云南个旧贾沙稀土矿成矿地质条件浅析

陶永林，胡兴涛，和敬华

（云南省有色地质局地质地球物理化学勘查院，云南 昆明 650216）

个旧矿区历时悠久，区内成矿地质背景优越，控矿地质条件较为有利，矿产种类、矿床类型丰富；以往地质工作主要以锡、铅、锌、铜等有色金属为主，对于区内稀土元素的研究较少；本文通过对以往地质资料的系统分析、研究，结合项目野外工作及测试分析结果，对贾沙稀土矿床地质特征、成矿地质条件进行了尝试性分析、探讨，为今后地质工作提供基础理论依据。

1 区域地质特征

矿区地处云南省南东部。大地构造位于华南褶皱系滇东南褶皱带西缘的个旧断褶束南部、红河深大断裂带北东侧[1]。出露地层主要有中三叠统法朗组（T2f）和个旧组马拉格段（T2g22），法朗组上部主要为泥质灰岩，下部为页岩、泥岩、板岩；个旧组马拉格段主要为一套灰质白云岩建造。区内地史上岩浆活动强烈，为多期多阶段侵入，可分为燕山早、中、晚期及喜山早、晚期。

2 矿床地质特征

矿区出露沉积地层仅有中三叠统法郎组，岩性为泥质灰岩、灰岩，具条带状构造，局部夹少量泥岩；其余大面积出露岩浆岩（主要为贾沙辉长～二长杂岩体及神仙水中粗粒黑云母花岗岩）。

（1）贾沙杂岩体：主要由辉长岩（ν51）和二长岩（η）组成，二者无明显界线。

辉长岩体：岩石类型以细粒辉长岩为主，贾沙河谷一带出现中粗粒辉长岩，可能这一带就是基性岩浆的侵入中心。辉长岩呈灰黑色、暗绿色细～中粒的块状岩石，具辉长结构。主要矿物为透辉石和拉长石，次要矿物有黑云母、普通角闪石和次透辉石，副矿物有磷灰石磁铁矿、榍石等。辉长岩遭受了强烈的次生变化，其中以黑云母化最为普遍，黑云母包裹辉石等暗色矿物及斜长石，部分黑云母发生绿泥石化。伴随黑云母化常有碱质交代现象，常见棕色角闪石和钠质角闪石的中间产物与黑云母共生，有时三者重叠包裹透辉石或沿透辉石的解理发育，同时有钾长石含量增加和石英局部增多的现象。钾长石以微斜长石为主，晶体大而不规则，包裹斜长石或其它暗色矿物。常见被交代残余的斜长石呈骸晶状保留于钾长石中，局部还可看到钾长石呈不规则状穿切斜长石的现象。

据辉长岩中黑云母和辉石的钾—氩法同位素年龄值为119百万年～132百万年[2]，为燕山早期侵入的产物。

二长岩体：二长岩类是辉长岩受花岗岩的同化混染形成的，岩石呈灰色、灰绿色，细粒或中至粗粒、致密状。混染程度不一，混染后形成一系列过度性岩石。暗色矿物普遍有强烈黑云母化，黑云母常重结晶形成巨大的薄片，局部有辉石残余，有时石英含量增多。主要矿物有斜长石（An35～15.5）、钾长石、黑云母、辉石、角闪石、副矿物有磷灰石、磁铁矿、榍石、锆石、褐帘石、黝帘石、蠕英石也比较发育。

贾沙辉长稀土含量较高，平均∑REE为465ppm，是世界基性岩体平均含量（维氏值）的5倍，并且其含量随交代混染作用的增强∑REE由287ppm逐渐升至660ppm。矿物含量变化大，暗色矿物含量占20%～50%，斜长石与长石总量之比为0.4～0.7。按照矿物含量的不同又可划分为闪辉二长岩、云闪辉二长岩、云闪二长岩、石英云闪二长岩、浅色二长岩、二长闪长岩、角闪正长岩、矽卡岩化二长岩等，但它们之间并不存在明显界限，往往互相过渡。斜长石成分由基性向中性过渡时，局部石英增多，过渡为石英二长岩，并出现钾长石斑晶。当钾长石增多（钾长石交代斜长石），过渡为二长～正长岩。

（2）神仙水中粗粒黑云母花岗岩体：岩体以浅肉红色中粗粒黑云母花岗岩为主，主要矿物有微斜条纹长石、斜长石、石英、黑云母、白云母[3]。副矿物有磁铁矿、磷灰石、锆石、萤石、电气石等。微斜条纹长石约占43%，占长石总量的3/5，粒径约8mm。斜长石含量约占29%，石英含量约占24%，黑云母约占3%，白云母含量＜1%。花岗岩的蚀变主要是高岭土化和绢云母化，在岩体北西部，电气石化普遍。据贾沙水库花岗岩同位素测年为78百万年，应属燕山晚期第二亚期产物。

矿区含矿岩体蚀变强烈，有钾长石化、钠长石化、电气石化、黑云母化、白云母化、云英岩化、高岭土化等，其中稀土主要与钾长石化、高岭土化有关[4]。

矿区内岩体风化程度普遍较强，其顶部的风化壳基本保存完好，呈面型分布。经地表工程揭露，风化壳的厚度为16m～102m，平均厚度≥40m，风化壳由上而下大致可分为4层，各层特征及含矿性程度简述于下：

a.表土层：由植物根、茎、叶及粘土矿物组成，厚0.3m～1.5m。该层具稀土矿化，∑REO 0.05%～0.09%，平均0.07%。

b.褐红色、黄绿色全风化层：处于风化作用的氧化带范畴，属全风化带，呈褐红色、黄绿色及淡白色，主要由铁、锰质矿物及高岭石等粘土矿物组成，结构呈疏松状，一般厚5m～20m不等。该层稀土含量最高，∑REO 0.05%～0.27%，平均0.10%。

c.半风化层：呈浅灰～灰色，由少量粘土矿物、碱性岩风化残余矿物及碎块等组成，结构为半疏松状、碎块状。一般厚1m～5m左右。∑REO 0.03%～0.08%，平均0.05%。

d.基岩层：岩石弱风化，基本为新鲜的碱性杂岩的基岩。母岩中∑REO 0.05%～0.08%，平均0.07%。

3 矿体地质特征

贾沙稀土矿床类型为碱性杂岩体（贾沙正长～二长岩杂岩体）经风化淋滤富集的高铈富镧风化淋积型稀土矿床。矿化受地形、风化壳发育、岩性等控制；区内稀土品位最高的为灰黑色细粒黑云角闪二长岩风化壳，浅肉红色中至粗粒角闪正长岩次之，而浅灰白色细粒正长岩中不含稀土。

3.1 矿体特征

区内圈定稀土矿体一条（V1），矿体东西长3000m，南北宽200m～800m，矿（化）体主要赋矿层位为黑云角闪正长～二长岩全风化层，其次为黑云角闪正长～二长半风化层及表土层。矿（化）体厚度较稳定，单工程最大垂厚85m，最小垂厚16m，平均垂厚40m，其形态受地形地貌变化控制，呈“被服状”，剖面上一般山顶垂厚较大，向山脚垂厚逐渐变薄。单工程∑REO 0.05%～0.27%，平均∑REO 0.10%，矿化类型以轻稀土为主，稀土配份镧、铈、钕三个元素占稀土总量90%左右，其中铈稀土配份达30%～60%，为高铈富镧风化淋积型稀土矿床。

3.2 矿石质量

（1）矿物成分：

矿物成分主要为硅酸盐类、次为氧化物类、偶见碳酸盐类。

硅酸盐类约占87%，以高岭石、钾长石、黑云母、铁泥质为主，另见少量绢云母、斜长石、绿泥石；氧化物类约占12%，主要为石英，次为钛铁矿、锆石、褐铁矿、磁铁矿、方铈石，另偶见赤铁矿、金红石等。其中锆石含量约0.13%，嵌布粒度在0.02mm～0.25mm之间，属于细粒级嵌布；方铈石含量＜0.05%，嵌布粒度＜0.01mm，属微细粒级嵌布；除锆石及方铈石外，其余矿物嵌布粒度多较细，且多被铁质浸染。

（2）矿石结构、构造：

矿石主要呈砂土状，原岩构造已难以观察。矿石主要结构有：

泥质结构：主要的结构之一，矿石中的粘土矿物多呈粒度小于0.01mm的隐晶质状，且被铁质浸染，构成此结构。

显微鳞片状结构：主要的结构之一，矿石中的部分绢云母、高岭石等矿物呈粒度＜0.08mm的显微鳞片状，构成此结构。

片状结构：次要的结构之一，矿石中的黑云母主要呈粒度0.05mm～0.4mm之间的片状，由于蚀变作用，多析出铁质。

粒状结构：次要的结构之一，矿石中的石英多呈它形粒状，钛铁矿、锆石呈自形、半自形粒状，构成此结构。

假象结构：偶见的结构，矿石中的部分褐铁矿由黄铁矿蚀变而来，晶形仍然保留黄铁矿的晶形，构成此结构。

3.3 稀土元素赋存状态

据矿石化学多元素分析及矿物电子探针分析结果，矿石中稀土总量品位为0.13%，Zr品位为603×10-6；其中稀土元素Ce品位为456×10-6，La品位为295×10-6，Nd品位为184×10-6，其余稀土元素含量均较少。矿石中的稀土主要以离子吸附和微细粒包裹体的形式存在于高岭石、绢云母、绿泥石和铁泥质等粘土矿物中，占约90%，而微细粒包裹体主要是以方铈石的形式存在，由于方铈石粒度极细，物理方法无法富集，只能采用化学选矿法浸出；矿石中离子吸附型的稀土占18.06%，该部分稀土属易选部分，回收率较高，剩余稀土回收率尚需通过选矿试验论证。

4 成矿条件分析

4.1 母岩条件

燕山早～中期，第一期岩浆活动形成贾沙辉长岩体（ν51），辉长岩中Ba、Sc、Pb、Ga、Co、La、Sr等元素的百分含量相对偏高，皆超出克拉克值数十倍之多，岩石中稀土元素丰度值可达∑REE 549.70ppm，辉长岩提供了最初的稀土元素矿物质来源。燕山晚期，伴随着第二期岩浆活动形成神仙水中粗粒黑云母花岗岩体并包围了前期辉长岩体，接触带附近辉长岩被强烈同化，改造为深灰、灰绿色二长岩、闪长岩、石英闪长岩等一系列中性及钙碱性暗色岩石；中粗粒黑云母花岗岩亦被混染为黑云角闪花岗岩、石英二长岩、正长～二长岩、正长岩等一系列酸度偏低，钙镁质增高的浅色中酸性岩石，暗色主体与浅色客体无截然分界，二者多成脉状、树枝状、不规则状等多形态相间分布，经同化混染作用最终形成贾沙黑云角闪正长～二长岩杂岩体，同时在杂岩体中稀土元素进一步叠加富集最终形成稀土矿成矿母岩，二长岩中稀土元素丰度值为∑REE 287.11ppm～1062.48ppm。

4.2 构造条件

区内构造发育，受区域断裂（红河断裂、小江断裂、弥勒～师宗断裂）的三角夹持及各次级断裂及褶皱影响，使得岩体内部节理、裂隙多具放射状特征，加剧了岩体物理、化学、生物风化作用进程，岩石、矿物得以充分解离，经反复风化～剥蚀～淋滤～富集作用，逐渐形成具有工业意义的稀土矿（化）体。

4.3 气候条件

矿区地处北回归线附近，属亚热带潮湿气候，气候炎热，雨量充沛，昼夜温差变化较大，具显著的垂直立体气候特征，植被发育良好；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，为稀土离子的吸附和沉淀创造了有利环境和条件[3]，亦使得稀土元素进一步富集。此外贾沙地区干湿季节分明的气候特点，亦对风化壳的形成和保存提供了较为有利的气候条件。

5 结论

综上所述，贾沙稀土矿床成矿是受多期岩浆活动、构造影响及气候条件共同作用的结果。燕山早～中期岩浆活动形成的贾沙辉长岩体提供了最初的稀土元素矿物质来源，伴随着燕山晚期岩浆活动，后期神仙水中粗粒黑云母花岗岩体与前期辉长岩体在接触带发生同化、混染作用，形成了一系列中性及钙碱性暗色主体岩石与中酸性浅色客体岩石，二者相间分布形成贾沙黑云角闪正长～二长岩杂岩体，该阶段杂岩体中稀土元素进一步叠加富集最终形成稀土矿成矿母岩。在后期断裂、褶皱活动影响下，在岩体内部多形成放射状节理、裂隙，使得岩体风化作用进一步加剧，加之该区湿润多雨、干湿分明的气候特征，为稀土离子的反复吸附和沉淀创造了有利条件，使得稀土元素进一步富集，同时亦使得含有稀土元素的风化壳得以形成及保存，最终形成稀土矿（化）体。