贵州清镇暗流云峰铝土矿稀土元素分布规律研究

栗欢欢，杜光明

（贵州省有色金属和核工业地质勘查局五总队，贵州 安顺 561000）

暗流云峰铝铁矿位于“黔中隆起”南缘古岩溶盆地的黔中铝土矿成矿区北部，为中国重要铝土矿产地之一，区域成矿地质条件优越，资源丰富。前人对黔中铝土矿的成矿物质来源、矿床成因、矿系特征、变化规律等作了大量工作及研究，积累了宝贵的经验及成果。研究资料表明，铝土矿的含矿岩系中均赋存有稀土元素，这些稀土元素经济价值甚至可超过铝土矿价值。因此，笔者根据等离子质谱法等分析方法测定结果，对暗流云峰铝铁矿矿石及围岩中的稀土元素进行分析研究，总结其分布规律及特征，抛砖引玉，对含铝岩系中稀土元素的分布规律进行探讨。

1 矿床地质特征

暗流云峰铝铁矿位于清镇市西北方向直距60km处，属黔中铝土矿成矿区，地质构造简单，岩层均为单斜平缓产出。地层倾向南东，倾角18°～25°。主矿体长1200m，倾向延深500m～1290m不等，厚度1.02m～9.71m、平均厚度4.09m。矿石多为土状、豆鲕状、致密块状、碎屑状等结构，以碎屑状为主。成分主要为一水硬铝石、勃姆石、赤铁矿、针铁矿等。2007年开始勘探，累计查明铝土矿1046.25万吨，平均品位71.40%，铝硅比13.89。矿床类型为产于娄山关群白云岩侵蚀面上的沉积型一水硬铝石铝土矿床。含矿层位属于下石炭统九架炉组，是一套以粘土岩类为主，相伴有铝土矿、赤铁矿及多种微量元素的矿产岩性组合。基底为娄山关群白云岩，在接受长期风化剥蚀后形成不平整的古喀斯特侵蚀面，含矿系厚度受其制约，凹处厚度大，凸处厚度小。根据钻孔揭露情况，含矿岩系层序具明显的二分特征，上段为含铝岩系，下段为含铁岩系（常缺失）。

本区矿石为土状、豆鲕状、致密块状、碎屑状等结构，以碎屑结构为主，碎屑成分占总量的30～70%左右，胶结物主要为粘土矿物和少量石英和褐铁矿；矿物成分主要为硬水铝石（一水铝石）、软水铝石、赤铁矿、针铁矿、黄铁矿、高岭石、云母、锐钛矿、金红石、石英、石膏等。

2 稀土元素分析结果

为了定量查定矿石的稀土元素特征，按照岩矿石类型不同分别采集样品在广州澳实矿物实验室用电感耦合等离子质谱法对矿石中的稀土元素进行了分析测试，分析误差小于5%～10%，矿石主要成分等采用化学分析，结果见表1和表2。

表1 贵州清镇暗流云峰铝铁矿矿石化学成分特征表

表2 贵州清镇暗流云峰铝铁矿岩矿石稀土元素分析数据及重要参数表

3 稀土元素数据分析

通过对数据分析及整理，矿区稀土元素显示以下特征。

（1）矿区中稀土含量均以轻稀土（LREE）富集、重稀土（HREE）亏损为特征，各样品中的ΣREE、LREE和HREE 分 别 为 67×10-6～2188.13×10-6、55.88×10-6～2090.35×10-6、11.12×10-6～320.53×10-6，LREE/HREE为1.87～21.38。

（2）不同岩性的岩矿石稀土总量（ΣREE）相差较大，含量最高为土状铝土矿，其ΣREE为2188.13×10-6，含矿系底板白云岩（92501-2）中含量最低，仅为67×10-6。

（3）不同类型的铝土矿中ΣREE也有显著差异，ΣREE土状铝土矿≈鲕状铝土矿＞碎屑状铝土矿＞致密块状铝土矿。

（4）相同类型的铝土矿中，一般铁质含量越高，则ΣREE越低，但并无绝对的正相关性。

（5）ΣCe/ΣY值最高为土状铝土矿4.32-9.47，最低为铁质绿泥石0.976，白云岩为1.712。

（6）(La/Yb)N最大值为38.389（土状铝土矿），最小值为5.963（铁质绿泥石）。由土状铝土矿（17.935～38.389）→鲕状铝土矿（16.833～26.244）→碎屑状铝土矿（12.589～14.235）→致密块状铝土矿（8.575～10.719）→白云岩（8.462）→铁绿泥石/炭质泥岩（5.963～6.596）比值依次减少。

（7）经球粒陨石标准化的Ce异常值δCe显示，其值在0.848～1.251内波动，说明无明显Ce异常。

（8）δEu值0.055～0.078之间，变化幅度较小，铝土矿、围岩与白云岩之间并无明显差异。

4 几点初步认识

（1）暗流云峰铝土矿石中稀土元素含量较高，15个稀土元素总量变化范围为391.1～2188.1×10-6，均值为1393.9×10-6。结合前人对贵州其他铝土矿区的研究成 果[1]：ΣREE值林歹矿区287.77～914.05×10-6，平均577.75×10-6；长冲河矿区60.47～1010.87×10-6，平均556.82×10-6；小山坝矿区192.26～937.08×10-6，平均472.58×10-6；苟江矿区44.56～187.67×10-6，平 均187.67×10-6。暗流云峰铝土矿石中稀土元素含量不论峰值还是平均值均高于上述矿区。

（2）由表1与表2可知，TiO2在矿区铝土矿中含量为2.32%～5.30%，平均3.89%。稀土元素的富集程度与TiO2含量多少有一定关系：TiO2含量越高，则ΣREE越高，但并不是绝对的正相关性。

（3）由表2可知，岩矿石中粘土矿物含量越高，则ΣREE越高，这与铝土矿成矿过程中粘土矿物对稀土元素的强烈吸附性有关。而碳酸盐岩中稀土含量低则显示了方解石、白云石等矿物不利于稀土元素的富集。

（4）稀土元素的富集还与粘土矿物的颗粒大小、结晶程度等有很大关系，原因是粘土矿物颗粒小则比表面积大，更容易吸附稀土元素，直接反映在矿区ΣREE值由致密块状→碎屑状→鲕状→土状铝土矿依次升高。

（5）稀土元素富集于铝土矿（或铝土岩）中，与铝土矿成矿过程有关，成矿母岩（白云岩）经过长期的风化淋滤，大量的钙质流失，而稀土元素因较稳定而相对富集，在成矿过程中被一水铝石等吸附所致。

5 结论

暗流云峰矿区内ΣREE均值为0.139%，最大为0.22%，超过工业指标要求（ΣREE≥0.1%），并且氧化铝生产过程中稀土元素再次富集于赤泥及母液中，潜在经济价值极大。

稀土（REE）被誉为“工业维生素”，是极其重要的战略资源，广泛应用于电子、石油化工、冶金等领域，贵州作为资源大省，新兴产业的发展需要更多的战略性关键矿产资源保障，铝土矿为贵州省的优势资源，其中的稀土元素富集规律、详细的成矿机制、赋存状态等必须加大研究力度，以使资源不至于浪费。