岳西县主簿原地区离子吸附型稀土矿成矿特征分析
2018-02-23黄旭
黄旭
(安徽省地质调查院, 安徽合肥 230001)
0 引言
离子吸附型稀土矿是一类独特而又普遍存在的稀土资源,主要分布在我国以江西、广东为代表南方七省,安徽省内该类型的已知矿床较少,目前仅广德县新岭地区提交资源储量。主簿原地区离子吸附型稀土矿床位于安徽省岳西县北东部,隶属大别山造山带,本文通过对该矿床的成矿特征研究分析,以指导大别山成矿带上该类型矿床的调查方向与找矿工作。
1 地质背景特征
主簿原地区离子吸附型稀土矿床研究范围以主簿原镇为中心,包括狮形、花屋、边湖湾、王老屋等地区,区域上位于桐柏-大别-苏鲁Fe-Au-Ag-Cu-PbZn-Mo-Fe-磷-金红石-萤石-珍珠岩-重晶石成矿带中段,大别造山带大别-阙集构造亚带北东部,总体构造线NW向展布,属皖西山地地貌。据1:5万区域地质调查报告(主簿原幅、岳西县幅)资料(图1):中生代侵入体呈岩株、岩枝侵入,主岩体包括5个次级单元,花子冲单元(K1H)、白果树单元(K1B)、夹竹河单元(K1J)、艾岭单元(K1A)、储家湾单元(J3C)。
2 矿床特征
2.1 母岩特征
母岩为形成风化壳离子吸附型矿提供了必要的成矿物质来源。母岩岩石成分、结构构造直接影响风化壳发育程度、稀土离子含量及变化、矿层产出位置等。经本次工作调查发现,含矿风化壳主要分布于花子冲单元(K1H)、白果树单元(K1B)、艾岭单元(K1A)内。
2.1.1 岩石化学特征
主簿原超单元内花子冲单元(K1H)呈肉红色细粒似斑状二长花岗岩,白果树单元(K1B)呈肉红色中粒似斑状二长花岗岩,艾岭单元(K1A)呈肉红色中细粒似斑状二长花岗岩,花子冲单元造岩矿物颗粒相对细粒,艾岭单元中钾长石矿物相对较多。据本次所采集的母岩岩石化学成分分析(表1):SiO2含量为68.50%~71.66%,呈酸性,K2O含量为5.50%~5.35%;Na2O含量为3.58%~4.21%,总碱含量8.63%~9.71%,Al2O3>K2O+Na2O+CaO,说明岩石均为铝过饱和岩石;AR-SiO2关系图中投影点落入高钾钙碱性-钾玄岩岩系区(图2),说明属于钾质系列。
表1 岩石化学成分Table 1 Chemical contents of the rocks
图2 AR-SiO2与碱度关系图Fig.2 Relationship between AR-SiO2 and alkalinity
2.1.2 稀土元素特征
母岩中稀土元素含量及相关参数列于表2。稀土总含量ΣREE 323.81×10-6~494.88×10-6,LREE/HREE 6.49~6.83,LaN/YbN 24.11~27.72,说明为轻稀土强烈富集型;δEu 0.52~0.55,显示中等程度铕亏损。
2.1.3 富集特征
母岩中稀土元素呈可交换的离子态随着天然水向下渗透,易被造岩矿物风化形成的高岭石、蒙脱石等黏土矿物吸附、置换,并富集成矿。经测试分析:风化壳中ΣREE可达710×10-6~1100×10-6,因此,稀土元素在风化壳中可富集2~3倍。
2.2 矿体特征
2.2.1 矿体产状及品位
通过工程查明:矿体呈似层状、透镜状产于岩体单元风化壳中,边界与地形地貌相关,平面分布形态呈“枝杈”状、不规则状。矿床由2个矿体组成,工程见矿率96.8%,I号矿体以形裸露式、全覆式产出,工程见矿厚度0.80~13.30m,TRe2O3520×10-6~950×10-6。II号矿(化)体以裸露式产出,工程见矿厚度2.10~10.60m,TRe2O3600×10-6~710×10-6。TRe2O3最大值1100×10-6,浸出率变化范围为0.16%~64.26%。
?
?
2.2.2 矿石配分特征
图3 稀土含量与深度变化特征Fig.3 Characteristics of rare earth content and depth variation
根据ZK01原矿配分特征显示(表3):∑CeO/∑YO 8.87、Y2O3% 5.64%、Eu2O3% 0.41%,矿石为高铈轻稀土型。
2.2.3 稀土含量垂直深度变化特征
对比TRe2O3、SRe2O3在垂直深度变化特征(图3):风化壳全风化(B)层中稀土含量较高,往下至半风化(C)层稀土含量逐渐变低;SRe2O3、TRe2O3具有一定的正相关性,TRe2O3越高,SRe2O3也相对较高。
3 成矿条件与成矿模式
3.1 成矿条件
主簿原地区离子吸附型稀土矿床的成矿条件主要有:
(1)局部的低缓低山丘陵微地貌,尤其是坡度5°~20°馒头山,有利于形成厚大的风化壳。
(2)母岩富含稀土元素,为成矿提供了必要的物质来源。
(3)地处北亚热带气候区,气候湿热多雨、地表植被发育,有利于稀土矿物分解,在H2O、CO2及有机酸等作用下,弱酸性水溶液有利于长石风化形成黏土,更易吸附解离出来的稀土阳离子。
(4)风化剥蚀作用不断进行,形成厚大风化壳,进一步富矿。
图4 主簿原地区离子吸附型轻稀土矿成矿模式Fig.4 Metallogenic model of ion-adsorbed light rare earth ore in the Zhubuyuan area
3.2 成矿模式
根据该地区成矿条件与特征,建立离子吸附型轻稀土矿床成矿模式(图4)。