云南省永平卓潘碱性岩体中稀土元素赋存状态研究

汪永华，王 艳

（1.云南省有色地质局地质研究所，云南 昆明 650216；2.云南省有色地质局，云南 昆明 650051）

研究区的大地构造位置处于扬子板块西缘多岛-弧-盆系、兰坪-思茅双向弧后-陆内坳陷盆地中段的西缘。其东为兰坪-普洱中轴深断裂热变质隆起带，其西侧为澜沧江超壳断裂带。中-新生代以来，由于印度板块的北缘向北东俯冲并与欧亚板块碰撞，处于侧向挤压带的兰坪-普洱盆地被向南挤出，沿边界形成走滑断裂，大规模走滑拉分，形成了兰坪-永平喜山期拉分盆地等一系列的扩容中心，这些扩容中心为云南喜山期富碱岩浆上升提供了通道。兰坪-永平拉分断裂的主体正好处于卓潘过碱性杂岩体出露的位置，由于其拉张深度大，对卓潘过碱性杂岩体岩浆的形成、演化和稀土多金属成矿有独特的控制作用[1]。伴随印度板块与欧亚板块俯冲-碰撞-碰撞后拉张或拉分，导致深大断裂带的继承性复活，形成该区复杂的构造格局。详见图1。

1 岩体特征

研究区主要发育喜山期卓潘过碱性岩体，为中-深成侵入岩，与金沙江-哀牢山断裂富碱斑岩带的碱性岩完全不同，是一套SiO2强烈不饱和，富稀土、富稀有元素、富磷的过碱性、超基性-基性-中性杂岩体，为研究区稀土矿的成矿母岩，岩体同位素测定为36.7Ma，为喜山期碱性岩体。分为三个岩相，五个岩带，中心相由碱性辉石岩带和辉长岩带组成；中间相为辉石正长岩相带；边部相由碱性正长岩带、霞石正长岩带组成。

2 矿床特征

研究区主要为岩体风化壳型磷灰石稀土（砂）矿床，其次为岩体风化壳离子吸附型稀土矿。研究区过碱性杂岩体的稀土、磷含量远远高于世界基性岩及云南富碱斑岩带岩石的稀土、磷含量，岩体初始岩浆中磷过饱和，在岩浆演化结晶过程中，由于稀土的离子半径与磷的离子半径接近，它们优先与磷结合生成磷灰石、独居石等副矿物。

3 稀土元素赋存特征

3.1 稀土元素赋存形式

目前该研究区稀土矿床的赋存形式主要有两种，离子吸附型和类质同像。通过浸取试验样品分析结果显示，稀土平均浸出率相对较低，平均浸出品位也低，只是在岩体中霞石正长岩分布区相对较高。说明以离子吸附型稀土总体占比较小，受岩体边缘霞石正长岩相控制明显，分布范围局限，品位偏低[2]。因工作程度有限，暂未对离子吸附型稀土的主要载体矿物作进一步研究，初步推断主要为脉石矿物的风化产物高岭石、蒙脱石、水云母等，具体情况有待进一步查证。

经重砂全分析样矿物扫描电镜能谱分析，以及人工精挑的磷灰石化学分析结果，矿区稀土元素主要以类质同象的形式赋存于磷灰石、独居石、褐帘石等矿物中。通过电镜扫描能谱分析，在磷灰石中检出La、Ce、Nd 三种稀土元素。对多件人工精挑磷灰石进行化学分析，磷灰石的稀土氧化物含量较高，为富稀土磷灰石。因磷灰石在矿石中的含量普遍较高，是矿区最主要的稀土载体矿物，其稀土氧化物分配率占原矿稀土氧化物总量的85%。在选矿试验的工艺矿物学研究中，经扫描电镜能谱分析、挑选单矿物化学分析等研究，稀土主要以类质同象赋存于磷灰石、褐帘石、榍石、独居石等矿物中，其中赋存于中-粗颗粒磷灰石中的稀土占稀土总量一半以上。而在细粒级（多数小于10 微米）磷灰石中的稀土约占稀土总量20%，这些磷灰石主要被绿泥石、铁泥质等粘土矿物包裹或连生。其余稀土主要赋存于褐帘石、榍石、独居石、辉石、水黑云母等矿物中，较为分散。

3.2 重砂矿物特征

经对原矿自然重砂全分析样进行人工淘洗，并进行重砂全分析，矿石重砂矿物组合、重砂矿物特征如下：重砂全分析结果显示，重砂矿物主要为磷灰石、磁铁矿、褐铁矿、辉石、黑云母、绿帘石、榍石等，还见少量独居石、锆石、钍石、金红石、褐帘石、石榴子石等。磷灰石：为可利用的、最主要的稀土载体矿物，其含量约占重砂矿物总量的10%。主要呈柱状、它形粒状，粒度为0.04mm～0.80mm。其中，部分磷灰石呈独立矿物存在，部分与辉石、黑云母、石榴子石、重晶石等矿物呈连生体存在。磁铁矿：是可综合利用的金属矿物，其含量约占重砂矿物总量的1.8%。多为它形粒状，少数为八面体状，粒度0.05mm～0.5mm；部分磁铁矿还未单体解离，与黑云母、角闪石矿物连生。独居石：其含量较低，部分呈包体包裹于磷灰石中，少部分呈独立矿物偶见于重砂矿物中。多为板状，粒度为0.05mm～0.2mm。榍石：其含量低，约占重砂矿总量的0.3%。呈板柱状、它形粒状，粒度0.05mm～0.5mm。锆石：偶见于重砂矿物中，为双锥柱状，粒度为0.1mm～0.2mm。

3.3 磷灰石矿物成分

在工作中通过人工淘洗-分离磷灰石精矿化学分析、人工精挑磷灰石化学分析、磷灰石电子探针分析等对磷灰石中的P2O5含量、稀土氧化物REO 含量情况进行了测试分析，P2O5含量较高，稀土氧化物含量也较高。

可以看出，磷灰石精矿中的稀土含量较高，因测试样品磷灰石中的包体、或磷灰石连晶体矿物种类和含量的不同，使磷灰石（或精矿）的稀土氧化物REO 含量、P2O5含量有一定的变化，但总体相对稳定。

4 结论

通过组合样化学全分析、重砂全分析结果表明，研究区岩体风化壳磷灰石型稀土矿体共（伴）生有磷、钪、钛、钽、锆、铪、铌、钴、镓、锶、铷、铌、钽等多种稀有金属，规模较大，综合利用价值高。

碱性辉石岩—辉长岩全风化带组合样化学全分析结果，除稀土、磷、铁元素外，还富含钪、锆、铪、钴、钍、铌、钽、镓、铷、金等。

矿体重砂组合样全分析结果，除含磷灰石外，还有磁铁矿、榍石、褐铁矿，少量独居石、榍石、褐帘石、金红石等副矿物。该组合样多元素化学分析结果，除含稀土、磷外，还富含钪、锆、铪、钴、钍、铌、镓、铷、金等组分，其重砂精矿多元素分析结果稀土、磷、锆含量明显增高[3]。

除稀土、磷、铁组分主要赋存于磷灰石、磁铁矿中外，钪、锆、铪、钴、钍、铌、钽、镓、铷、金等组分的赋存状态目前尚不清楚，有待进一步开展研究工作。