我国稀土矿床分布、分类及特征分析

2015-04-05傅太宇李葆华董晓燕

河南科技 2015年14期

傅太宇李葆华董晓燕许龙

（成都理工大学，四川成都 610051）

1 稀土矿床相关概念、发现历程

稀土元素是指化学元素周期表中57～71号元素以及21号钇（Sc）元素、39号钪（Y）元素的总称。其发现史要追溯到18世纪末，始于北欧。

中国的稀土资源发现较晚。1927年丁道衡教授发现白云鄂博铁矿床，1934年何作霖教授发现白云鄂博铁矿中含有稀土元素矿物，从而为中国稀土资源的发展开辟了道路。20世纪50年代初，我国发现了，白云鄂博铁铌稀土矿床；20世纪50年代中期发现了江西、广东等地的风化淋积型稀土矿床；20世纪70年代初发现了山东微山稀土矿床；20世纪80年中期发现四川牦牛坪大型稀土矿床等［1］。

2 稀土矿床分布特点

2.1 地域分布

我国稀土矿床在地域分布上具有面广而又相对集中的特点。据统计目前全国三分之二以上的省（区）均发现稀土资源，如内蒙古、江西、广东、四川、山东、湖南、广西、云南、陕西、新疆等。其中，白云鄂博、江西赣南、广东粤北、四川凉山为稀土资源集中分布区，占全国稀土资源总量的98%［1-2］。

2.2 地质空间分布

中国稀土矿床和稀土矿化地区在大地构造上的空间分布规律是：既分布于稳定的地质构造单元之中（地台或准地台），又分布于活动的地质构造单元之内（褶皱系）［2］。根据黄汲清（1978年）对中国大地构造单元的划分，属于地台区的有塔里木地台，新疆的某些稀土矿床，属于准地台区的有中朝准地台和扬子准地台，华北和华南的许多稀土矿床，属于褶皱系的有：吉林黑龙江褶皱系、内蒙古大兴安岭褶皱系、东南沿海褶皱系、华南褶皱系、松潘甘孜褶皱系、阿尔泰褶皱系、三江褶皱系、台湾褶皱系、秦岭褶皱系、天山褶皱系、拉萨褶皱系等［2］。

2.3 地质时间分布

我国稀土矿床在地质时间上分布也具有自己的特点，侯宗林分析了我国稀土资源的时代分布，认为太古代时期很少有稀土元素富集成矿，主要成矿时期为中晚元古代以后。中晚元古代时期华北地区北缘西段形成了巨型的白云鄂博铁铌稀土矿床；早古生代（寒武系）形成了贵州织金等地的大型稀土磷块岩矿床；晚古生代有花岗岩型和碱性岩型稀土矿床形成；中生代花岗岩型和碱性岩型稀土矿床广布于中国南方；新生代（喜山期）有碱性花岗岩和英碱岩稀土矿床的形成；第四纪有中国南方风化淋积型稀土矿床的形成。中国稀土矿床成矿时代之多、分布时限之长是世界上其他国家所没有的。但我国稀土资源最主要的富集期是中晚元古代和中-新生代，其他时代的稀土矿床一般规模较小。

张培善认为各个造山运动和岩浆活动时期都可以成矿，规模大、面积广的矿化发生在海西期和燕山期［2］，海西期稀土矿化类型主要有花岗岩型、伟晶岩型、火成碳酸岩型，热液型、矽卡岩型，稀土分布地区为西北、东北、华南、华北北部及秦岭等广大地区，燕山期稀土矿化类型主要有花岗岩浆、碱性岩型、矽卡岩型，稀土分布地区为华北、华东及华南等地的广大地区［2］。

3 稀土矿床分类

由于中国地质构造复杂性，稀有金属成矿多样性和特殊性，形成了多种类型的稀土矿床，因而很难将它们进行完整的分类。专家学者根据不同分类依据对其进行了划分。下面将分别介绍前人的几种分类方法。

张培善根据成矿条件，将稀土矿床划分为十种成因类型，即：①花岗岩、碱性花岗岩、花岗闪长岩、钠长石化花岗岩型；②碱性岩型；③火成碳酸岩型；④矽卡岩型；⑤伟晶岩型；⑥变质岩和沉积变质碳酸盐岩石型；⑦热液交代和热液脉型；⑧沉积岩型；⑨稀土砂矿型；⑩花岗岩类风化壳型［2］。

许成［3］对稀土矿床的主要类型及典型矿床进行了总结，见表1。

中国地质科学院矿产资源研究所（北京）的袁忠信、白鸽将中国内生稀土矿床进行的分类［4］：

①碱性岩类型，包括碱性岩型、碱性岩-碳酸岩型、碱性花岗岩型，以及碱性伟晶岩、碱性热液脉、碱性接触交代岩型等；②花岗岩类型，包括钙碱性花岗岩、偏碱性花岗岩，以及赋存在花岗岩体内的云英岩、石英长石脉等；③花岗伟晶岩型；④夕卡岩或条纹岩型；⑤石英脉型；⑥浅粒岩型；⑦混合岩型；⑧酸性火山岩型及细晶岩型等。

表1 稀土矿床的主要类型及典型矿床（据许成，2015）

他们认为我国内生稀有稀土矿床在数量和规模上最大或最主要的是碱性岩型、花岗岩型和花岗伟晶岩型三大类型。

4 中国稀土矿床特点

世界稀土资源储量巨大，除我国已探明资源量居世界之首外，澳大利亚、俄罗斯、美国、巴西、加拿大和印度等国稀土资源也很丰富。我国稀土资源具有其独特之处：储量大（占世界第一位）、类型多、矿种全和综合利用价值高［5］。另外我国稀土矿床具有“北轻南重”的分布特点。

我国的稀土资源储量大。目前，工业储量和远景储量占世界第一位。其中，位于内蒙古自治区包头市的白云鄂博矿，储量居世界第一，是我国也是目前世界上最大的稀土矿山［5］。

我国稀土资源类型多、矿种全。我国可利用的稀土工业矿物以及稀土元素配分种类齐全。我国的稀土矿物不仅种类丰富，有以氟碳钟矿、独居石矿为主的各类轻稀土矿物，也有以离子型矿、磷忆矿等为主的重金属矿物，同时还有一些具有一定工业价值的稀土矿，如褐忆妮矿等。

目前，国内己探明的稀土矿中，北方主要分布在内蒙古的白石鄂博和山东微山地区，南方主要是江西赣南、四川凉山和广东粤北等地区，形成了“北轻南重”的分布特点。轻稀土主要分布在北方的内蒙，离子型中重稀土矿主要分布在南方的江西等地区［6］。

5 我国典型稀土矿床概述

我国稀土资源丰富，主要有内蒙古白云鄂博稀土矿床、四川冕宁稀土矿床、山东微山稀土矿床、南方七省稀土矿床。

5.1 内蒙古白云鄂博稀土矿床

白云鄂博矿床位于内蒙古包头市以北约150km处，中蒙边境附近。大地构造位置上位于华北板块北缘与古中亚洋板块的连接带。白云鄂博矿床是一个集铁、稀土、铌于一体的超大型多金属矿床，赋存于白云鄂博宽沟背斜南翼，白云向斜两翼的H8白云岩中与H9板岩的过渡带中，对于稀土而言，整个铁矿体、白云岩层及过渡带的板，岩、钠闪石岩体、钠辉岩体都是矿体。根据铁和稀土的富集程度划分为主矿、东矿、西矿、东介勒格勒和二东部接触带等5个矿段。在东起都拉哈拉，西至阿布达断层，东西长16～18km，南北宽2～3km，面积约48km2的范围内，形成了一个窄长的稀土、铁、锯矿化带，其中稀土矿体规模巨大，围岩主要为长石板岩、云母板岩、碳质板岩、云母岩、石英岩等。白云鄂博稀土矿床矿石物质成分极为复杂，综合现有的各种分析测试结果，共发现71种元素，170多种矿物。稀土、铁、铌、钛、锰、锆、钍、钡、钙、镁、钠、硅、磷、硫和氟等是形成矿床中独立矿物的主要元素。

5.2 四川冕宁稀土矿床

牦牛坪矿区位于攀西裂谷中段，冕西花岗岩体在该区大面积出露，花岗岩体南北长约90km，东西宽6～14km，面积约700km2。出露的地层仅有泥盆纪（D）的泥砂碎屑岩、碳酸盐岩和第四纪（Q）的洪积、坡积物。构造以NNE向断裂为主，主要有南河断裂、哈哈断裂、马头山断裂等。区内岩浆岩分布广泛，有燕山期侵入的花岗岩、冕西花岗岩，还有喜马拉雅期的正长岩和碳酸岩以及少量时代不明的玄武岩和流纹岩，其中喜马拉雅期的正长岩和碳酸岩与稀土矿化在时空上密切相关。

矿床的矿石类型主要为重晶石伟晶岩型、碳酸岩伟晶岩型，少量为细脉型，矿石矿物主要为氟碳铈矿，脉石矿物以萤石、重晶石、方解石、石英、云母和霓辉石为主。

5.3 山东微山稀土矿床

微山稀土矿位于山东省微山县都山村，构造上隶属华北板块东缘，沂沐断裂带西侧的鲁西地块。

区域出露的地层主要为太古界泰山群山草峪组，岩性以黑云斜长片麻岩为主。鲁西地区产出一系列燕山期火成岩，有花岗闪长岩、闪长岩、正长岩、辉绿岩、安山岩、石英斑岩等，分布在微山游东平湖断裂带附近，呈岩基、岩脉、岩株产出。其中郗山碱性杂岩体出露面积仅0.3km2，大致呈椭圆形NW-SE向延伸，SW向倾斜，侵入到山草峪组中，与围岩接触界面的倾角较大，呈高角度侵位的特点。杂岩体主要为细粒霓辉石英正长岩，呈浅灰色，细粒结构，块状构造。主要矿物成分为正长石、霓辉石、石英。

5.4 南方七省稀土矿床

20世纪60年代末期，中国风化壳淋积型稀土矿被发现，首先在江西省龙南足洞发现离子吸附重稀土矿及寻乌河岭离子吸附稀土矿后，相继在福建、湖南、广东、广西等南岭地区均有发现，但以江西集中量大。风化壳淋积型稀土矿-离子吸附型稀土矿是一种国外未见报道过的中国独特的新型稀土矿床。风化淋积型稀土矿系含稀土花岗岩或火山岩经多年风化而形成，矿体覆盖浅，矿石较松散，颗粒很细。在矿石中的稀土元素80%～90%呈离子状态吸附在高岭土、埃洛石和水云母等黏土矿物上;吸附在黏土矿物上的稀土阳离子不溶于水或乙醇，但在强电解质（如NaCl，（NH4）2SO4，NH4Cl，NH4Ac等）溶液中能发生离子交换并进入溶液和具有可逆反应。