见表1。主要采集已经开采过的风化壳剖面的腐植层、全风化层和半风化层及浸取后的尾砂库样品，共采集22个样品并进行了分析。

A矿区采集样品8个，其中风化壳样品为5个(矿山指挥部后部的风化壳腐植土层3个，矿山指挥部后部的风化壳半风化层2个)；尾砂样品3个，包括采自尾砂库中高台阶边部的表部样品、尾砂库中高台阶中部的表部样品和尾砂库中低台阶中部的表部样品。

B矿区采集样品6个，其中风化壳样品4个，采自风化壳剖面的腐植层、全风化层和半风化层三个层位；尾砂样品为2个(1个采自尾砂库钻孔，1个采自堆浸池池的残留尾砂)。

C矿区采集样品8个，其中风化壳样品3个(风化壳腐植土层2个，这2个样品采样位置相距较远)，风化壳半风化层1个；尾砂样品5个，采自尾砂库斜坡底部到顶部不同位置。

样品的分析测试工作在国家地质实验测试中心利用ICP-MS完成，分析误差小于5%，具体实验流程见参考文献[12]。

表 1 A、B和C三矿区离子吸附型稀土矿风化壳和尾砂样品采样位置

Table 1 The sampling locations of weathering crust and tailings from A, B and C ion adsorption type rare earth mines

样品编号采样位置样品编号采样位置A-1f风化壳腐植层B-4f风化壳半风化层A-2f风化壳腐植层B-1s尾砂库底部A-3f风化壳半风化层B-2s浸取池的尾砂A-4f风化壳半风化层C-1f风化壳腐植层A-5f风化壳腐植层C-2f风化壳半风化层A-1s尾砂库C-3f风化壳腐植层A-2s尾砂库C-1s尾砂库斜坡底部A-3s尾砂库C-2s尾砂库斜坡中部B-1f风化壳腐植层C-3s尾砂库斜坡上部B-2f风化壳全风化层C-4s尾砂库斜坡顶部B-3f风化壳全风化层C-5s尾砂库斜坡顶部

3 稀土元素特征

3.1 稀土元素含量特征

三个矿区风化壳和尾砂样品的稀土元素地球化学特征见表2。

A矿区：采样剖面腐植层3个样品REO介于437～526 μg/g之间。风化壳半风化层(采矿的底部)2个样品的REO分别为767 μg/g和975 μg/g。尾砂库3个尾砂样品的REO介于750～1184 μg/g之间，含量较高；另2个样品的REO达到现行最低工业品位(轻稀土为800～1000 μg/g)。

B矿区：采样剖面腐植层样品的REO高达3085 μg/g。全风化层1个样品的REO为3992 μg/g。半风化层2个样品的REO分别为1184 μg/g和533 μg/g。2个尾砂样品的REO分别为307 μg/g和840 μg/g。

C矿区：采样剖面腐植层2个样品的REO分别为751 μg/g和892 μg/g，相对较高。半风化层(采矿的底部)1个样品的REO为504 μg/g。尾砂库5个尾砂样品的REO介于609～3035 μg/g之间，其δCe为Ce/Ce*，CeN/(LaN+NdN)，δEu为Eu /Eu*，EuN/(SmN+GdN)；N为对球粒陨石标准化[13]。

表 2 A、B和C三矿区离子吸附型稀土矿风化壳原矿和尾砂稀土元素含量

Table 2 REEs content of weathering crust and tailings from the A, B and C ion adsorption type rare earth mine in Guangdong Province

样品编号稀土元素含量(μg/g)LaCePrNdSmEuGdTbDyHoErTmYbLuY∑REOR/HδEuδCeA-1f90．910119．370．316．32．517．62．915．93．110．11．511．01．775．25262．10．30．5A-2f59．215115．658．511．61．58．21．37．41．45．00．75．60．934．94374．50．30．9A-3f17416838．713526．03．026．44．527．85．516．72．213．82．21689752．00．40．5A-4f13423826．894．017．21．715．42．513．52．78．41．18．21．272．67674．00．41．1A-5f33．82286．622．54．10．64．00．74．61．03．00．53．20．523．84097．10．43．4A-1s19519938．213328．84．233．35．228．85．516．62．415．82．31259982．50．30．9A-2s26728757．120233．14．124．13．516．43．19．51．27．71．174．311845．90．30．2A-3s1821454516124．93．014．02．19．01．65．10．64．60．731．97508．00．511．1B-1f79310215155911416．010115．086．616．348．26．040．55．953530854．80．42．1B-2f103412218969213819．212819．310921．562．88．254．98．173939926．60．50．2B-3f29111168．826144．66．332．64．123．44．513．81．812．41．811911841．80．40．1B-4f65．227213．143．98．11．05．70．84．60．82．80．43．10．418．05331．90．40．1B-1s20211150．419228．33．518．32．513．82．78．91．28．21．363．384011．00．40．3B-2s72．690．113．239．95．90．83．50．63．60．82．70．43．00．518．13073．60．50．6C-1f12．95622．57．41．30．22．10．42．50．62．30．42．40．415．475122．20．422C-2f13．33702．07．01．10．20．80．32．10．51．70．21．40．210．850421．90．515C-3f29030752．018433．72．928．64．924．64．312．11．48．71．31268924．20．30．5C-1s16933940．314624．02．016．82．514．12．78．21．07．21．665．110086．00．511C-2s9292851786111028．483．910．454．49．426．83．019．02．723630354．60．30．9C-3s21．14373．411．72．00．31．60．42．50．61．90．31．70．313．460921．30．30．2C-4s27019165．422647．13．539．96．538．16．821．13．122．73．313512862．90．20．3C-5s12412624．182．416．11．218．92．918．53．811．11．510．31．61096622．10．20．5

注：∑REO为稀土氧化物总量，f代表风化壳样品，s代表尾砂样品，R/H为轻稀土氧化物与重稀土氧化物的比值。

中3个样品的REO大于1000 μg/g。研究表明，风化壳剖面中稀土元素含量随深度的变化具有一定的规律性。王登红等[14]将稀土元素总量(ΣREEs)在风化壳剖面上的变化规律归纳为四大类六小类(见图2a)：①弓背式，分为正常式和浅伏式；②喇叭式，分为深潜式和表露式；③波浪式；④直线式。由于离子相稀土多赋存在全风化层，而腐植层和半风化层则次之，基岩则主要为未风化的稀土矿物，在风化壳剖面上，往往出现中间稀土含量高、上下相对较低的变化曲线，多数稀土矿呈浅伏式[15]。从成矿风化壳剖面来看，A矿区和C矿区的腐植层和半风化层稀土含量都不高，说明其成矿部位在全风化层，成矿模式为浅伏式；B矿区的腐植层和全风化层稀土含量高，为成矿部位，成矿模式为表露式。

A矿区风化壳和尾砂样品的轻稀土/重稀土的比值介于2～8之间，变化不大；B矿区风化壳和尾砂样品的轻稀土/重稀土的比值介于1.8～11之间，变化较大；C矿区风化壳和尾砂样品的轻稀土/重稀土的比值介于2.1～22.2之间，变化大。三个矿区风化壳原矿的轻稀土/重稀土的比值介于1.8～6.6之间，因此，广东持证开采的三个离子吸附型稀土矿都属于轻稀土矿床。

据1989年《广东省离子吸附型稀土矿资源远景调查报告》和2011年《广东省矿产资源潜力评价报告》，广东离子吸附型稀土资源极为丰富，重稀土资源量约占广东省离子吸附型稀土资源总量的1/3，富有重稀土资源[6,16]。广东省战略性新兴产业迅猛发展，2014年3月6日《深圳特区报》报道，2013年深圳战略性新兴产业增加值达到5000亿元左右，占GDP比重超过三分之一，对GDP增长的贡献率超过50%；2014年3月5日《科技日报》报道，2013年广东省八大战略性新兴产业中排名第二的半导体发光二极管(LED)产值就高达2810亿元；从广东省经济和信息化委印发《广东省稀土行业重点发展目录(2013年本)》来看，重稀土对广东来说也是极为稀缺。此次研究表明广东省仅有三个持证开采的均为轻稀土矿，开采量仅为2000 吨左右；此外，广东有5家离子型稀土分离企业，年分离能力超过10000吨，这样，无论稀土类型和数量都无法满足实际需求。受供需矛盾和利益驱动，稀土盗采现象媒体时有报道；稀土盗采后往往以各种名义走私到海外，不但造成大量稀土资源非法流失，也对市场造成极大冲击。因此，全面开展广东省离子吸附型稀土资源调查，设立稀土国家规划区，整合规划稀土资源，合理开发和利用广东离子吸附型稀土资源，对广东省战略性新兴产业和产业升级尤为重要。

3.2 稀土配分曲线特征

A矿区风化壳和尾砂的稀土配分图见图2。主要有两种类型，低Ce型和高Ce型。高Ce型腐植层和尾砂的样品各有1个，在球粒陨石标准化图中，呈左高右低，并具有较明显铈正异常和铕负异常平滑型曲线；腐植层样品的δCe为3.4，尾砂样品的δCe为11.1，正异常极为明显。其他风化壳样品和尾砂为低Ce型，在球粒陨石标准化图中，呈左高右低，具有铈负异常和铕负异常平滑型曲线；δCe介于0.5～0.9之间，呈弱-中等负异常。所有样品的δEu介于0.3～0.5之间，变化极小，呈中等负异常。

B矿区风化壳和尾砂的稀土配分图见图2。主要有两种类型，低Ce型和高Ce型。高Ce型只出现于腐植层的一个样品，在球粒陨石标准化图中，呈左高右低，并具有较明显铈正异常和铕负异常平滑型曲线，δCe为2.1，呈中等正异常。风化壳的其他样品和尾砂样品为低Ce型，在球粒陨石标准化图中，呈左高右低，具有铈负异常和铕负异常平滑型曲线；δCe介于0.1～0.6之间，呈中等-高负异常。所有样品的δEu介于0.4～0.5之间，变化极小，呈中等负异常。

C矿区风化壳和尾砂的稀土配分图见图2。主要有两种类型，低Ce型和高Ce型。高Ce型有2个腐植层样品和1个尾砂样品，在球粒陨石标准化图中，呈左高右低，并具有极明显铈正异常和铕负异常平滑型曲线；2个腐植层样品的δCe分别为15和22，尾砂样品的δCe为11，都呈极为明显的正异常。其他风化壳样品和尾砂为低Ce型，在球粒陨石标准化图中，呈左高右低，具有铈负异常和铕负异常平滑型曲线；δCe介于0.2～0.9之间，变化较大，呈弱-高负异常。所有样品的δEu介于0.2～0.5之间，变化极小，呈中等负异常。

图 2 A、B和C三矿区离子吸附型稀土矿风化壳和尾砂样品的稀土配分曲线Fig.2 Chondrite-normalized REEs patterns of weathering crust and tailings from A, B and C ion adsorption type rare earth mines

综上所述，三个矿区风化壳样品稀土配分曲线基本一致，每个矿区风化壳和尾砂的稀土配分曲线基本一致，说明轻重稀土的浸取率是基本一样，浸出过程没有产生明显的轻稀土或重稀土富集或亏损；稀土配分曲线有两种类型，低Ce型和高Ce型，高Ce型主要出现于风化壳腐植层样品。风化剖面中往往出现系统、互补的Ce正异常和负异常，通常认为是由于Ce3+在风化环境中氧化为Ce4+而与其他稀土元素分异所致[17]；在表生作用下，解离的铈很快被氧化成CeO2，没有随地表水迁移而沉积在腐植层和风化壳上部，造成风化壳腐植层铈的富集[18]；腐植层有机质对Ce的影响也是其富集Ce的原因之一[19]。

所有样品的δEu介于0.2～0.5之间，变化极小，选矿过程对铕异常没有影响。

4 微量元素特征

三个矿区风化壳和尾砂样品的微量元素含量见表3。相对于大陆地壳丰度，微量元素有以下特征。

(1)总体上，三个矿区之间和同一矿区不同样品之间的微量元素含量相差较小，但有部分微量元素与相差较大，如Ti和V相差三个数量级。少数微量元素在风化壳和尾砂有一定程度的富集，如Be、Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、Ta、In、Sn、W、Hf、Tl、Pb、Th、U含量均值不同程度地高于地壳丰度，但富集程度较低，富集倍数多小于10。部分元素出现轻微的亏损，如元素Li、V、Cr、Ba、Mn、Co、Ni、Cu、Sr含量均值不同程度地低于地壳丰度。因此，除稀土之外的微量元素其与稀土的浸出方式、浸出时间先后和所用浸取剂等都没有必然的关系。也就说，稀土的浸出过程不会造成其微量元素明显富集或亏损，这与原生稀土矿床有所相似的[20]。

(2)三个矿区的风化壳和尾砂样品，除了稀土以外的微量元素含量都比较低。根据现行的相关工业指标，没有达到综合利用的要求。因此，三个离子吸附型稀土矿是单纯的稀土矿。

表 3 A、B和C三矿区离子吸附型稀土矿风化壳和尾砂微量元素含量

Table 3 Trace elements content of weathering crust and tailings from A, B and C ion adsorption type rare earth mines in Guangdong Province

样品编号微量元素含量(μg/g)LiBeTiVCrMnCoNiCuZnGaA-1f24．93．9393440．017．16555．77．525．712533．3A-2f21．63．4412040．510．24946．16．214．478．131．6A-3f33．06．4280133．14．44693．93．08．367．237．3A-4f26．313．6543641．44．214765．82．416．610539．2A-5f3．61．8164624．14．51854．54．88．245．327．7A-1s2．65．9328535．27．5101314．15．78．494．839．1A-2s8．03．4235228．15．980813．15．66．310239．8A-3s6．83．0269231．03．57379．34．55．572．933．5B-1f88．25．618511175．613619．24．613．146．945．6B-2f48．95．4436593．25．935837．95．413．447．651．3B-3f70．56．2176256．25．25196．92．811．236．842．9B-4f14．12．1704812914．934715．017．616．885．431．6B-1s41．64．2389069．46．23069．62．79．338．435．8B-2s44．74．6447283．54．356518．12．614．354．434．1C-1f31．61．7538239．025．21001．410．36．211550．8C-2f16．71．926004．57．41143．212．74．747．526．6C-3f20．93．38．7289812．54．03593．52．55．078．9C-1s41．12．629427．16．07642．13．55．863．930．5C-2s36．12．924865．41．29633．42．44．856．740．4C-3s11．22．142435．61．53683．03．35．484．730．2C-4s1103．66．911275．93．34721．82．04．459．5C-5s1223．36．611705．32．34483．92．04．759．0样品编号微量元素含量(μg/g)GeAsRbSrZrNbMoCdInSnSbA-1f4．6<0．05 35933．790139．33．10．30．212．60．2A-2f4．10．827527．264940．71．90．20．111．80．2A-3f2．51．425315．747135．81．20．10．111．20．2A-4f5．00．526061．868653．06．71．10．222．20．1A-5f2．90．3726．520825．40．60．00．16．1-A-1s3．1-27816．037933．81．30．20．19．70．1A-2s3．70．622521．035329．51．20．10．18．20．1A-3s3．10．815212．624926．70．90．10．17．70．1B-1f11．9-39233．114515．41．20．00．112．00．7B-2f15．7-25123．425927．52．30．10．128．60．1B-3f8．32．131226．418615．46．80．10．113．30．1B-4f4．99．210713．156234．52．60．00．127．40．2B-1s6．110．41619．030224．62．10．10．125．4-B-2s3．536．023322．238626．91．00．20．228．3-C-1f2．49．515．55．887652．93．60．10．26．20．5C-2f1．94．125．63．073952．41．80．10．14．40．2C-3f38．32．51．13182．542．51．70．10．14．30．2C-1s2．12．320911．158856．43．50．20．15．80．1C-2s5．22．51579．365149．03．00．30．15．00．2C-3s1．91．544．91．775275．92．70．10．16．00．1C-4s30．22．71．31962．746．71．30．10．15．80．3C-5s26．71．91．217781．948．11．40．20．15．20．1样品编号微量元素含量(μg/g)CsBaHfTaWTlPbBiThUA-1f12．631425．85．35．12．347．92．562．117．0A-2f12．320920．34．912．21．959．91．757．912．1

(续表 3)

注： “-”代表该值低于检测下限。

5 稀土资源开发利用现状和建议

5.1 开采现状

根据对三个矿区风化壳和尾砂样品的稀土含量分析，三个矿区对开采的层位把握相对较好。但三个矿区尾砂都有样品的REO超过800 μg/g，如C矿区有三个样品REO超过1000 μg/g，最高3035 μg/g。

根据行业标准《稀土矿产地质勘查规范》(DZ/T 0204—2002)，离子吸附型轻稀土矿的边界品位为500～1000 μg/g(REO)，最低工业品位为800～1500 μg/g(REO)，因此，三个矿区尾砂都有样品的REO超过最低工业品位，A矿区有样品的REO远超过离子吸附型稀土矿床的工业品位。说明矿区回收效果相对较差，稀土资源的回收率有待提高，A矿区和C矿区的尾砂都具有经济意义。如按2003年江西省国土资源厅批复的赣南部分地区离子吸附型稀土浸出品位来计算(轻稀土边界品位350 μg/g，最低工业品位500 μg/g),据统计，赣南数十个矿床矿体平均品位一般为稀土总量(TREO)700～1600 μg/g，稀土浸取量(SREO)500～1200 μg/g，平均浸取率约70%[21]；据三个矿区的核查报告，广东省地质局中心实验室对A矿区的半风化、全风化、混合样(半、全风化各半)矿石分别进行浸出实验，浸出率是十分接近，基本为64%。两矿区的尾砂更具经济意义。但尚需对尾砂的浸出率开展进一步调查，以证明是否由于风化壳原矿稀土含量太高，如B矿区和C矿区的REO可超过3000 μg/g，以致离子型稀土基本被浸取，尾砂的稀土含量还是比较高，但以非离子型稀土为主；不过，C矿区有的尾砂样品REO高达3035 μg/g，这应是未经过浸出的风化壳原矿石。

随着稀土开采技术的发展[15,22-24]、国家对稀土政策的改变以及市场对稀土资源需求的变化,王登红等[14]和丁嘉榆等[25]提出现行稀土工业指标已不适合，理应进行修改，不能简单将稀土划分为轻稀土和重稀土；同为轻稀土，2013年第4季度，氧化镧和氧化铈的价格大约为2.5万/吨，并且长期处于供大于求的状况，氧化镨和氧化钕大约为33.5万/吨，是前两者的10倍以上[26]；也就是说，品位相同的轻稀土矿，镧、铈等价格低元素含量高稀土矿的经济意义要低于镨、钕等价格高元素含量高稀土矿；赵汀等[27]根据边界品位和价格之间的量化关系，利用盈亏平衡的思想建立的价格-边界品位估算模型，认为稀土精矿市场价格为12万元/吨，边界品位就可以降低至700 μg/g，而矿体的面积可增加15%，资源储量相应增加。

综上所述，A、B、C三个稀土矿的开采对风化壳原矿的稀土资源回收有待进一步提高，避免浪费资源；尾砂还是具有比较高的经济意义，有必要根据实际情况对其尾砂稀土资源进行评价。

5.2 环境问题和稀土开发建议

离子吸附型稀土矿开采的环境问题多有报道[3,14,28]，由于以往矿山采取露天大型开挖，稀土浸取采用池浸和堆浸采矿工艺。采矿工作破坏大量的植被，开采面、晾晒坪、沉淀池等占用大量土地，造成了矿区存在水土流失、尾砂库溃坝、植被覆盖率低、地表水污染等环境问题。此次调查的三个矿区，都采取了相应措施来减少采矿对环境的影响。如浸出工艺设计成一个闭合流程，减少浸取液的排放；矿区筑有拦砂坝对尾矿进行保存。但在矿区下游，大量泥沙淤积和选矿废液的排放，造成附近的坑塘、河流和农田受到不同程度的影响。

经我国许多稀土科技工作者的研究[24,29-31]，最新采用的原地溶浸法采矿可极大地降低稀土开采对环境的影响；但还是会产生环境问题，如因注液不当，导致浸出液的泄漏、山体滑坡和毁坏农田等问题的产生。目前，三个矿山都推广原地溶浸的应用，逐步淘汰落后的堆浸法，最终实现全面应用原地溶浸法采矿生产。因此，离子吸附型稀土矿开采企业要提高注液技术；发生浸出液泄漏时，要对泄漏液进行处理；加大技术改良的投入，企业要积极与相关科研人员联合，加强技术改进。

广东虽富有中重稀土资源，持证开采的三个稀土矿却均为轻稀土矿，中、重稀土是广东经济发展极为迫切需要的资源，再加上广东离子稀土分离能力极强，因此建议在查明广东稀土资源量的情况下，适当增加稀土矿证和指标的投放，以满足广东经济的快速发展。

6 结语

通过对广东三个持证开采稀土矿风化壳和尾砂的地球化学特征以及广东稀土开发利用现状的研究，结果表明：①广东稀土资源非常丰富并富有重稀土资源，与有关报告的资源量有着极大的差别，希望能改变人们对该地稀土资源的认识，并尽快加大稀土勘查资金的投入，查明稀土资源量和分布情况；②三个矿区的稀土矿均为轻稀土矿，与广东富有重稀土资源的情况不相符，年稀土开采指标与年冶炼分离能力存在极大的缺口，无论资源类型和数量都无法满足经济对稀土资源的巨大需求，在符合国家相关政策的情况下，建议适当增加稀土矿证和开采指标；③风化壳采矿位置尚需根据市场情况调整，减少矿体的漏采；尾砂稀土资源有待回收利用；④三个矿区都是单纯的离子吸附型稀土矿，风化壳和尾砂样品的微量元素含量都较低，没有回收利用价值。

本文对广东持证开采稀土矿的地球化学特征以及广东稀土开发利用现状的研究，取得了初步认识，为进一步开展工作积累了经验。但在科学系统采样、准确确定稀土资源评价指标、尾砂的稀土浸取率分析和合理提出稀土科学利用方案等方面还有很多工作尚需开展。

致谢：中国地质科学院矿产资源研究所王登红研究员和赵芝助理研究员、中国地质调查局发展研究中心方一平研究员、广东省地质调查院胡耀国研究员和三个矿山企业相关管理人员完成了野外采样工作；论文撰写过程中得到中国地质科学院矿产资源研究所王登红研究员的悉心指导；审稿专家对论文提出了宝贵的修改意见。在此一并表示衷心感谢。

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Mining Situation and Geochemistry Characteristics of Three Ion Adsorption Rare-Earth Deposit in Guangdong Province

HUANGHua-gu1，HUANGTie-lan1，ZHOUZhao-shuai1，QUWen-jun2

(1．Guangdong Geologic Survey Institute, Guangzhou 510080, China； 2．National Research Center for Geoanalysis， Beijing 100037， China)

Guangdong has abundant kinds of rare earth element resources. The resource which could satisfy the industry exploitation is only the ion adsorption type of rare earth ores. According to previous survey, Guangdong possesses heavy rare earth element resource, which is about 1/3 of total ion adsorption type ore resource. Recently, there are only three companies owning mining rights (referred to as A, B, C mine quarry, respectively). Mining quota of REO (rare earth oxides) for 2013 was only 2200 tons, while Annual ionic rare earth separation capacity was more than 10000 tons. The contradiction between supply and demand is outstanding. In order to reveal the exploitation situation of the rare-earth ores in Guangdong, we collected samples from weathering crust profiles and tailings of A, B and C mining areas. Additionally, in order to study the geochemical characteristics and their resource potential, we analyzed the rare earth elements, trace elements and associated elements by ICP-MS. Our results show that: (1) Guangdong has quite rich resource in rare earth ore, and the resource we calculated is two more orders of magnitude than previous official calculation. (2) The LREEs/HREEs ratios from three weathering crust of rare earth ore areas all ranges from 1.8 to 6.6, implying these three ores are enriched in LREEs, rather than HREEs. However, only mining the LREEs ore is incompatible with market demand and the enrichment of heavy rare earth resources in Guangdong. Furthermore, there is a great gap between the rare earth mining quota and smelting separation ability. Therefore, we suggest to raise more mining right licenses and quota for mining rare earth ore properly. (3) The rare earth content of the humus layer and semi-weathered layer was not high in A and C mining areas, which is surface magnetic type metallogenic model and mineralization zone was located in weathered layer. In contrast, the rare earth content of humic layer and completely weathered layer was high (more than 0.3%) in B mining area, which is shallow type metallogenic model. (4) We need to adjust the mining area of weathering crusts according to market demand to reduce the mining leakage and recycle tailings of rare earth resources. (5) The enrichment factors of trace element content in weathering crusts and tailings are less than 10, compared with continental crust abundance, even some elements are depleted. Accordingly, we suggest it is not useful for recycling the trace elements from weathering crusts and tailings.

Guangdong; ion adsorption rare-earth deposit; geochemistry; present situation of exploitation

2014-04-30；

2014-05-19； 接受日期： 2014-07-10

中国地质大调查项目“广东三稀资源现状和潜力分析” 资助(1212011220816)

黄华谷，博士，工程师，主要从事矿产资源勘查工作。E-mail: huanghg0203@163.com。

0254-5357(2014)05-0737-10

P618.7

A