四川攀西地区稀土资源成矿规律及找矿靶区

范国强，秦宇龙，詹涵钰，熊昌利，陈德云，黄仕发，彭 怡

(1.四川省地质矿产勘查开发局一○九地质队，四川 成都 610100；2.四川省地质调查院稀有稀土战略资源评价与利用四川省重点实验室，四川 成都 610081)

0 引言

稀土元素被誉为“工业的维生素”，具有无法取代的优异磁、光、电性能，对改善产品性能、增加产品品种、提高生产效率起到了巨大的作用。由于稀土作用大，用量少，已成为改进产品结构、提高科技含量、促进行业技术进步的重要元素，被广泛应用到了冶金、军事、石油化工、玻璃陶瓷、农业、新材料等领域[1]。稀土矿是四川省优势矿种之一，查明资源/储量位列全国第二，主要集中分布于西南部攀西地区，另外在绵竹一带什邡市磷矿中有稀土元素以离子形态赋存于磷矿石中[2]。攀西地区是我国重要的稀土资源成矿带，自20世纪60年代以来，大致经历了20世纪60—70年代早期发现及勘查评价，80年代中期—90年代末大发现、大突破和21世纪以来锦上添花的3个阶段。通过近60 a的地质勘查和研究，四川查明的稀土资源储量(REO)达数百万t，占全国查明资源储量的8.73%，同时也是我国稀土产品第二大生产基地[3]。前人在该地区开展了较多的研究工作，重点聚焦在牦牛坪矿床的成矿机制分析上[4]，对区域成矿规律的研究还存在不足，特别是对不同类型矿床的产出特点及各类型矿床的内在成因联系还需要进一步完善，以期科学分析区域稀土资源找矿靶区。

本次工作对攀西稀土成矿带上的典型稀土矿床进行了较系统的研究，对稀土成矿地质条件、矿化特征、矿体特征进行了调查对比研究，并在里庄、金林、腊窝、大陆槽等地区进行野外地质调查、取样分析，充实了成矿系统相关的理论体系，圈定并优选了6个找矿靶区。

1 区域构造背景

攀西稀土矿分布于上扬子陆块西部边缘，基本上沿丹巴—茂汶断裂—小金河断裂东侧分布，主要包括攀西陆内裂谷带(三级构造单元)的康滇轴部基底断隆带(四级构造单元)和盐源—丽江前陆逆冲推覆带(三级构造单元)的小金河前缘逆冲带(四级构造单元)。喜马拉雅造山运动期间，印度板块向欧亚板块俯冲，自西向东强力推挤，受其影响，盐源—木里地块向东推覆，到了喜马拉雅造山运动后期，印度板块俯冲势力减弱，攀西地区随盐源—木里推覆构造定型就位，区域释压，NNE走向的深大断裂系统局部张开，为深部富含稀土元素的成岩成矿物质上侵提供了通道和储存空间[4-5]。

攀西地区与稀土成矿和分布有关的大型断裂主要有小金河断裂带、南河—磨盘山断裂带、安宁河断裂带等，它们不仅控制着地层的分布，通常也是岩浆上升的通道，稀土矿常沿这些断裂带成群成带分布(图1)。

1.喜马拉雅期富稀土碱性杂岩;2.印支期正长岩;3.印支期碱性花岗岩;4.燕山期碱性花岗岩;5.基底断裂;6.陆缘海相中生界分布区;7.前震旦系古陆分布区;8.古生界及陆相中生界分布区;9.构造单元分界线;10.轻/重稀土矿产地;①甘洛断裂;②小江断裂;③安宁河断裂;④南河断裂;⑤磨盘山断裂;⑥金河断裂;⑦小金河断裂;⑧大陆乡断裂。图1 攀西稀土成矿带地质构造略图[6]Fig.1 Geological and tectonic sketch map of Panzhihua-Xichang rare earth metallogenic belt[6]

南河—磨盘山深大断裂及其上盘的哈哈次级断裂带控制了牦牛坪矿区的成矿碱性杂岩体及稀土矿床的生成[2]；定位于哈哈断裂带中的成矿碱性杂岩体的主体英碱正长岩是稀土成矿母岩，含矿碱性杂岩体的生成过程就是牦牛坪稀土矿的成矿过程[7]。近南北向南河—磨盘山断裂带(雅砻江断裂带)及其次生的大陆槽断裂控制了大陆槽矿区的成矿杂岩(霓辉正长岩、方解石碳酸岩)及稀土矿床的生成[8]。小金河断裂带上盘的棉沙湾次级断裂控制了木洛稀土矿区的成矿岩体及稀土矿床的生成[9-10]。

2 主要类型稀土资源的地质特征

2.1 岩浆热液型稀土矿(牦牛坪式)

攀西地区岩浆热液型稀土矿(牦牛坪式)典型矿床主要包括牦牛坪稀土矿床、大陆槽稀土矿床、木洛稀土矿床(碉楼山稀土矿床、郑家梁子稀土矿床)和里庄羊房沟稀土矿床(表1，图2)。

1.流纹岩;2.文象碱长花岗岩;3.浅灰色碱长花岗岩;4.紫红色碱长花岗岩;5.霓石英碱正长岩;6.碱性花岗斑岩脉;7.实测及推测地质界线;8.矿体。图2 牦牛坪稀土矿区地质略图Fig.2 Geological sketch map of Maoniuping rare earth mining area

2.2 离子吸附型稀土矿

该类型见于德昌阿月、会理半山田、德昌石马村、德昌麻地4处矿点，皆位于康滇基底断隆带中段安宁河深断裂带西侧。离子吸附型稀土矿特征为：矿(化)体赋存于由原岩稀土含量较高的侵人岩或火山岩风化形成的风化壳中，以有厚大的风化壳为特征，厚大风化壳一般分布于低矮的山丘或平缓的山麓，矿(化)形态受地形地貌控制，一般呈层状、似层状面形展布。

2.3 砂矿型稀土矿

该类型主要有德昌茨达重稀土矿和会理绿湾重稀土矿2处矿点。

德昌茨达重稀土矿含矿原岩为茨达碱性花岗岩，部分风化壳中形成了离子型稀土矿点。茨达碱性花岗岩为椭圆形岩株，略向南西倾伏，出露面积2.1 km2。与前震旦纪变质岩和海西期辉长岩呈侵入接触，侵位较浅，属中浅剥蚀程度。南、西侧出现中酸-碱性岩脉。茨达岩体不但是砂矿的成矿母岩，本身也呈现稀有、稀土矿化，其中褐钇铌矿和锆石具一定潜在远景。岩体西高东低，东侧第四系发育，砂矿即产于残坡积和冲洪积松散层内。

会理绿湾重稀土矿点含矿原岩为会理群河口组的变质酸性火山岩、火山沉积岩，属以独居石为主的风化壳型砂矿床，伴生有钇易解石、褐钇铌矿、磷钇矿和锆石等。

2.4 火山岩型稀土矿

该类型为铌钽伴生重稀土矿，仅发现会东干沟1处矿产地，为小型。含矿岩性为力马河组浅变质火山岩，矿体与围岩产状一致，顶板常为金红石矿层，底板多为玄武质凝灰岩。稀有矿物有铌钽铁矿、硅铈铌钡矿、烧绿石、氟碳钙铈矿、独居石等，少量锆石、细晶石、铌钇矿、褐钇铌矿、磷钇矿和钍石等。

2.5 碱性岩型稀土矿

该类型主要为米易路枯小型铌钽伴生轻稀土矿，形成于印支期，含矿岩脉主要为碱性正长岩、碱性正长伟晶岩、(碱性)钠长岩、碱性花岗伟晶岩及正长(混染)岩及花岗伟晶岩；主要矿脉类型是碱性正长伟晶岩和碱性钠长岩，矿石中主要矿物为烧绿石、锆英石，其次为铌锰矿、褐钇铌矿。主要脉石矿物为微斜长石、条纹长石、钠长石及少量石英、霓石、霓辉石、钠铁闪石。

3 地球化学异常特征

据1∶20万地球化学图显示，在预测区内La的分布大致以羊坪子—脚基坪一线为界，北部高值带呈NE向条带状展布，浓集贫化分带清晰，规律特征明显；南部相对零乱，La含量显著低于北部区域，高值点多呈星散状分布(图3)。区内La的含量介于7.69～4 440 μg/g之间，平均为47.23 μg/g，剔除特异值后背景平均值为37.5 μg/g。共圈定出La单元素异常34个，其中具有三级浓度分带的异常6个，已知稀土矿产地均位于异常中带或内带中，有7个异常具有二级浓度分带，其余异常仅具有外带。

图3 远景区异常及靶区划分Fig.3 Outline of the anomaly prospective area and target area

Y元素的含量介于2.8～153 μg/g之间，平均为31.3 μg/g，标准离差为10.54，变异系数为33.68%，为不均匀分布型，局部异常明显；剔除特异值后,背景平均值为29.86 μg/g，异常下限为43.57 μg/g。Y的分布特征总体与La相似，但浓集带更清晰，在北部呈NE向展布，南部大致呈SN向展布。

4 成矿模型

攀西地区稀土矿类型较多，岩浆热液型稀土矿床(牦牛坪式)是最主要的稀土矿产类型，也是四川省内目前唯一独立的具工业价值的稀土矿类型；离子吸附型稀土矿分布广，工作程度低；其他类型如砂矿型稀土矿、火山岩型稀土矿和碱性岩型稀土矿出露较少，仅有少量的矿床(点)存在。本次仅就岩浆热液型稀土矿床(牦牛坪式)展开讨论。

4.1 矿床(点)空间分布特征

攀西地区稀土矿共有产地23处(图1)，分布在北起冕宁，南到米易，东起安宁河，西至雅砻江一线的广阔区域内。四川省内目前唯一独立的具工业价值的稀土矿类型集中分布于凉山州的冕宁县和德昌县，形成南北长约150 km的稀土成矿带和集中分布区，成矿主要受NNE—SN向深断裂系统和喜玛拉雅期幔源含矿碱性杂岩(霓石英碱正长岩、碱性花岗岩、碱性伟晶岩、碳酸岩脉等)的双重控制。

4.2 成矿时间演化规律

攀西稀土矿所处的康滇轴部基底断隆带以带状分布的太古宙—中生代早期变质岩浆杂岩构成地垒式隆起带，其中以前晋宁期花岗质岩石及澄江期火山岩和岩浆岩分布最广，构造线方向近SN向，其延展方向受SN向断裂带所控制。在漫长的地质历史进程中，区内形成了以SN向主干断裂带及其配套的NNE和NNW向断裂网络。安宁河断裂带、金河—程海断裂带(北段为金河断裂)、南河—磨盘山断裂、甘洛—小江断裂带等SN向断裂带都是有名的岩石圈断裂，它们多期次活动并将深部的成岩成矿物质运送到地壳有利构造场所成岩成矿。由此，区内岩浆活动十分强烈而频繁，深成作用与火山活动并重，生成了种类繁多、系列齐全的各种各样火成岩共生组合体，重要的有晋宁期中酸性火山岩及侵入岩、海西期峨眉山喷溢玄武岩—层状堆晶杂岩、印支期环状碱性杂岩和喜山期碱性杂岩体、富碱斑岩群、钾质煌斑岩群等。盐源—丽江前陆逆冲-推覆带由巨厚的三叠纪沉积-蒸发岩系构成主体，东缘古生界成叠瓦状逆冲岩片，由西向东推覆叠置于康滇前陆隆起带之上。

康滇轴部基底断隆带喜山期碱性杂岩体、富碱斑岩群、钾质煌斑岩群等是主要的成矿载体，喜马拉雅期也是主要的成矿期次，其中攀西地区稀土成矿带成矿年龄从北至南逐渐变新，牦牛坪稀土矿床成矿年龄为40.3～27.8 Ma，木洛稀土矿床成矿年龄为35.5～31.2 Ma，里庄稀土矿床成矿年龄为30.6～28.5 Ma，大陆槽稀土矿床成矿年龄为15.3～10.2 Ma(表2)。

表2 攀西稀土成矿带岩浆热液型稀土矿(牦牛坪式)年龄测试结果Tab.2 Metallogenic age of magmatic hydrothermal rare earth ore (Maoniuping type)in Panzhihua-Xichang rare earth metallogenic belt

4.3 岩浆热液型稀土矿(牦牛坪式)成矿模式

本次工作结合前人研究资料，认为岩浆热液型稀土矿(牦牛坪式)的矿化可细分为两类：牦牛坪脉状、伟晶状矿化和大陆槽角砾岩筒矿化，并提出岩浆热液型稀土矿(牦牛坪式)二元成矿模式(图4)。喜马拉雅期在印度—亚洲大陆碰撞带东缘，引起的一系列压扭性、张扭性变形，为岩浆的向上运移提供了通道；喜马拉雅期地幔深部富含REE、碳酸岩的岩浆流体沿这些通道向上运移，随着岩浆的逐渐冷却，岩浆分异作用形成稀土矿体。超浅层岩浆流体由于温度急速冷却形成隐爆角砾式矿体，中深层岩浆逐渐冷却形成牦牛坪式矿体，矿床的规模与当时形成的岩浆通道大小有关。成矿模式主要表现为：构造通道形成—富REE流体侵入—岩浆冷却成矿。

1.岩浆熔融场;2.燕山期碱长花岗岩;3.喜马拉雅期碱性岩-碳酸岩系列;4.燕山期流纹岩;5.脉状、伟晶状稀土矿床;6.角砾岩筒状稀土矿床;7.含稀土矿细脉;8.岩浆及矿液运移方向。图4 岩浆热液型稀土矿(牦牛坪式)二元成矿模式[15]Fig.4 Binary metallogenic model of magmatic hydrothermal type rare earth ore (Maoniuping type)[15]

5 找矿靶区

综合整理、分析、研究前人资料和本次野外调查成果，总结牦牛坪式、离子吸附型稀土矿的成矿规律及分布规律，在优化成矿模型和总结找矿标志(线索)的基础上开展预测评价，圈定并优选找矿靶区。

5.1 找矿靶区圈定依据

5.1.1 岩浆热液型稀土矿床(牦牛坪式)靶区圈定依据及找矿标志

岩浆热液型稀土矿(牦牛坪式)属岩浆型稀土矿，其成矿受喜山期碱性杂岩和构造控制，对围岩没有选择性。与成矿有关的主要是地质构造、侵入岩体(喜山期碱性杂岩)、矿化蚀变等，圈定靶区的依据及找矿标志为[16-17]：

(1)扬子地台西缘康滇前陆逆冲带(攀西裂谷带)北段与盐源—丽江逆冲带结合部；

(2)已知矿床(矿点、矿化点)或已发现有一定规模的矿化体；

(3)喜山期霓石英碱正长岩分布区；

(4)重晶石、碳酸岩、萤石、霓辉石的岩性组合，岩体内脉状团块黑色粉状风化物以及铅矿脉等是直接找矿标志，特别是萤石、重晶石组合是野外找矿的明显标志；

(5)放射性元素(Th、U)异常；

(6)化探La(Ce)、Ba(Sr)、Th(U)、Pb(Zn)、F、S等元素综合异常是间接的找矿标志；

(7)氟碳铈矿自然重砂异常是间接的找矿标志。

以上7点的分布范围、遥感最小预测区等为靶区面积圈定的依据。

5.1.2 离子吸附型式稀土矿床靶区圈定依据及找矿标志

(1)含稀土矿岩体(包括喜山期碱性岩-碳酸岩、印支期碱性花岗岩、黑云母花岗岩、晋宁期磨挲营钾长花岗岩等)；

(2)较厚的高地质背景、高化学风化程度岩浆岩风化壳；

(3)较重要的地球化学异常、自然重砂组合异常。

以上3点的分布范围、遥感最小预测区等作为靶区面积圈定的依据。

5.2 找矿靶区圈定

参考上述找矿靶区圈定条件(依据)，初步圈定了6个找矿靶区(图3)，从北到南列于表3。

表3 找矿靶区圈定特征统计Tab.3 Statistical table of delineation characteristics of the prospecting target area

6 结论

在充分收集区域资料及矿区资料的基础上，对攀西稀土成矿带上的典型稀土矿床——牦牛坪稀土矿床、大陆槽稀土矿床进行了较系统的研究，对中型以上规模的牦牛坪稀土矿床、大陆槽稀土矿床、羊房沟稀土矿床、木洛稀土矿床的稀土成矿地质条件、矿化特征、矿体特征进行了调查对比研究，总结其成矿规律及分布规律；在对攀西地区中酸性、碱性侵入岩体，特别是英碱正长岩及碱性岩脉，攀西地区重点区域的稀土矿点、成矿远景区等分析研究后，在里庄、金林、腊窝、大陆槽、德昌—米易、盐边德石镇、盐边小黑箐乡、攀枝花大田镇调查区等地进行了野外地质调查，利用手持快速分析仪、手持放射性测量仪、草酸(烧碱)现场试验等进行现场取样分析研究，取得以下成果：

(1)本次研究工作总结了攀西地区牦牛坪式轻稀土矿床、离子吸附型稀土矿床的矿化特征、成矿地质背景及成矿条件，研究控矿与成矿要素、成矿规律，优化并完善了牦牛坪式轻稀土矿床、攀西地区离子型稀土矿床的成矿模型，从而充实了成矿系统相关的理论体系。

(2)圈定并优选了6个找矿靶区(4个岩浆热液型稀土矿(牦牛坪式)靶区、1个离子吸附型稀土找矿靶区、1个钪找矿靶区)，按其远景及重要程度分为：A类，含大陆槽乡刘家湾、里庄烂柴湾、牦牛坪、宽裕镇4个找矿靶区；B类，大陆槽乡营盘山—大山村靶区；C类，沙坝镇老鸦村靶区。这些成矿靶区主要分布在已知中型以上的规模矿床上或其外围，证实对已知矿床深部及其外围找矿效果好，为下一步稀土矿产勘查工作奠定了基础。

(3)进一步肯定了攀西地区稀土矿以岩浆热液型稀土矿(牦牛坪式)床为主，由冕宁三岔河、牦牛坪、麦地、软心沟、木洛、里庄(羊房沟)稀土矿床和德昌大陆槽乡矿床等矿床组成，且具工业价值；其次为离子吸附型稀土矿，浸出相REO含量为0.025%～0.049%(以轻稀土为主)。

(4)认为岩浆热液型稀土矿(牦牛坪式)成矿与构造及喜山期的英碱正长岩、碳酸岩有关，并受构造和岩体双重控制；初步揭示了德昌—攀枝花一线离子吸附型稀土的含矿性，缩小了离子吸附型稀土矿找矿的范围。