三稀元素矿床类型及找矿标志

2018-10-09 07:44谢长江尹建华李新敏
四川地质学报 2018年3期
关键词:钠长石伟晶岩碱性

谢长江,尹建华,李新敏



三稀元素矿床类型及找矿标志

谢长江,尹建华,李新敏

(四川省地质矿产勘查开发局一○八地质队,四川 崇州 611230)

“三稀”元素是当前乃至今后一段时期地质勘查的热门矿种之一。通过对“三稀”元素组合及矿物组合规律的研究,根据成矿地质作用和成矿方式,将“三稀”元素矿床分为七个成矿系列、十四种成因类型,并重点介绍了与岩浆活动有关稀有稀土矿产特征;在此基础上,从控矿条件和矿化指示两方面总结出稀有稀土元素矿床的找矿标志,供广大地质工作者在地质找矿工作中参考。

三稀元素;矿床类型;找矿标志

“三稀”是指稀有、稀土、稀散共34个元素的统称。稀有包括锂(Li)、铍(Be)、铌(Nb)、钽(Ta)、锆(Zr)、铪(Hf)、铷(Rb)、铯(Cs)、锶(Sr)等9个元素。稀土包括镧(La)、 铈(Ce)、 镨 (Pr)、钕(Nd)、 钷(Pm)、 钐(Sm)、铕 (Eu)、钆(Gd)、 铽(Tb)、 镝 (Dy)、钬(Ho)、 铒(Er)、 铥 (Tm)、镱(Yb)、 镥(Lu)及钇(Y)和钪(Sc)共17个元素。其中∑Ce和∑Y分别代表铈族轻稀土和钇族重稀土。钪元素的化学性质虽和稀土元素相似,但它不和其它稀土元素共生。稀散包括锗(Ge)、镓(Ga)、铟(In)、铊(Tl)、铼(Re)、镉(Cd)、硒(Se)、碲(Te)等8个元素。

稀散元素除锗(云南临仓锗矿)、碲(四川石棉碲金矿)外,少见形成一定规模的矿床,其主要来源于冶炼有关矿产时综合回收。而稀有和稀土金属常密切共生在一起,形成不同规模的矿床。

稀有元素在国防、冶金、化工、无线电及科学技术研究中都有重要作用。如锂金属的低密度用于飞船、潜艇材料及氢弹、火箭等的燃料,是目前新兴产业的骨干材料。铌钽主要用于高温钢铁,锆、铪用于高温抗氧化材料。铍主要用于反应堆和中子源的减速器、宇宙飞船的壳层。铷、铯用制光电管,在自动化、电子技术等领域发挥了不可替代的作用。

稀土元素作为基础材料,在钢铁、有色金属、陶瓷、玻璃、轻工和农用肥料等起着重要作用,被誉为“工业维生素”,“农业激素”,是现代工业的重要元素。

稀有和稀土元素被广泛用于新能源、新材料、节能环保、航空、航天、电子信息等诸多领域,是当前及未来世界经济发展不可或缺的关键性矿产资源。

1 稀有、稀土元素主要矿物和矿床类型

1.1 稀有元素主要矿物和矿床类型

1.1.1 锂、铷、铯,与钾、钠同属于元素周期表中第一族碱金属族.

1)已知含锂矿物有250多种,主要矿物为锂辉石、锂云母、铁锂云母、锂磷铝矿、 透锂长石]等。锂的矿床类型有:①锂辉石-锂云母伟晶岩矿床,②钨锡矿床中的锂云母矿床;③含铌钽的钠长石花岗岩中的锂云母矿床④盐湖中的碳酸锂矿床。

2)铷在自然界没有独立的矿物,常分布在锂云母、铁锂云母、铯榴石和盐矿层及矿泉水中,还与钾呈类质同像分散在含钾矿物中。主要矿床类型为与碱性长石花岗岩、花岗伟晶岩类及盐湖有关的矿床。

3)铯的主要矿物有铯榴石、铯沸石、铯硼锂矿]、铯锰星叶石。主要矿床类型有:①锂云母钠长石花岗岩矿床;②伟晶岩矿床;③钨锡矿床;④锂盐及盐湖矿床。

1.1. 2 铍、锶,碱土金属元素

1)铍是两性元素,即可形成阳离子(Be2+),又能形成络阴离子(BeO4)6-。在岩浆分异结晶过程中被聚集在残余岩浆和热水溶液中,因而能形成独立的矿物和矿床。已知含铍的矿物有60余种,主要有绿柱石、硅铍石、羟硅铍石、金绿宝石(铍尖晶石)、日光榴石。主要矿床类型有:①绿柱石伟晶岩型矿床;②绿柱石-石英脉型矿床;③含绿柱石花岗岩矿床;④云英岩型、矽卡岩型铍矿床。

2)锶是稀有金属,岩浆中锶主要与钙产生类质同象,不是形成独立矿物,很少和其它稀有金属在一起共生。已知锶矿物有10多种,重要矿物有天青石、菱锶矿。主要矿床类型有:①陆相湖泊沉积型矿床;②岩浆热液型矿床;③沉积-改造型矿床;④与铅锌共生的锶矿床。

1.1.3 铌、钽、锆、铪,典型的亲石元素,具强烈的亲氧性

1)铌钽矿物和含铌钽的矿物有130余种,主要矿物有铌钽铁矿、褐钇铌矿、易解石、铌易解石、铌铁金红石、烧绿石、锰钽矿、重钽铁矿、黄钇钽矿、细晶石]等。主要矿床类型有:①碱性长石花岗岩型矿床;②碱性花岗岩型铌稀土矿床;③碱性岩-碳酸岩铌稀土矿床;④花岗伟晶岩型矿床;⑤气成热液型矿床;⑥白云岩型铌稀土矿床;⑦风化壳型铌铁矿床。

2)锆、铪密切共生,已知含锆矿物约50种,主要矿物有锆石、铪锆石、斜锆石、异性石。主要矿床类型为各类砂矿床,次为含斜锆石的各种碳酸岩矿床。

1.2 稀土元素主要矿物与矿床类型

稀土元素的离子半径相近,晶体化学性质相似,它们在自然界中紧密共生。稀土元素由于电离势低而显示碱性,介质的酸碱度是控制稀土元素分异的因素之一。稀土元素的赋存状态有三种:一是以离子化合物的形式赋存于矿物晶格中,如独居石;二是以类质同象置换的形式分散于造岩矿物和稀有金属矿物中,这类矿物可称为含稀土元素的矿物,如磷灰石、萤石等;三是呈离子状被吸附于某些矿物的表面或粒间,主要是各种粘土、云母类矿物。

稀土元素主要以[REEF]2+形式运移,运移过程中流体的不混溶作用可能是稀土矿物沉淀的决定因素。已知的稀土矿物和含稀土元素的矿物有250多种,其中有工业价值的矿物主要是独居石、氟碳铈矿、氟磷钙铈矿、氟碳铈镧矿、褐帘石、铈铌钙钛矿、硅钛铈铁矿、绿层硅铈铁矿、烧绿石、黑稀金矿-复稀金矿、钇易解石等。

稀土元素主要矿床类型有:①稀土-钛铁矿矿床;②稀土-碳酸岩矿床;③花岗岩风化壳型稀土矿床;④稀土-伟晶岩型矿床;⑤稀土-磷块岩矿床及独居石砂矿床。

1.3 稀有、稀土元素的元素组合及矿物组合规律

稀有和稀土金属元素不仅可以富集成矿,它们之间常常共生在一起。

1.3.1 元素组合规律

不同的成矿作用,形成的矿床类型常具有特征元素组合。

锂、铍、铈、钇、锆、铌,几乎都有自己的元素矿床;

铍、锂组合常见于花岗岩有关的气成热液矿床;

铍、铈组合为深源碱性花岗岩特有;

铍、钇组合是壳源花岗岩或花岗伟晶岩的特征;

铌、铈组合是与碱性超基性岩有关的碳酸岩、碱性岩及碱性花岗岩的特征组合;

钽、钇组合是与壳型花岗岩类有关的组合;

钽、锂组合是壳型花岗岩及花岗伟晶岩演化到高级阶段的组合。

多成因、多期次形成的矿床,元素组合越多。如白云鄂博铁氟稀土矿床中,同时富集了铌(钽)、锆(铪)、镧、铈、铷、铕等元素。

1.3.2 矿物组合规律

影响矿物组合规律的因素很多,主要有矿床的成矿时代、成因类型、空间分布及地球化学作用等。

在同一成矿时代的成矿作用中,总是铈族稀土矿物组合(褐帘石、独居石)先形成,钇族矿物(钽钇铌矿、磷钇矿)晚结晶。同样在一个成矿过程中,总是铌矿物组合(铌铁矿、铌铁金红石)先结晶,钽矿物组合晚形成。在成矿时代上从老到新,稀土矿物的变化规律,一般在早阶段形成的组合为硅酸盐(褐帘石、硅钛铈矿等),晚阶段形成的组合有磷酸盐(独居石、磷钇矿),铌钽酸盐(褐钇铌矿、黄钇钽矿),氟碳酸盐(氟碳铈矿、氟碳铈钡矿),氧化物(氟铈镧矿)。在铌钽矿物组合中,铌钽先与稀土矿物形成正铌酸盐,焦铌酸盐矿物(烧绿石、褐钇铌矿),后与铁锰形成偏铌酸盐或钽酸盐(铌铁矿、锰钽矿)矿物。

不同成因类型的稀土矿床或铌钽矿床,其矿物组合的变化规律也很明显。与碱性-超基性岩浆有关的矿床中,主要形成铈族稀土或形成以铌为主的矿物组合;与酸性岩浆有关的矿床中,主要形成钇族稀土矿物或以钇为主的矿物组合。伟晶岩矿床中,碱性伟晶岩矿床主要形成铈族稀土和富铌的矿物组合;花岗伟晶岩矿床则主要形成钇族稀土和富钽的矿物组合。热液型矿床中主要形成铌钽酸盐矿物组合和稀土的氟碳酸盐矿物组合。

2 稀有、稀土元素矿床分类

据我国已有的稀有、稀土矿床,林传仙等(1994)提出了一个较为完整的分类方案(表)。

中国稀有稀土元素矿床主要类型表(据林传仙等,1994)

成矿作用成矿系列成因类型矿床类型 类型亚类 内生矿床与酸性岩类有关的成矿系列花岗岩型稀有稀土矿床碱性花岗岩型铌稀土矿床内蒙巴尔哲 锂云母花岗岩型钽矿床江西雅山 花岗伟晶岩型稀有稀土矿床微斜长石钠长石型铌钽矿床新疆可可托海 钠长石伟晶岩型铌钽锆铪矿床 福建西坑 接触变质型稀有稀土矿床条纹岩型锂铍矿床湖南有花岭 气成热液型稀有稀土元素矿床云英岩型铍矿床广东万峰山 脉岩型稀有元素矿床脉岩型铌钽矿床香花岭 与碱性岩有关成矿系列碱性岩和碱性伟晶岩型稀有稀土矿床钠闪石霓石花岗岩型稀土矿床四川米易 霓石钠闪石伟晶岩和钠长石型锆、铌矿床四川泸沽 碳酸盐型稀有稀土矿床碳酸盐脉稀土矿床山东郗山 与火山岩有关的成矿系列火山岩型稀有稀土元素矿床流纹斑型稀有稀土矿床浙江石溪 凝灰岩型铍矿床浙江坦头 外生矿床与沉积作用有关的成矿系列化学沉积型稀有稀土元素矿床磷块岩型稀土矿床贵州织金 盐湖型矿床盐湖型稀有(锂铷)型矿床青海柴达木 海滨沉积型砂矿床海滨砂矿型锆、稀土矿床海南岛 与风化作用有关的成矿系列残坡积冲积型稀有稀土元素矿床黑鳞云母花岗岩风化壳型铌钽矿床广东台山 变质矿床与变质作用有关的成矿系列混合岩型稀有稀土元素矿产混合花岗岩型锆钇矿床广东五和 复合(多成因)矿床与多种成矿作用有关的成卡系列沉积变质热液交代型铁铌稀土矿床白云岩型铁铌稀土矿床内蒙古白云鄂博

该分类方案根据地质作用的性质和方式的不同,以成矿作用为主要依据,把稀有、稀土矿床分为: 内生矿床、外生矿床、变质矿和复合多成因矿床,归结为七个成矿系列(组合)。把与酸性岩浆有关的成矿系列分为花岗岩型、花岗伟晶岩型、细晶岩型、矽卡岩型、脉岩型等五种成因类型,每一种类型和亚类型之间体现一定继承发展和演化顺序,如花岗岩型稀有稀土元素矿床中, 黑云母花岗岩型、磷云母花岗岩型到锂云母花岗岩型的稀有稀土元素矿床在形成时间、分布空间和成分属性等都表现继承发展和演化关系,即时间越晚,垂向分布越高,成分愈偏酸性。

所有稀土元素矿床的形成主要通过六种成矿作用:①岩浆演化成矿作用;②混合变质成矿作用;③交代成矿作用;④热卤水成矿作用;⑤沉积、火山沉积成矿作用;⑥风化淋滤和吸附成矿作用。

大多数锂、铍、钽、锆、铪和部分铌稀土的内生稀有、稀土元素矿床,是岩浆演化成矿的结果。地壳、上地幔稀有、稀土元素丰度很低,要形成矿床,需要经过长期多期次的地质富集作用,岩浆的多次重熔与岩浆的长期分异演化愈充分,成矿可能性愈大。

3 与岩浆岩活动有关的稀有稀土矿产概况

上述稀有稀土元素矿床中,除锶矿床外,沉积作用没有形成独立矿床,只有共(伴)生矿产;变质作用是混合岩化过程中使原含稀有稀土元素丰度值高的地质建造得到进一步富集成矿;盐湖型风化作用有关的矿床,稀有稀土元素主要来源于碱性和中酸性岩浆岩;与稀有稀土元素成矿密切相关的岩浆岩主要为碱性岩系列和钙碱性的酸性花岗岩演化系列。

3.1 陆内拉张环境有关的碱性岩浆演化与REE(Nb、Ta、Zr、Be、Li)成矿

在拉张环境下,岩石圈渗透性好,脆性发育,岩浆散热冷却,岩浆分异作用充分,利于幔源岩浆上升,常形成亲地幔元素的成矿作用。我国的碱性岩浆侵入最早见于华里西期,直到喜山期均有产出。碱性岩包括碳酸岩-霓石正长岩-霓霞正长岩-钠闪霓石花岗岩系列,主要碱性矿物为霓石、霓辉石、钠闪石、钠铁闪石、霞石、白榴石、钾长石、钠长石等。

含似长石的碱性岩为硅不饱和碱性岩类,超基性碳酸岩多属地幔低度部分熔融的原始岩浆为主侵位的产物;而硅饱和或过饱和碱性岩浆岩多属深源岩浆与陆壳混杂的产物。地幔源区的低度部分熔融导致了稀土元素和大离子亲石元素(Nb、Ta、Zr、Hf、U、Th)等不相容元素的富集,同时富集F、B、P、CO2等挥发分构成了矿化剂,对成矿具有重要控制作用。诸如山东郗山重晶石碳酸岩脉稀土矿床,矿区内广泛出现霓辉正长岩、正长斑岩、石英正长岩、云斜煌斑岩等各种碱性侵入岩;四川泸沽碱性伟晶岩型稀土矿床,矿体主要产于正长岩与基性超基性岩接触带上;白云鄂博是世界上最大的铁铌稀土矿床,赋矿白云岩就是矿体,矿田范围内广泛出露碱性基性岩和碱性酸性岩,矿体的形成明显与碱性性花岗岩密切相关。袁忠信等指出:白云岩可能是深处碳酸盐岩浆以火山喷溢或喷气形式进入海盆沉积而成。来自深源的地幔流体沿裂隙上升侵入断陷盆地与海水混合沉积,进而形成喷溢沉积-热液交代的铁铌稀土矿床。先期沉积与后期碱性岩浆热液叠加改造而形成的世界级矿床(翟裕生,1999)。

3. 2 陆内挤压环境钙碱性酸性岩浆演化与Li、Be、Ta、Nb、Rb、Cs、∑Y成矿

陆内挤压阶段,岩石圈物质的封闭性好、渗透性弱、有利于软流圈对岩石圈的加热、诱发陆壳物质的熔融作用。在挤压环境下,岩石圈的巨大加厚作用而发育富含挥发组分的壳源深熔岩浆,以黑云母花岗岩-二云母花岗岩-白云母花岗岩为典型。因而不同地史时期的挤压造山带都有大面积的花岗岩。岩浆-流体—成矿系统是成矿作用源-运-储统一的时空系统(邓晋福,2004)。岩浆热液型稀有矿床、离子吸附型稀土矿床的形成与特定的花岗岩有直接的成生关系。

1)壳熔型二云母花岗岩、白云母花岗岩浆演化与稀有金属Li、Be、Ta、Nb、Cs、Rb、Zr等的富集成矿,大多数锂、铍、钽、锆等的内生稀有元素矿床是二云母花岗岩-白云母花岗岩浆演化成矿作用形成的。这类岩浆富SiO2和F含量较高,富碱,贫钙、铁,Al/CNaK>1.1(分子比),刚玉分子>1%,属强过铝,是典型的壳熔(S)型花岗岩。成矿岩体规模不大,一般是几至几十个平方千米,岩体分带性清楚。如江西雅山钽(锂、铷、铍、铯)矿床,由下而上粗粒黑云母花岗岩-中粒二云母花岗岩-少钠长石花岗岩-钠长石锂云母花岗岩-富钠长石锂云母花岗岩-似伟晶岩六个带。岩浆型有时与热液型共生,如江西大吉山铌钽矿;有时与脉岩型共生,如湖南香花岭铍矿床,共生有细晶岩型钽矿床;有时与伟晶岩型共生,如江西万源;热液型、斑岩型、脉岩型形成于更浅的条件,少见白云母。

由二云母-白云母花岗岩浆演化形成的伟晶岩型稀有金属矿床更具特色,通常认为伟晶岩是造山运动的产物,它是高度演化富辉发组分的残余岩浆形成的,主要形成于造山运动后期相对稳定阶段。凡形成大矿的伟晶岩结构分带明显,如新疆可可托海3号锂矿伟晶岩脉,由内而外分九个带:①核部块体微斜长石和块状石英带;②薄片钠长石-锂云母带;③白云母-薄片钠长石带;④石英-锂辉石带;⑤叶钠长石-锂辉石带;⑥白云母-石英带;⑦块状微斜长石带;⑧伟晶状钠长石带;⑨文象及准文象伟晶岩带。四川甲基卡伟晶岩型稀有金属矿床,由岩体向外的伟晶岩分带为:微斜长石型-微斜长石钠长石型-钠长石型-钠长石锂辉石型-钠长石锂云母型-石英脉型(唐国凡等,1986)。

2)黑云母二长花岗岩、钾长花岗岩是离子吸附型稀土矿的主要物质来源,上世纪60年代,华南花岗岩省,我国首次发现和确定的在适宜气侯条件和地貌条件下,经过强烈的风化作用,花岗岩中所含的稀土元素以离子形式释放出来,经多次迁移、吸附、富集而形成的矿床。风化壳中元素含量及配分特点取决于母岩,但稀土在继承母岩 稀土元素的基础上进一步富集。花岗质岩浆岩是成矿母岩,成矿母岩的稀土元素含量越高,对成矿越有利。含矿岩体多呈岩基或大岩株产出,钾长石含量高,斜长石含量低,石英含量一般在30%左右,常见稀有稀土元素的付矿物,各种造岩矿物普遍含稀土元素。岩浆分异作用明显、相带发育为特征。岩石化学成分特征;SiO2含量高达70%以上,K2O+Na2O 接近或大于8%,且K2O>Na2O,Al2O3>K2O+Na2O+CaO,属铝过饱和岩石。黑云母二长花岗岩、钾长花岗岩组合,一般是板内机制背景上产生的,属于典型的后造山花岗岩组合。

4 稀有、稀土元素矿床找矿标志

4.1 区域地质特征

有利于稀有稀土元素演化聚集成矿的地质环境是:克拉通或古陆块边缘坳陷带、大陆裂谷带、造山带及造山带中隆起带、缝合带(B型俯冲带)与A型俯冲带(深部推覆滑脱带)、构造热穹窿、热点。深大断裂带与大型走滑断裂,切穿地壳各圈层,沟通地幔,为地幔源岩浆与下地壳混熔岩浆及壳源岩浆流体上升提供通道,地壳浅部次级断裂及构造节点为岩浆定位提供空间。

4. 2 时代标志

我国与岩浆岩活动有关的矿床,主要形成于华里西期、印支期、燕山期,次为喜山期、加里东期。

4.3 含矿岩体标志

我国最为重要的稀有金属矿床类型是碱性岩型、花岗岩型和花岗伟晶岩型。含矿岩体常是独立的,岩体规模一般较小,0.n~几个平方千米,剥蚀浅,常保留有残留顶盖,相带清楚。岩相带上部普遍有伟晶岩外壳和晶洞及花岗斑岩、细晶岩脉等。脉岩多出现在相关岩体的上部和外接触带。与稀有元素成矿相关的碱性岩,主要为霓霞正长岩、方钠霓石正长岩、钠长霓石花岗岩及正长条纹斑岩。与稀有、稀土元素成矿密切相关的多伴有火成碳酸岩脉与煌斑岩脉。碱性岩的矿物标志明显易于识别。花岗岩常以碱性正长石为主,岩石化学成分是高硅、高碱、铝饱和或过饱和,富含挥发组分,常为Li、F型花岗岩。成矿岩体含矿化元素是一般岩体的2~4倍以上。花岗岩中Zr/Hf比值可以作为花岗岩浆分异程度和稀有金属矿化潜力的可靠指数,与铌钽矿化有关的花岗岩Zr/Hf的比值小于5。与稀有金属矿化中的锆石具有特殊的化学组成特征(高的Th/U比在1~10间、Y/Ho<20、Sm/Nd>0.5、Nb/Y>0.8、Hf>2wt%)。Hf的富集机制可能是由出熔体的固结作用有关[1]。伟晶岩中碱性长石ω(P2O5)>0.1%,是伟晶岩型稀有金属矿床的重要找矿标志。

4.4 蚀变标志

REE、Nb、Ta、Zr等与碱性岩浆-热液的成生关系非常密切。霓长岩是火成碳酸岩浆侵位时对围岩交代作用所产生的岩石,一般情况下,上有霓长岩,下有碳酸岩。在霓长石化过程中初生碳酸岩浆逸出的大量金属和挥发分进入围中形成霓长岩。以钾长石为主的霓长岩多出现在碳酸岩侵入体的上部或碳酸岩次火山岩的位置;而钠长石居多的霓长岩可能与位置较深的碳酸岩有关。在实际工作中火成碳酸岩与沉积变质大理岩很难区别,霓长岩可作为指示碳酸岩存在的可靠标志。

稀有和稀土元素富集主要与正长辉石岩-碱性正长岩=碱性花岗岩-白岗岩系列岩石有关。伴生的蚀变有霓石化、钠长石化、碳酸岩化、重晶石化及电气石化等。碱性岩附近出现紫色萤石,是特有的很好的找矿标志。伟晶岩附近,围岩发生锂云母化、黑磷云母化、锂蓝闪石化和铯黑云母化、萤石化等都是很好找矿标志。

发育于拉张环境的碱性-过碱性花岗岩及隆起区以挤压应力环境为主的过铝质花岗岩(S型),均显著富F,具有很高的F/Cl比值,出现氟冰晶石、氟铈镧矿、氟钙钠钇石、氟铌铈矿等矿物。围岩不有较多的萤石、黄玉、黑云母、金云母等含F矿物的蚀变带是铁矿的有利标志。

硼倾向于分配在含水的流体相中,促进硅酸盐含矿热液的容解能力,导致围岩的电气石化和硅化等蚀变,同时形成硼铍石、硼锂铍矿、硼钽石等稀有元素矿物。彩色电气石对找稀有金属矿产具有重要指示意义。

伟晶岩型矿床中碱交代作用广泛发育,锂辉石化与中晚期的钠长石化密切相关,绿柱石与早期白云母化钠长石化有关;铌钽铁矿、锡石与晚期交代生成的白云母共生。

与岩浆侵入活动有成生联系的稀有稀土元素成矿过程中,钾、钠长石化,矽卡岩化,角岩化,绢英岩化,碳酸盐化,硅化等都可能出现,不一一列举。需说明的是云英岩化对稀土元素会产生贫化,而云英岩型稀有金属矿可能伴有钨锡矿。

4.5 矿物标志

查找水系沉积物元素及重矿物异常,是行之有效的找矿方法。锂辉石、锂云母、绿柱石、硅铍石、曲晶石、独居石、氟钽铈矿、易解石、磷钇矿、硅铍钇矿、绿层硅铈钛矿、烧绿石、铌钽铁矿等稀有和稀土金属工业矿物是组成矿石的基本单元,都是重要的直接找矿标志。

4.6 地球物理标志

稀有稀土元素矿床一般含有关的放射性元素(U、Th等)。山东郗山重晶石碳酸岩脉型稀土矿就是航空放射性异常发现的。内蒙白云鄂博特大型REE-Nb-Fe矿床不仅有条带状的磁异常,还有放射性异常。

高分辨遥感异常信息在地质找矿中也得到广泛应用。通过遥感信息可解译出与与成矿有关的含矿地质体与地质构造。与稀有稀土元素成矿有关的花岗岩、花岗伟晶岩抗风化能力强,色调浅常形成正地形或陡崖,岩体受构造控制会出现“线带环块”异常,成矿岩体富水和其它挥发分,常形成蚀变带(或团块、线),出现羟基异常。

4.7 地球化学标志

稀有稀土元素在成矿过程中,岩石、土壤、水系沉积物及水体等形成原生晕及次生分散晕,研究其异常及分带可预测和寻找矿区(或矿田)的隐伏、深部矿体。

詹胜竣等[3]对容须卡54号伟晶岩型锂矿进行岩地球化学测量,F、B元素在矿化伟晶岩脉内为负异常,近矿围岩为高值正异常;Na、Be、Nb、Ta、Sn、W、Rb为原生晕正异常,范围不大,仅限于近矿围岩1~20m范围;Li、Cs元素原生晕为正异常,扩散距离较远,在80~100m范围内。不同标高原生晕垂直分带顺序由上往下为:Nb-K-Li-Ba-Be(3 350m);Rb-Bi-W-Na-Zr-Mo(3 310m);F-Cs-Sn-B-Ta(3 246m)。6号矿化伟晶岩脉原生晕由内而外 水平分带为:Na-Li-Ta-Bi-Be-Sn(内带);Hf-Nb-W-Rb-Ba-Zr(中带);Nb—K-F-Cs-B(外带)。内带与钠长石化关系密切,外带与白云母化电气石化关系密切。显示了原生晕在浅覆盖区具有极高的找矿指向性。

肖瑞卿等[3]在甲基卡3号埋藏伟晶岩型锂矿脉开展土壤地球化学测量,Li的背景值110ppm,是全国土壤平均值的3~4倍,B、Be、Cs、F、Nb、Sn、Ta均具有较高的区域丰度,远大于全国土壤平均值;B、Be、Li、Sn、Cs、F元素具有较大的变化系数,后期叠加作用强,Li、F、Be、Sn的叠加强度在2以上,且Li、Be的变化系数均大于0.75,富集趋势明显,B、Cs、Rb、Ta较富集(富集系数K>1.2),Be、F、Li、Sn显著富集(富集系数K远大于1.5)。Li与Rb、Be相关性好,与矿体元素一致。土壤地球化学测量圈定有利找矿靶区,寻找稀有金属伟晶岩型埋藏矿方法有效。

上述找矿标志包含控矿条件与矿化标志两部分,前者是主导内因,后者是直接线索。在地质找矿过程中,必须重视其资料的可靠度,匹配性及整合关系。

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[7] 中国矿床编委会,林传仙.刘义成,王中刚,中国稀有稀土元素矿床[M].中国矿床中册,地质出版社.

[8] 邓晋福,罗照华,苏尚国等.岩石成因构造环境与成矿作用[M].地质出版社,2004.

Type and Ore Criteria of Rare, Rare Earth and Scattered Elements Deposits

XIE Chang-jiang YIN Jian-hua LI Xin-min

(No.108 Geological Team, BGEEMRSP, Chengdu 611230)

This paper divides rare, rare earth and scattered elements deposits into 7 minerogenetic series, 14 genetic types, and has a discussion centrally on rare and rare earth element deposit related to magmatism, summing up ore criteria of rare and rare earth deposits.

rare, rare earth and scattered elements; deposit type; ore criteria

2017-12-10

谢长江(1964-),男,四川中江人,教授级高级工程师,主要从事区域地质矿产调查和矿产勘查

P618.7

A

1006-0995(2018)03-0451-06

10.3969/j.issn.1006-0995.2018.03.023

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