山东省稀土矿产资源特征及找矿方向研究初探

张鹏,兰君

(山东省地质矿产勘查开发局第五地质大队,山东 泰安 271000)

0 引言

稀土元素包括15种镧系元素：镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥，以及与镧系的15种元素密切相关的2种元素——钇和钪，共计17种元素。稀土元素可广泛应用于军工、航天等多个领域，是全球重要的战略矿产资源。中国是稀土大国，山东是稀土大省。2018年，在稀土产量占比方面，全球稀土氧化物产量为17万t，其中中国稀土氧化物产量为12万t,约占全球稀土氧化物产量的71%。在储量上，山东微山郗山稀土矿以占国内稀土资源储量8%的规模，位居全国第二。山东省各稀土矿床(点)的矿化元素主要为铈和镧，而微山郗山稀土矿除了铈和镧之外，还含镨、钕和重稀土元素钇，对山东省具有非常重要的意义。

1 山东省稀土矿产资源现状

山东省稀土矿产资源主要分布在3个成矿亚带中(表1、图1)，自1962年以来，全省开展了一系列的稀土矿勘查评价工作，发现大型稀土矿床1处(微山郗山稀土矿床)，小型矿床2处(兰陵龙宝山稀土矿床、莱西塔埠头稀土矿床)，稀土矿点4处(薛城关帝庙稀土矿点、莱芜胡家庄稀土矿点、淄博八陡稀土矿点、五莲大珠子稀土矿点)。省内几处轻稀土矿床(点)产出的地质背景不同，成因各异，按其成因类型可主要划分为2类：与碱性岩—碳酸岩有关的岩浆热液型稀土矿床(微山郗山[1-3]、兰陵龙宝山[4]、薛城关帝庙[5]、莱芜胡家庄[6]和淄博八陡(1)山东省第七地质矿产勘查院，山东省博山县八陡地区稀土矿普查报告，2011年。)，以及花岗伟晶岩型稀土矿床(莱西塔埠头[7]、五莲大珠子)。目前，仅微山郗山稀土矿床经过系统勘查评价，达到大型稀土矿床的规模。

表1 山东省稀土矿床类型划分

1—稀土矿床(点)；2—Ⅳ级成矿区划；3—Ⅴ级成矿区划；4—Ⅲ级成矿带边界；5—Ⅳ级成矿带边界；6—Ⅴ级成矿带边界

山东省已开发利用的稀土矿山为微山郗山稀土矿和兰陵龙宝山稀土矿，目前微山郗山稀土矿正在申请深部扩界开采，兰陵龙宝山稀土矿已闭坑停采。山东省目前只有一个稀土矿山企业，但稀土加工企业在淄博、威海、青岛、烟台、泰安、济南、潍坊、莱芜、济宁、东营、聊城等各地均有分布，对稀土需求量较大。总体来说，山东省稀土矿的开发利用程度较低。

2 山东省稀土矿床地质特征

山东省稀土矿矿床按其成因主要分为与碱性岩-碳酸岩有关的岩浆热液型稀土矿床和花岗岩伟晶岩型稀土矿床(表2)，本文选取微山郗山稀土矿和莱西塔埠头稀土矿床作为典型矿床进行简要论述。

表2 山东省稀土矿床(点)分类

2.1 与碱性岩—碳酸岩有关的岩浆热液型稀土矿床

山东省内此类成型矿床只有1处，为微山县郗山稀土矿床，以往该矿床规模仅为中型，经2018—2020年山东省第五地质矿产勘查院勘查评价后，矿床规模达到大型。矿体呈脉状或板状赋存于含稀土石英重晶石碳酸岩脉(照片1a)[8-9]、含稀土花岗闪长岩(照片1d)和碱性杂岩体中，形成于中高温环境[10]，矿体厚度品位不稳定。矿体中矿物种类繁多(表3)，共有11大类56种矿物。矿石矿物为氟碳铈矿、氟碳钙铈矿、碳酸铈钠矿、菱钙锶铈矿和铈磷灰石等[11-12]，稀土矿物多呈板状、柱状赋存于脉石矿物中(照片1b、照片1e)，脉石矿物主要包括方解石、白云石和石英等[13-14]。另含较多金属矿物呈粒状分布(照片1c、照片1f)。矿石呈白色、蜡黄色，半自形—他形粒状结构、自形粒状结构及交代残余结构，块状构造、条带状构造、浸染状构造[15]。依据矿石结构、构造特点，矿区内矿石自然类型划分为3大类：主要为含稀土石英重晶石碳酸盐型、含稀土花岗闪长岩型和含稀土碱性岩型。不同类型矿石中稀土的含量差别较大，脉型矿石中稀土含量最高，一般为9%～20%，最高可达23%，但分选有难度。含稀土花岗闪长岩型和含稀土碱性岩型矿石中稀土含量比较均匀，矿体形态呈板状，品位一般在0.5%～10%左右，规模大、易分选。

表3 山东微山郗山稀土矿床矿石综合矿物分类

a—碳酸盐脉型矿石岩心；b—碳酸盐脉型矿石中氟碳钙铈矿；c—碳酸盐脉型矿石金属矿物；d—花岗闪长岩型矿石岩心；e—花岗闪长岩型矿石中氟碳钙铈矿；f—花岗闪长岩型矿石金属矿物；Pas—氟碳钙铈矿；Cal—方解石；Ga—方铅矿；Py—黄铁矿

矿石中TRE2O3含量在不同矿石类型中变化较大，产出部位不同，变化也较大，反映了矿化的不均匀性。

2.2 花岗伟晶岩型稀土矿床

山东省内此类矿床规模较大的为莱西塔埠头稀土矿，该矿床共探明4个工业矿体，提交稀土氧化物资源量398t，平均品位1.60%。矿体呈脉状赋存于花岗伟晶岩(钾长伟晶岩、斜长伟晶岩和块体状钾长石岩)中(2)山东省第一地质矿产勘查院，山东省稀土矿资源潜力评价报告，2011年。，形成于中高温环境，矿体品位1.12%～2.47%，最高4.35%。矿体厚度1.57～3.66m，最高7.47m，矿体厚度品位不稳定。

矿体中矿物较多，矿石矿物主要为褐帘石、氟碳铈镧矿、锆石、钍石、榍石等，矿物特征见表4，脉石矿物有钾长石、斜长石、石英和黑云母等矿物。矿石呈白色、浅肉红色，粒状结构、伟晶结构，块体状结构、块状构造。

表4 莱西塔埠头稀土矿床矿石矿物特征

矿石中含有稀土、稀有及放射性元素，稀土元素主要为Ce，La，Nd，Y；稀有元素Nb，Ta，Hf，Rb，Cs；另含Th,U等放射性元素。

依据矿石结构、构造特点，矿区内矿石仅有1种类型，为花岗伟晶岩型矿石。

3 找矿方向初探

鲁西地区稀土矿分布于鲁中隆起峄城凸起、尼山凸起和博山凸起的边部，而鲁东地区稀土矿分布于莱阳凹陷与荆山凸起相接地带和诸城凹陷的边部。

山东省稀土矿床(点)主要有微山郗山、兰陵龙宝山、薛城关帝庙、莱芜胡家庄、淄博石马、莱西塔埠头和五莲大珠子，前人已对以上矿床(点)开展了多次勘查。通过山东省第五地质矿产勘查院对微山郗山稀土矿床的调查研究，认为极有必要再对其进行系统深入地研究，结合就矿找矿及在已知矿床的深部和(或)外围进行找矿的思路方法，综合采用物探、钻探等手段，开展更为严谨细致的勘查，有望在该稀土矿床的深部和(或)外围探获更多的稀土资源。

(1)对微山郗山稀土矿床进行全面勘查，系统连续采取钻孔及井下样品，以期发现更多潜在的稀土资源，进一步扩大该稀土矿床的规模，并对围岩和矿体中的主、微量元素和稀土元素等开展全岩地球化学分析，研究该区中生代碱性岩和碳酸岩岩体演化的继承性[17]。

(2)对兰陵龙宝山稀土矿床开展地面γ能谱测量扫面工作，选取有价值的高值异常区开展浅孔验证。

(3)对薛城关帝庙稀土矿床的赋矿岩体与微山郗山稀土矿床的赋矿岩体—郗山碱性杂岩体的地球化学性质进行综合对比研究，采用多种物探手段圈定该区出露的中生代碱性侵入岩体，辅以钻探取样验证，以期探获更多的稀土氧化物资源量。

(4)将莱芜胡家庄和淄博石马稀土矿床作为一个整体，综合开展调查工作，重点寻找中生代鹿野岩体和腰关岩体露头，以期实现该区域稀土找矿新突破。

(5)莱西塔埠头、五莲大珠子花岗伟晶岩型稀土矿床在山东省乃至全国的研究程度均不高，需要进一步加大此类矿床的成矿机制研究，为下一步在省内进行该类型稀土矿床的找矿工作提供科学依据。

4 结论

(1)鲁西地区稀土矿床类型分为与碱性岩-碳酸岩有关的岩浆热液型稀土矿床和花岗伟晶岩型稀土矿床。矿床规模以微山郗山稀土矿最大，为大型稀土矿，其他均为小型矿床或矿点。稀土矿体多以侵入体的形式侵位于第四系、沉积地层或岩体中，富含镧、铈等轻稀土元素，多伴生放射性元素，使得在近地表引起放射性异常。

(2)综合运用各种勘查手段，对全省稀土矿床的矿床地质特征、成矿流体的物理化学性质及其演化过程、成岩成矿时代、产出的大地构造背景等方面的异同进行全面梳理，综合对比研究，阐明省内各类型稀土矿床的成矿机制并建立各自的找矿模式，厘清省内不同成矿区带内稀土矿床的成矿规律，圈定找矿靶区，为以后的勘查工作指明方向。