竹山背—章车水地段稀土矿成因及资源潜力评价

陆玉德 李奕旺 姚东红

摘要：竹山背—章车水地段稀土矿矿体赋存于印支期第二阶段粗中粒斑状黑云母二长花岗岩（龙华山岩体）风化壳中，岩体风化壳的第二层全风化带和第三层半风化带是本区稀土矿的主要控矿层位;内生作用和外生作用共同结果是该区稀土矿的成矿机理，通过2018年施工的25个钻孔大致圈定该区稀土矿体，进而预测该区稀土矿潜力。

关键词：龙华山岩体;离子吸附型矿床;风化壳;成矿机理;竹山背—章车水

竹山背—章车水地区地处诸广山岩体东南部，大地构造位置上位于南岭东西向构造带和万洋山一诸广山南北向构造带的复合部位。该区主要由印支期龙华山岩体组成，其间有少量燕山期岩体分布，各类脉岩广泛发育，包括辉绿岩脉、热液石英岩脉、伟晶岩脉等。北东向上社断裂、牛澜断裂、下洞水断裂斜穿区内（图1-1），古生代以来经历了多期构造—岩浆活动。风化壳离子吸附型稀土矿床成矿母岩出露面积大，分布广泛，加上十分有利于风化壳形成和保存的地形地貌条件和气候条件，使得该区拥有得天独厚的离子吸附型稀土矿床成矿条件，找矿潜力较大。

1.第四系;2.奥陶系下黄坑组;3.白垩纪早世花岗斑岩;4.侏罗纪晚世中细粒斑状黑云母花岗岩;5.侏罗纪中世中细粒斑状二云母花岗岩;6.侏罗纪早世粗中粒斑状黑云母花岗岩;7.三叠纪晚世中细粒斑状二云母花岗岩;8.三叠纪中世粗中粒斑状黑云母二长花岗岩;9.三叠纪早世粗粒斑状黑云母花岗岩;10.眼球状混合花岗岩;11.条带状混合岩;12.二叠纪晚世云闪石英二长岩;13.正长岩或碱交代岩;14.辉绿岩;15.碎裂岩带;16.实测、推测断裂;17.绢云母化、绿泥石化、高岭土化;18.硅化、白云母化、赤铁矿化;19.钾长石、钠长石化;20.小型铀矿床、铀矿点;21.稀土矿点、金民采点;22.垂向采样剖面及剖面编号;23.水系沉积物甲类综合异常及编号;24.区域远景区。

1.矿区地质特征

1.1地层

竹山背—章车水地区出露的龙华山复式岩体呈南北向展布，主要由印支期第一阶段粗粒斑状黑云母花岗岩（γβT1）和第二阶段粗中粒斑状黑云母二长花岗岩（ηγT2）组成，零星出露中细粒斑状二云母花岗岩（γβmT3）。

龙华山复式花岗岩体整体具有高Si和高Al特征，总碱（Na2O+K2O）含量较高，贫CaO、FeO和MgO。铝饱和指数A/CNK介于过铝质花岗岩范畴，在造岩矿物上表现为出现高A1的原生矿物白云母，其成因模式为在伸展拉张构造背景之下，由基底变质泥质岩熔融形成的，而变质泥质岩的源岩为古一中元古代从地幔分离出来的初生地壳岩石，总体呈现S型花岗岩特征。章车水地区稀土垂向刻槽取样于粗中粒斑状黑云母二长花岗岩岩体中进行，其基岩岩相学特征如下：

粗中粒斑状黑云母二长花岗岩（ηγT2）：灰白色，似斑状结构，基质为粗中粒花岗结构。岩石主要矿物组成为：钾长石为微斜长石，局部可见格子双晶，含量35%～40%左右;斜长石（An=8～25）环带结构明显，含量30%～35%左右;石英为他形粒状，含量20%～25%左右;黑云母为不规则片状，有时可见被绿泥石和白云母交代，含量2%～8%左右。副矿物以锆石、磁铁矿、磷灰石、榍石为主。钾长石较斜长石干净，长石大多发生一定程度的后期蚀变且可见些许黑云母、石英等细小矿物包裹体，两种长石局部接触处可见蠕虫结构，石英沿黑云母边缘交代而构成的显微文象交生结构，石英裂纹发育，沿裂纹见绢云母填隙。

1.2岩体风化壳特征

风化壳的形成与环境条件密切相关，它是气候、构造及其他环境要素的函数。在地处亚热带的南岭地区，气候温暖潮湿，中酸性岩体广泛分布，风化作用强烈，并处于近平衡的构造升降状态，是风化壳广泛发育和较好保存的理想地区之一，离子吸附型稀土矿床主要见于地槽褶皱带内。由于花岗岩风化壳发育程度的不同，稀土元素富集程度有较大差异，南岭地区稀土矿区在地表多形成厚度为2m～30m的风化壳，部分地区甚至可达40m～60m。（特别是在澜河区域一带）一般来说，花岗岩风化壳越厚，离子吸附型稀土矿矿体越厚，品位越高。稀土矿体主要以离子吸附形式赋存于花岗岩风化壳全风化层的粘土和高岭土矿物中，其次在半风化层中也有产出。在垂向上，风化壳具有典型的层状结构，依据风化壳的垂向分带模式，结合野外考察，将章車水地区风化壳自上而下划分为残坡积层、全风化层、半风化层、微风化层4个部分，各层之间往往表现为渐变过渡关系（图1-2）。

残坡积层（A）：呈土黄色、灰黄色，主要成分为粘土，少量石英碎块、云母和植物残骸等。稀土矿化弱，稀土氧化物（REO）含量低，一般在0.02%（稀土氧化物总量）以下，厚0.7m～1m。

全风化层（B）：呈褐黄色、浅肉红色、灰白色，主要成分为粘土，少量石英砂和云母等。结构疏松多孔，已不显原岩结构。稀土氧化物（REO）含量高，大部分达到稀土矿体边界品位（稀土氧化物总量）0.05%以上，为主要赋矿层位。

半风化层（C）：呈褐黄色、浅肉红色，主要成分为粘土，少量石英砂砾，并含有较多的长石和黑云母。结构较致密，长石具有较完整的外形，部分保留原岩结构。厚度变化较大，为次要赋矿层位。稀土氧化物（REO）含量低于全风化层，部分可达到稀土矿体边界品位（稀土氧化物总量）0.05%以上。微风化层（D）：轻微风化的含矿母岩，呈肉红色，岩性主要为粗中粒斑状黑云母花岗岩。经取新鲜岩石样稀土化学

分析结果显示，其稀土含量均大于0.02%。

2.含矿岩体及矿体特征

竹山背—章车水内含矿岩体为印支期龙华山花岗岩岩体，以粗粒斑状黑云母花岗岩、粗中粒斑状黑云母二长花岗岩中稀土含量最高（表1），根据分析测试结果显示，样品中w（LREE2O3）0.046%～0.267%，w（HREE2O3）0.005%～0.106%，垂直厚度为4m～20m，平均厚度约12m。稀土以铈族为主，具有Ce>La+Nd，La>Ce>Nd，La+Nd>Ce三种分配特点，以Ce>La+Nd配分型为主，其次为La>Ce>Nd，稀土平均品位中铈族品位0.133%，钇族0.027%，[Ce]2O3/[Y]2O3比值为4.9，按这个比值计算得重稀土大致占17%，为轻稀土富集型，铕元素含量略低，具中等铕亏损，表明岩体主要岩类偏酸性，可能代表了部分熔融岩浆演化中期阶段产物（图1-3）。

3.成矿机理

竹山背—章车水地区风化壳离子吸附型稀土矿的成矿机理包括内因作用与外因作用，其中内因作用有成矿母岩、含矿母岩产状特征、母岩的岩性与化学特征等。外因作用有风化条件和构造运动等，内因与外因共同作用是该区稀土矿床形成的原因，两者缺一不可。

3.1内生作用

3.1.1成矿母岩

粤西北离子吸附型稀土矿含矿母岩主要为各类侵入岩、火山岩，其次为混合花岗岩，侵入岩形成时期有加里东期、华力西期、印支期和燕山期，岩性为粗粒黑云母花岗岩、粗中粒斑状黑云母二长花岗岩、中细粒二云母花岗岩、细粒黑云母花岗岩，虽然燕山期花岗岩分布最广，但以印支期最为重要，印支期岩性主要为粗中粒斑状黑云母二长花岗岩（ηγT2），为中酸性岩类。

3.1.2含矿母岩产状特征

该区岩体的分带特征比较明显，主要为中心相—边缘相—过渡相，而中心相以印支期粗中粒斑状黑云母二长花岗岩为主，粗中粒斑状黑云母二长花岗岩以岩基形态规模最有利，中心相岩体呈北东—南西走向分布，区域上受上社断裂与下洞水断裂挟持。

3.1.3母岩的岩性与化学特征

该矿区的成矿母岩主要为粗中粒斑状黑云母二长花岗岩，岩石的矿物成分钾长石、斜长石、石英、黑云母和副矿物锆石、褐帘石、磷灰石、榍石等，含量高。而独居石、磷钇矿、褐钇铌矿含量低，含矿母岩中稀土元素赋存在易风化矿物（如长石、黑云母、角闪石、榍石、褐帘石、磷灰石）中，对形成矿床最有利。该稀土矿的含矿母岩花岗岩体整体具有高Si和高Al特征，总碱（Na2O+K2O）含量较高，贫CaO、FeO和MgO，铝饱和指数A/CNK介于过铝质花岗岩范畴，在造岩矿物上表现为出现高A1的原生矿物白云母，总体呈现S型花岗岩特征。

3.2外生作用

3.2.1风化条件

影响风化壳发育最主要的是气候条件与地形地貌条件，其一，气候条件是形成该类矿床最重要条件之一，本区属亚热带季风气候，夏季盛行偏南的暖湿气流，全年平均气温19°C～22°C，最高6月～8月，一般25°C～30°C，偶有39°C高温天气。年均降雨量1071.6mm～2244.6mm，3月～8月为雨季，暴雨多发生在5月～8月，雨季长，雨量充沛。水系发育，地表植被发育，氧气充足，有机酸来源丰富。区内岩石在水、各种酸类及氧气等介质的作用下，化学反应强烈。随着时间的推移，风化作用不断深入地下，当风化作用大于剥蚀作用时，形成了具有分层结构的面形风化壳，上部为残坡积层，中部为全风化层，下部为半风化层，为从岩石中释放出来的稀土离子提供了贮存富集场所，稀土元素主要以可溶性水合物阳离子的形式迁移。其二，地形地貌条件也是很重要的，测区海拔200m～500m，山体坡度小，沟谷水系发育，丘陵地貌，地势较低，有利于岩石风化壳的形成和保存，矿体的形成与当地海拔高度关系不大。

3.2.2构造运动

表面上稀土矿的富集成矿只与岩体相关，其实不然，稀土矿的富集带严格受构造带的控制，构造起着控岩和控矿的作用，构造使稀土矿床（点）成群成带产出，该区离子吸附型稀土矿主要受北东向构造带控制，测区北东向构造密集发育，有上社断裂、牛澜断裂、下洞水断裂及次级断裂，其中上社断裂和下洞水断裂作为岩体的边界（图1-4）。

4.资源潜力评价

本次章车水—竹山背地区稀土远景查证分别于7条剖面上共施工钻孔25个（图1-4），共采取175组样品，其中3个取样孔野外快速滴淀测试异常不明显，并选择了其中的127组样品（22孔）送湖南核工业中心實验室进行分析测试。根据样品分析测试结果显示，区内稀土以轻稀土为主，轻稀土w（SRE2O3）0.133%，取矿体平均厚度12m，本次大致控制面积约63.4km2，该区暂取面积63.4km2计算，花岗岩风化密度按1.6t/m3计算，预测稀土氧化物资源量约160万吨。

1.第四系大湾镇组;2.早白垩世花岗斑岩;3.早白垩世花岗岩;4.晚侏罗世花岗岩;5.中侏罗世二云母花岗岩;6.早侏罗世花岗岩;7.晚三叠世二云母花岗岩;8.中三叠世二长花岗岩;9.中三叠世花岗岩;10.早三叠世花岗岩;11.眼球状混合花岗岩;12.条带状混合岩13.辉绿岩;14.碎裂岩;15.热液石英岩;16.实、推测第四系界线、整合接触界线、侵入岩界线;17.实、推测断裂带;18.镧异常内带（La≥380×10-6）;19.镧异常中带（La≥190×10-6）;20.镧异常外带（La≥95×10-6）;21.小型铀矿床及编号;22.铀矿化点及编号;23.铀矿化点、异常点及编;24.稀土矿点及编号;25.垂向取样点及编号;26.工业孔及低品位孔

参考文献：

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