广东紫金中坝某地稀土成矿地质特征浅析

张国恒

（广东省地质局第六地质大队, 广东 江门 529040）

广东紫金中坝某地稀土矿位于河源深断裂与莲花山深断裂夹持区，紧邻紫金大断裂南东侧，区域燕山期岩浆侵入、喷出活动十分强烈，侵入岩、喷出岩广泛出露（图1）。由于区域气候炎热潮湿，花岗岩风化壳发育，在有利地质地貌条件下，形成稀土富集带，本区稀土矿是粤东稀土矿化带中的一部分[1]。

图1 紫金中坝某地地质简图

1 区域成矿条件

1.1 含矿原岩

区内含矿原岩为燕山三期中粗粒黑云母二长花岗岩（ηγJ32c）、中粒黑云母二长花岗岩和燕山四期细粒黑云母二长花岗岩以燕山三期二长花岗岩为主。含矿原岩的形成严格受紫金大断裂控制。岩石中稀土含量较高，为本区稀土矿的形成提供了必要的物质基础。

1.2 风化壳条件

由于本地区气候炎热潮湿，雨量充沛，风化作用较强，对风化壳的形成极为有利；又由于本区地处低山丘陵地貌，风化壳保存较好，成为稀土矿的理想赋存场所。风化壳呈面型分布，厚度一般几米至20多米不等。依风化程度不同，大致可分为三层：

（1）表土层（残坡积层）：褐红、土黄色，以粘土质为主，含少量石英砂及植物根。厚一般0m～1m。含稀土较贫，一般不具工业矿体。

（2）全风化层：浅红或土黄色，成分主要为粘土、石英及少许黑色矿物。厚一般1m～10m。中上部为主要稀土矿体赋存部位。

（3）半风化层：浅红或灰白色，原岩结构、构造较清晰。稀土含量一般达不到工业矿体的品位要求。其下为新鲜岩石。

稀土元素在风化壳中的含量呈上下贫、中间富，富集层位是全风化层，矿物成分主要是粘土和石英，呈松散砂土状、亚砂土状、亚粘土状结构。砂土状结构疏松，渗透性好，富集层位偏低，富集度高；亚粘土结构者，渗透性差，富集层位偏高，富集程度低。

1.3 化探特征

本区1:5万水系沉积物样La、Y结果表明，异常以La为主，次为Y，两元素异常套合好，异常最高值La732.0×10-6、Y421.9×10-6。

2 矿体地质特征

2.1 矿体形态及规模

矿体赋存在黑云母二长花岗岩全风化层中。矿体形态与风化壳形态关系密切，在平面上的形态随地形变化呈似层状面型展布，长约13km，宽约10km，产状主要受地形条件控制，一般矿体倾向、倾角与地形一致；矿体在剖面上常随地形呈连续的弯月形或透镜体，向山脊两侧延伸，在沿山脊方向多作平缓起伏的似层状展布。矿体在纵横方向上的形态和产状是由山脊向两侧倾斜，沿山脊倾伏。

矿体向两侧倾斜的倾角一般在10°～20°之间，局部最大30°。矿体的形态、产状，随着所处的地貌单元及地形完整程度的不同而有差异。

2.2 矿体厚度及变化

矿体厚度一般厚1m～6m，最厚大于20m，平均厚约4m。矿体厚度与风化壳厚度有关，并均受地形制约。当矿体位于山脊时，风化壳厚度大，矿体也较厚；当矿体位于沟底时，风化壳较薄，矿体也较小。矿体厚度变化除受上述地形因素影响外，还与岩性、构造有一定联系。另一方面岩石结构的不同也影响矿体厚度的变化，如在中粗粒结构中矿体厚度比细粒结构中厚。其次，构造裂隙的发育程度对矿体厚度也有影响，在节理、裂隙发育地段，当岩石破碎时，就能促进岩石风化，使矿体厚度增大。

2.3 矿石矿物成分

矿石主要矿物成分为粘土矿物、长石、石英及云母，副矿物主要有磁铁矿、钛铁矿、独居石、磷钇矿、赤铁矿等。

2.4 矿石类型

按矿石风化程度和组成物质的不同，划分为残坡积矿石、花岗岩全风化矿石和花岗岩半风化矿石。其中除花岗岩半风化矿石为半固结矿石外，其余均为松散矿石。矿石自然类型属黑云母二长花岗岩全风化稀土矿石。

2.5 稀土元素赋存状态、品位及配分

稀土元素主要呈阳离子被吸附于高岭石、伊利石等粘土矿物表面。矿石中稀土要素总量（TR2O3）平均品位0.083%。根据不同期次不同岩性的原岩风化壳对比结果，中粗粒黑云母二长花岗岩风化壳平均稀土含量（ηγJ32c，0.908%）＞中粒黑云母二长花岗岩风化壳平均稀土含量（0.794%）＞细粒黑云母二长花岗岩风化壳平均稀土含量（ηγK13e，0.055%）。

区内稀土样品配分结果表明：稀土元素以La、Ce、Nd、Y为主，其次为Pr、Sm、Gd、Dy，其他元素含量较少，其中又以铈族稀土为主，具有Ce＞La＞Nd，Ce＜La+Nd，Ce＞La+Nd，La＞Nd＞Ce四种分配特点，以Ce＞La＞Nd配分型为主，其次为Ce＜La+Nd，Ce＞La+Nd。

稀土品位中，铈族品位0.046%～0.158%，占总量的70.02%～92.1%，钇族品位0.008%～0.025%，占总量的7.9%～29.8%，[Ce]2O3/[Y]2O3比值为5.3。

部分稀土样品主要元素配分结果见图2。

图2 部分稀土样品主要稀土元素配分折线图

3 成矿作用

本区稀土矿成矿物质来源于燕山三期中粗粒、中粒黑云母二长花岗岩和燕山四期细粒黑云母二长花岗岩。原岩中燕山三期的花岗岩比燕山四期的稀土含量高。含矿原岩的分布，控制了稀土矿的产出和分布。

本区地处低山丘陵缓坡地貌区，在亚热带潮湿炎热气候条件下，有利于岩石风化和氧化淋滤作用的进行，为稀土矿的形成提供了重要条件。富含稀土的黑云母二长花岗岩经风化后，长石等造岩矿物一方面次生为高岭石等粘土矿物，成为TR的吸附剂[2]，另一方面，从长石等矿物中释出的稀土为粘土的吸附提供了物质来源。

在地表植被发育，有机酸丰富的风化壳上部为稀土运移、富集创造了有利条件。在地表酸性条件下，稀土元素转化为溶液状态，随地表径流和地面水流动和运移（渗透）[3，4]。在垂直剖面上，稀土元素往下运移，酸度冲淡，PH值提高，使粘土矿物在弱酸性介质中吸附能力提高，出现稀土元素的富集带。

随着往下深度增大，距地面远，风化作用减弱，释出的稀土和渗透下来的稀土量减少，稀土含量降低，品位逐渐接近原岩。上述风化剥蚀、淋滤吸附作用长期不断地进行，虽然矿体富集部位有所移动，但富集部位始终处于风化壳中部（全风化带中部），最终形成花岗岩风化壳离子吸附型稀土矿床。