华南离子型稀土矿地貌与风化壳特征

邹新勇，陈斌锋，刘孝滨（赣南地质调查大队）

华南离子型稀土矿地貌与风化壳特征

邹新勇，陈斌锋，刘孝滨（赣南地质调查大队）

在离子型稀土矿开采的过程中会对地质环境、大气环境、水体环境、土壤环境构成损伤，而要防治各类损伤需要在对离子型稀土矿的地貌和风化壳特征进行准确、全面了解的基础上，进行工艺技术的改进和安全管理的强化，在此背景下，本文针对华南离子型稀土矿地貌与风化壳特征展开研究，为全面认识华南离子型稀土矿的特征，进而有效的降低开采中的污染程度做出努力。

离子型稀土矿；地貌特征；风化壳特征

前言

华南离子型稀土矿是以阳离子状态在黏土矿物表面吸附的风化壳稀土矿，具有广泛分布、品位较高、但放射性活度较低的特点，由于其在冶金、军事等传统领域中应用空间广阔，所以被称为“新材料之母”“工业维生素”等，对华南离子型稀土矿的地貌和风化壳特征展开研究，不仅可以提升其利用效率，而且可以降低开采过程中造成的污染，所以具有重要的现实意义。

1　华南离子型稀土矿的地貌特征

稀土成矿母岩地貌对风化壳稀土矿具有显著的控制作用，现阶段人们结合含矿母岩的出露高程、切割深度等将成矿母岩地貌划分为低山-丘陵地貌类型和丘陵地貌两种，而丘陵地貌按照高度可以划分为300m以下的低丘、300～400m的中丘、400～450m的高丘三种类型，其产状特征分别为5～20°、10～25°、15～30°［1］。华南离子型稀土矿化母岩的地貌形态主要以馒头状为主，但由于母岩后期断裂构造和第四纪新构造发育程度存在差异，所以在不同地貌亚类的现代冲沟发育程度并不完全一致，这也导致具体地貌形态的馒头状形态规模、完整性与其组合特征会存在不同，华南离子型稀土矿的微地貌形态呈现出多样化的特点，如风化壳奇峰、宝塔、陡壁、冲沟幽谷等。从随着各类型地貌高度的不断增加，地貌形态会呈现出逐渐简单的趋势，换言之在母岩出露高程不断增加、切割深度不断加大的过程中，现代冲沟发育程度会表现出减弱趋势，微地貌特征逐渐缩减，第四纪冲积物存在量缩减，地貌形态组合分离程度降低。

2　华南离子型稀土矿风化壳的特征

虽然华南离子型稀土矿成矿母岩风化壳形成的时间和暴露的时间均存在差异，但现保存的风华壳都是第四纪以来的产物，而且仍处在生成-破坏-再生成-再破坏的循环往复之中，风华壳的特征主要表现在以下方面：

2.1风化壳面型特征

风化壳的所属类型，主要取决于具体的山头、山腰、山脚微地貌因素，通过对其类型划分可以对其相对发育程度进行判定，进而定位离子型稀土矿，现阶段结合各微地貌因素的特点，将风华壳划分为以下类型：①全复式，其在低丘地貌类型的母岩中广泛存在，此类风化壳发育良好，几乎将母岩全部覆盖，基岩出露的可能性非常低，可直接与第四纪沉积物接壤，厚度较大，如赣南安西岩体风化壳厚度大于30m，矿体厚度近10m［2］。②裸脚式，其在中丘或高丘地貌类型的母岩中分布较广，此类风化壳除山脚出露率较高万其他微地貌几乎均被风化壳覆盖，相比全复式其与沟系中的第四系连接程度及厚度较不理想。③残留式，其在高丘或陡峭地貌母岩中分布较广泛，其基岩出露的部位除山脚外，在山腰和山头也较为常见，其自身的连续性以及与沟系中的第四系的连接程度均较不理想。

2.2风化壳剖面特征

风化壳完整的垂直剖面从上而下可分为以下几种，其具体的厚度受母岩地貌类型等因素的差异影响而不同，但在相接的部位均为渐变过渡。

（1）表土层，位于全风化层的上部，其按照颜色、结构、物质成分等方面可以划分成以下子结构层：①风化壳顶部的腐殖层，植物根部可达甚至贯穿，受腐殖质多少的影响，其具有灰黑色、黑褐、红褐色等颜色，此层结构松散、稀土含量非常低，通常在0.03%以下，厚度不超过30cm；②腐殖层下部的红色粘土层，较大本木植物的根本可达，其颜色会因自上而下铁质含量的减少不断变浅，因粘土含量较大所以其固结性相对理想，但其稀土含量通常在0.05%以下，其与腐殖层厚度累计在0.5～1.5m之间［3］。③风化壳离子吸附型矿体层与非矿盖层过渡位置的红色粘土化层，其主要有浅黄色和浅肉红色，由于粘土成分相对较少，所以固结性较低，自上而下不规则蠕虫状高粘土小团块的分布数量会不断增多，其稀土含量在0.05～0.1%之间，厚度可达1～3m。

（2）全风化层，其主要成分为高岭石、石英、水云母和其他难解离的岩石副矿物，颜色以钱荒、灰白、肉红为主，由于粘土含量较少，所以其结构相对分散，离子吸附型稀土矿体的分布相对较多，具体的厚度通常在1～30m之间。

（3）半风化层，此层稀土含量较少，通常难以满足现代工业生产的实际需要，其下为新鲜基岩，所以通常被视为离子吸附型稀土矿体的底板层，其厚度在1～10m之间，在此层中长石解离很不完全。

2.3风化壳的化学成分特征

风化壳主要含有原生矿物和表生矿物成分，前者会随着垂直剖面自上而下而不断的减少，而后者则相反，可以此判断风化壳的发育程度；另外，可以根绝粘土矿物中水云母、蒙脱石、埃洛石、高岭石等矿物的含量对风化壳发育程度进行判断；华南离子型稀土矿风化壳属于硅铝质粘土型风化壳，其化学化学成分与寒冷气候下的岩屑型风化壳、半干旱气候带下的富硫酸盐-碳酸盐型风化壳、湿热气候条件下的砖红土型风化壳均存在明显的区别［4］。华南离子型稀土矿风化壳结合其SiO2与K2O含量的差异，在SiO2在70%以上时被称为高硅风化壳、在SiO2在62～70%之间时被称为中硅风化壳、在SiO2在62%以下时被称为低硅风华壳；在K2O的含量在2.5%以上时被称为富钾风化壳、在在K2O的含量在2.5%以下时被称为贫钾风化壳，另外，在SiO2和K2O均含有的情况下，又会存在高硅富钾、高硅贫钾、中硅富钾、中硅贫钾、低硅富钾和低硅贫钾等情况，在华南离子型稀土矿中中硅富钾风化壳成矿的频率最为理想。

结合风化壳化学成分的含量和变化，人们发现，在风化壳中如果SiO2含量不断降低，那么在风化壳中TiO2和AI2O3含量会表现出明显的升高趋势，而Si/AI比值会逐渐降低，另外，在风化作用大体相当的情况下，风化壳垂直剖面上平均化学成分的差异主要反映了母岩成分的差异。不同硅和钾含量的风化壳母岩的分布存在差异，高硅类型主要分布在酸性和超酸性斜碱花岗岩和碱长花岗岩中；中硅类型主要分布在酸性-中酸性二长花岗岩、花岗闪长岩、变质沉凝灰岩中；低硅类型主要是石英正长岩和花岗闪长岩中。所以可以通过SiO2含量判断风化壳中残留石英和钾长石的含量。富钾类型主要分布在残留钾长石较多的地域、贫钾风化壳则分布在风化壳含钾长石少的地区，但其并不能反映母岩的钾长石低，如河岭风化壳。

3　结论

通过上述分析可以发现，现阶段人们已经认识到华南离子型稀土矿的经济意义和战略意义，并有意识的通过对其地貌特征和风化壳特征进行全面准确的了解，提升开采的实际效果，降低开采过程中的环境损伤，这是充分利用华南离子型稀土矿的重要途径，应不断深入研究。

［1］梁发辉，党飞鹏，邓 军，李志鹏.江西龙源坝地区花岗岩风化壳离子吸附型稀土矿成矿条件与分布特征［J］.矿产与地质，2014，04：461～465+ 486.

［2］黄华谷，胡启锋，程亮开，罗子声.广东禾尚田矿区新类型风化壳离子吸附型稀土矿的发现及意义［J］.地质与勘探，2014，05：893～901.

［3］刘新星，陈毓川，王登红，黄 凡，赵 芝.基于DEM的南岭东段离子吸附型稀土矿成矿地貌条件分析［J］.地球学报，2016，02：174～184.

［4］吴继炜，王 颖，黄长帅，曾治平.广西岑溪市波塘地区稀土矿特征及成矿条件分析［J］.矿产与地质，2014，06：679～684+698.

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2095-2066（2016）25-0075-02

2016-8-20