稀土矿床地质勘查特征及找矿途径简析

余哲庆

（河南省航空物探遥感中心，河南 郑州 450000）

稀土元素是元素周期表中第ⅢB族原子序数为57-71的17种元素。随着新材料的不断研发，稀土元素已经成为了当今世界工业发展不可或缺的资源，在农业、工业、国防、电子等诸多高科技领域都得到了广泛应用。

在世界各国中，只有中国、美国、澳大利亚、印度等少数国家才有稀土矿床的存在。其中，唯有中国稀土资源最为丰富，自20世纪70年代起便占据了全球74%的产量，供应着全球90%以上的用户，也因此掌握着对全球的稀土资源分配。但是，自20世纪90年代末，我国开始限制稀土资源出口，对世界的稀土资源供应份额下滑到了全世界的45%左右。国外很多拥有稀土矿藏的国家和地区开始在稀土市场上崛起。

为了更好地了解稀土资源出产情况，分析未来的稀土供应局势，本文选定国外某地的稀土矿床作为研究对象，对该矿床的地质勘查特征及找矿途径进行简要分析。

1 地质勘查概况

澳大利亚威尔德山稀土矿床位于澳大利亚西澳大利亚州拉沃顿镇南行40km，该区域的稀土矿体大多位于风化的花岗岩体内，间歇与钽、铌等稀有元素共生，年产量约21000吨/年。

1.1 矿区地质分析

矿区内的地层由下及上可以概括为侏罗纪下统桥源组、侏罗纪中统漳平组、侏罗纪上统高基坪组、侏罗纪下统合水组、白垩纪上统叶塘组、新近系、第四系等，其中以侏罗纪中统漳平组和白垩纪上统叶塘组为主要地层。在侏罗纪中统漳平组中，以红色碎屑岩为主，其下方为紫色与灰色相交的细砂岩，上方为黄色、灰色相交的杂色砂岩。在白垩纪上统叶塘组中，以泥岩为主，夹层中间歇伴随透体状凝灰岩和花岗岩。

在矿区内部的构造带中，褶皱带由矿区西部的侏罗纪上统高基坪组中发育着的向斜为主，地表裸露的向斜为该段向斜的东北段，长度约为4km。断裂层位于本矿区的西段，主要为Z型、V型、M型断裂走向。其中Z型的断裂带主要分布于西北方，V型和M型的构造带主要分布在南方偏西的位置，两者互相切割，数千米内的地层交相错动。

该矿区内岩浆岩活动十分频繁，尤其是晚侏罗纪和早白垩纪的岩浆活动最为剧烈。岩体分布多为由北向东，其内分布稀土矿石十分广泛。在晚侏罗纪时期，由于热力入侵等作用，漳平组的地层受到变质作用的影响，变为砂质岩和石英，因此本区域内以砂质岩为主要岩石构造。

1.2 矿体地质特征

全区共圈定了11个矿带和52个稀土矿体，其中工业矿体为41个。本矿区的稀土矿体主要分布在花岗岩内部，其剖面上呈层状分布，平面上呈面状分布。在花岗岩风化离子吸附型的矿床内，矿体的走向分布与花岗岩的风化壳呈正相关。花岗岩上的风化程度不同，会导致稀土矿石的密集程度发生变化，因此能够应用在工业领域的稀土矿一般分布于花岗岩风化壳的下部位置，只有极少量位于地表的腐殖层中，而半风化的基层岩中一般不含有稀土矿。该矿区内花岗岩与风化壳之间的关系如图1所示。

图1 矿区内花岗岩与风化壳的关系示意图

由于该矿区位于澳大利亚威尔德山，地势起伏不平，海拔差异明显，因此矿体的分布具备极大的海拔分布差异。一般情况下，稀土矿石在170m～300m内有较大规模，低于或高于这个海拔区间，稀土资源的含量逐渐减小，在这个海拔区间内，甚至有直接裸露在外的稀土矿，只在表面覆盖一层腐殖质风化层。

该稀土矿的矿体呈层状或面状分布，一般沿风化壳的风化层高低起伏的变化而变化，但是其最终的走向分布趋势变化小于地势变化。在剖面结构中，矿体呈层状或似层状分布，平面上的面状分布十分不规则，大部分情况下受到风化壳的状态影响。由于该地区地势海拔相对较低，因此矿体的完整性保存较好，矿体的底板倾角一般不超过40°。本矿区内的主要矿体特征如表1所示。

表1 矿区主要工业稀土矿体特征

如上表所示，五种典型的稀土矿体均是能够应用于工业的稀土矿体，其中Ⅰ-3号矿体主要分布在矿区西南角的花岗岩风化壳中，规模最大，形态跟随地势起伏而变，剖面结构中呈层状，东西长约2740m，南北宽约744m，整体为不规则的平行四边形状，面积约2.04km2。平均厚度13.46m，厚度系数变化约为61%，相对较稳定。Ⅱ-3号矿体主要分布在矿区的东部，同样位于风化层中。规模较小，形态受地势影响不大，且该地区的地势较缓，为山区中心的盆地地带，平面上呈面状产出。东西宽约240m，南北长3160m，总面积约为0.76km2。平均厚度10.01m，厚度系数变化约为41%，为稳定结构。Ⅲ-3号矿体主要分布在矿区的北部偏东，规模中等。该区域为山区内部，海拔变化极大，形态与地势呈正相关，剖面结构中呈层状。东西宽约1020m，南北长1200m，呈三边形分布。总面积约为1.23km2。平均厚度9.78m，厚度系数变化约为57%，为稳定结构。Ⅶ-4号矿体主要分布在矿区中心地区的花岗岩风化壳中，规模中等。位于山区的山脚地带，海拔较低且变化不明显，剖面结构中呈层状。其整体呈多边形的不规则状，东西长约2220m，南北宽约648m，面积约1.44km2。平均厚度6.56m，厚度系数变化约为45%，相对较稳定。Ⅷ-2号矿体主要分布在矿区东南角，规模中等，该矿区已远离山区，为小平原的地形结构，地势基本没有起伏，因此矿体的形态也为平面结构。东西长约1180m，南北宽约860m，整体为不规则的平行四边形状，面积约1.02km2。平均厚度11.24m，厚度系数变化约为59%，相对较稳定。

2 找矿途径分析

该矿区为低缓山地构成的丘陵地带，气候较为干燥，有利于花岗岩经风化作用留下风化壳。在这个漫长的过程中，因为地球化学等因素的作用，稀土元素很容易被半风化的风化壳吸引，从而吸附到黏土矿物中，从而聚集在花岗岩的风化壳中。而半风化的风化壳因为吸附力较小，其引力所吸附的稀土元素较少，因此很难留下能够被大规模利用的稀土矿石。因此，本矿区内的稀土矿石与花岗岩的风化程度密切相关，为典型的风化壳离子吸附性稀土矿床。

综上所述，日后在该类型的风化壳离子吸附性稀土矿床中寻找稀土矿时，可以通过花岗岩风化层的走向寻找矿体。一般风化壳较厚的区域，其蕴含稀土矿体的概率就越大。且大规模的稀土矿体一般蕴藏在海拔较低且地势变化较大的低海拔丘陵地带。

3 结束语

本区内稀土矿体主要伴随花岗岩的风化层发育，分布范围较为集中，以上共圈出了11个矿带和52个稀土矿体，其中工业矿体为41个，标志着该矿区潜力极佳，具备良好的工作前景。