广西平南县大洲稀土矿地质特征及其找矿标志

2018-01-31周寿海李德武

世界有色金属 2018年4期

周寿海，李德武

（广西第六地质队，广西贵港 537100）

1 矿区地质

1.1 地层

矿区北西角出露地层主要有奥陶系下统黄隘组（O1h）、泥盆系下统莲花山组（D1l）、白垩系新隆组（K1x）；矿区南东角及以南矿权空白区出露地层主要有下侏罗统天堂组（TJ1t）及大岭组（J1d）、白垩系双鱼嘴组（K1s）、大坡组（K1d）、新隆组（K1x）.

1.2 构造

矿区位于大洲白垩系盆地北东部北西侧边缘，构造以断裂构造为主，按展布方向可分为北东向、北西向两组，以北东向规模最大。

构造运动加速了本区花岗岩风化的进程，使花岗岩风化产生了高岭石、蒙脱石等粘土矿物，铁锰的氢氧化物等高吸附能力的矿物，并形成大厚度的风化壳，为稀土矿的成矿和保存创造了条件。

1.3 岩浆岩

（1）岩体及岩石学特征。矿区岩浆岩发育，主要分布有六陈岩体二叠纪中－中粗粒钾长花岗岩（P2ζγ1）、二叠纪角闪黑云花岗岩（P2γ2H），次为大容山岩体中三叠世中～中粗粒斑状黑云二长花岗岩（T2γ2）。

（2）花岗岩风化壳特征。离子吸附型稀土矿床产于花岗岩风化壳中，矿体与风化壳的发育程度密切相关。

2 矿床地质

2.1 矿体特征

矿区稀土矿体赋存于花岗岩风化壳中，风化壳保存较好的地段基本有矿体存在。

2.2 矿石特征

矿石的结构有：残余他形-半自形粒状结构、残余花岗结构、显微鳞片状结构、隐晶质结构、碎块及碎粒结构。

矿石具土状构造、疏松块状构造。矿物成份主要是石英、钾长石、高岭石，含微量稀土元素的独立矿物。矿物组成的风化花岗岩质碎块、碎粒和一些已解离的矿物单体、碎粒、碎粉不均匀、松散地混杂在一起，组成了本区的稀土矿石。

2.3 矿石类型

矿床中主要有用组分为稀土元素，其他组分未达综合利用指标要求，其离子相品位多为0.10%左右，故矿石的工业类型为单一稀土矿石。

3 矿床成因及找矿标志

3.1 矿床成因

（1）控矿因素分析。离子吸附型稀土矿成矿作用主要与气候条件、基岩性质、构造背景以及地貌等密切相关。

①原岩因素：矿区风化壳由六陈岩体、大容山岩体花岗岩风化而成，花岗岩原岩是本区稀土矿的成矿母岩，即矿源体。②气候因素：第四纪本区属热带、亚热带海洋性气候，炎热潮湿，雨量充足，植被繁茂，有机酸酸含量较为高，生物活动力强，岩石易于发生强烈的化学风化作用。③地貌因素：矿区为丘陵地貌，高差多为50～120m，坡度平缓，地下水位高，化学风化和生物风化作用强烈，且风化产物能大量残留原地，矿物分解得较彻底，形成大量粘土矿物，利于稀土元素的次生富集及矿床的保存。④水文地质条件因素：风化矿床的形成，与地表水和地下水的运动情况及水的化学类型有关。它们在决定风化矿床的规模和深度方面起着很大的作用。⑤地质构造因素：印支运动后，多期次阶段性的块断升降运动使本区岩浆岩盖层遭受剥蚀，岩体出露地表，在第四纪炎热湿润的气候条件下发生风化作用。⑥时间因素：广西地壳在经历中生代的剧烈变动之后，新生代逐渐处于相对平静时期，较长时期稳定的地质环境中，花岗岩的风化作用进行得较彻底，岩石中的各种矿物组份的绝大部分被分解淋失，较稳定的矿物和惰性组份残留下来，形成规模巨大的风化壳矿床。综合上述，本区富含稀土元素的花岗岩基岩为稀土矿成矿提供了物质来源，长期湿热雨多的气候与丰富的有机酸来源，为成矿提供了充足的条件和形成过程。

（2）成矿作用。矿区属亚热带气候，有利于化学风化为主的表生作用，常形成厚度较大的风化壳，富含稀土元素的花岗岩出露地表，在富含O2、CO2及有机酸的地下水的作用下，发生强烈的化学风化作用、生物（化学）风化作用，稀土矿物和硅酸盐矿物一起被破坏、分解。

（3）矿床成因类型。本区稀土矿床是岩石在化学风化作用和生物风化作用下，形成的离子状态的稀土元素被高岭石等粘土矿物吸附，残留在原地表部富集成矿，故其成因类型为花岗岩风化壳型。

3.2 矿化富集规律

稀土矿体厚度品位变化常与地形地貌、花岗岩风化壳的厚度，以及风化壳风化程度有较为密切的关系。一般情况，矿体厚度与地形地貌关系密切，就单个山体而言，有山顶、山脊最厚、往两侧与山脚变薄的变化规律，山脊较平缓的地段矿体厚度基本一致，矿体厚度等值线与地形线大体一致。矿体顶底板的形态随地形起伏。风化壳在山腰或山顶部位稀土品位高，山谷、山脚则变低。

3.3 找矿标志

花岗岩风化壳标志：花岗岩风化壳是离子吸附型稀土矿体的赋存场所，发育良好的风化壳是该类矿体找矿的标志之一。地球化学标志：岩浆岩中的稀土元素是风化壳离子吸附型稀土矿的成矿基础，因此，含矿母岩的高稀土元素含量为主要找矿标志。矿化标志：肉眼观测一般难以确定风化壳中是否存在稀土矿体，但用EDTA或HCC试剂现场进行简易测试，视反应的剧烈程度、沉淀物的多少即可确定有否矿体赋存。地貌标志：相对高差50～150m、切割弱～中等、坡度相对较平缓的低山丘陵地貌，利于风化壳的完整保存及离子吸附型稀土矿床的形成。