金属成矿系列REE地球化学特征及应用

朱雅婷

（甘肃能源化工职业学院，甘肃 兰州 730207）

1 介绍（稀土元素REE)

REE稀土元素是指包含镧（La）、钷(Pm）、钐(Sm）、铕(Eu）等17个元素在内的镧系元素。这十七个元素在原子结构上十分的相近、化学活跃度也基本相同、并且在自然界中基本是相伴相生。稀土资源对于每个国家来说都是很重要的战略资源，尤其是在电力和能源领域，稀土元素是很重要的原材料，在稀土资源的储备方面，我国有着地广物博的疆域，因此稀土资源矿产丰富，现已探明的稀土资源中，我国稀土资源储量是第一位。

2 稀土元素地球化学特征及其应用

稀土元素是在很多方面都有应用，尤其是在地质的检测中应用广泛，因为稀土元素有自身特殊的地球化学习性，能够跟踪地质结构的变化，因此备受重视[1]。在地质中，并不是每种稀土元素都有，地质中的稀土元素的种类和分布主要就是有由最开始形成的地质决定，在地质被侵蚀、冲击、沉积后，稀土元素并不会有明显的变化。所以稀土元素如果出现在沉积环节，微小的变化就能从中看出地质的形成原因及过程，并溯源找到最开始的组成物质和形成环境。

3 金属成矿系列REE地球化学特征及应用

3.1 黔东南平秋金矿REE地球化学特征及应用

黔东南区域是指贵州东南部，该区地势复杂，山区众多，大概占整个黔东南地区的90%，同时也是我国金矿聚集区域。很多有名的大金矿如锦屏八克金矿、铜鼓金矿、坑头金矿等都在该区域[2]。

根据实地的勘探报告，黔东南地区目前探查到的地层最早的有白垩纪，中间还包括寒武纪、石炭纪等时期。根据这些时期的地层稀土元素含量及分布模式，可以初步找到金矿形成的原因及模式。

在对黔东南地区的实际勘查过程中，通过对微量元素的聚类分析，得知金元素和地幔中的特征元素钴、镍、铬和钨元素没有相关的联系，但是和壳源物质比如砷、铅、锑等元素影响很深。这种现象是和在实际探勘中发现的毒砂、黄铁矿和石英矿等矿物质是吻合的[3]。因为这类矿石中砷、铅等有毒元素的含量较高，但是铬、镍、钴等元素含量则很少。

因此，以在黔东南部平秋金矿床采集到的石英脉矿石为检测对象，进行了微量元素和稀土元素的特征分析。根据分析的结果，我们可以得出该矿中存在两种石英脉矿石。

一种是属于原生性矿石，根据这类矿石的成分（微量元素和稀土元素）及分布情况，我们可以知道其成分主要是来自同一层的地质层中。因为矿石在形成的过程中被围岩包裹，因此围岩中存在的这些微量元素在平衡转移的时候金元素、砷元素、铅元素在矿石中发生了聚集，但是其他的稀土元素在这个过程并未发生明显的聚集，所以矿石中的稀土元素变得很少。另一种属于地壳运动型矿石，这类矿石与周围的地质层中的元素有很大的区别，而是跟其他地质层（下地壳和上地幔）中的微量元素和稀土元素含量和分布接近，这说明在地壳运动挤压、碰撞的过程中，深层的部分流体被动的挤压到了石英脉附近，参与了矿石的形成过程。

根据对黔东南地区平秋金矿的REE地球化学分析，可以知道该矿金元素成矿有两种类型，除了来自围岩中的金元素聚集外，还有因为地质构造，一些地块的断裂、剪切等作用，导致深层的流体沿着这些构造来到了矿石附近，也产生了金元素的聚集，最后共同形成了平秋金矿。

3.2 韭菜坪金矿REE地球化学特征及应用

韭菜坪属于大渡河金矿带的一部分，这个地区的金元素聚集比较明显。但是该区域内的金矿形成存在一些不一样的地方，主要分布在两岸，而且分布点连成了一条东西长带，与整个的韭菜坪地质构造存在一定的重合。另外，韭菜坪金矿位置为大渡河-安宁河断裂带，在韭菜坪金矿地质组成中，主要是花岗-绿岩，矿石围岩主要是变质岩和石英岩。矿体则基本结构特别清晰简单、就像山脉或者一般的透视镜。矿石主要以复杂的混合元素矿石存在，其中主要有黄铁矿，还有一些其他比较差一些的方铅矿和黄铜矿。

为了了解该矿的成矿因素，实验人员对该区域的矿石样本进行了相关的测试。根据得到的结果，这些矿石中的微量元素基本都是来自同一个地方，说明是一次成型。矿石中稀土元素也有很多，大部分为轻稀土。

根据这些测试的结果，大致可以得知金矿在成形时遭受过同时期的一次热液冲击，最后形成了岩石和矿石。这些矿石和岩石又都处在同一个断裂带中，在断裂带的两侧分布均匀，说明是在很早的时候，形成的本是一条完整的矿石带，受地壳的运动被挤压形成了断面。

3.3 乌山矿山成矿REE地球化学特征及应用

满洲里-西旗地区有一个乌山斑岩铜钼矿床，在对该矿床的现场勘探的过程中发现，在该矿的周围存在很多的零星散落的小矿石点，于是在这些矿石点进行了REE地球化学习性分析。主要目的是确定零星散落的矿石是不是跟矿床的矿石属于同根同源，还是这些矿石是在其他地方或者其他时期形成的，最后在外力的作用下才散落于此。

满洲里-西旗地区属于板块交界处，受板块挤压等活动的影响，使得这里火山运动频繁。而这个矿山正好就在火山周围，因为火山喷发覆盖的岩浆一遍一遍的侵蚀着地表的各种岩石，同时火山又把地底的岩浆带到了地面，因此地表最后形成了跟其他地方不一样成分的地质岩石和矿石。

根据测试的分析结果，乌山的矿床分为三个不同的元素带，在三个不同的元素带中，稀土元素的分布也是不均匀的，呈现出交叉叠加的形式，在矿石内随着矿元素而聚集，见证了整个乌山矿山成矿的过程。

4 总结

本文讨论了黔东南平秋金矿、韭菜坪金矿、乌山矿山的成矿过程及稀土元素的地球化学特征及应用。在这些矿山成矿的过程中，稀土元素的聚集减少都被记录在矿石之中，矿石的形成和矿元素的聚集也被同期记录，因此在研究金属成矿时，稀土元素充当了历史的见证者，目睹了整个过程的一举一动。

因此，在金属成矿研究中，稀土元素地球化学特征能够很好的被用来勘测成矿的过程，也能很好的运用在预测矿藏等科研工作中。