花岗岩风化壳中Ce地球化学特征及其找矿意义*
——以滇西岔河离子吸附型稀土矿床为例
2021-10-24王长兵倪光清伍荣林李灿清张子军杨春鹏
王长兵,倪光清**,瞿 亮,伍荣林,李灿清,马 鑫,张子军,杨春鹏
(1云南省核工业二〇九地质大队,云南 昆明650106;2云南省三稀矿产资源勘查评价工程研究中心,云南昆明650106)
铈(Ce)为离子周期表第Ⅰ族元素,其原子具有最不稳定的4f亚层充填,Ce3+有给出唯一的一个4f电子而成Ce4+的趋向,从而转为具有惰性气体型的La3+结构特征(王中刚等,1989)。Ce元素具有的这一独特结构特征常被用于揭示Ce异常与古环境演化、流体来源,环境污染和地下核废料演变的内在联系(Banfield et al.,1989;吴澄宇等,1989;马英军等,2004;陈炳辉等,2007)。
最近的研究显示,Ce异常指示离子吸附型稀土(IREE)矿床的成矿预测效果显著,具有重要的推广和应用价值。自然界中的Ce通常呈Ce3+和Ce4+两种价态,IREE矿床母岩风化的黏土层显示为氧化-酸性环境,Ce3+极易氧化成Ce4+而滞留于原地,而其他稀土元素RE3+在流体淋滤作用下向下迁移,因此,Ce元素与其他稀土元素明显不同的地球化学分异特征,形成Ce异常[Ce/Ce*=CeN/(LaN×PrN)1/2,其中,Ce≡CeN,Ce*≡(LaN×PrN)1/2]。Kenzo等(2013)对泰国普吉花岗岩风化壳离子吸附型稀土矿中的Ce异常与稀土矿化进行地球化学、矿物学研究,结果表明,Ce负异常可以指示离子吸附型稀土矿体(化)。Li等(2020)研究显示,Ce正异常的风化壳层位与地下潜水面(作为一个氧化还原障)具有很好的相关性。Koji等(2020)运用多种分析方法,揭示了风化作用中不同层位(黏土层、全风化层、半风化层、母岩)稀土元素、Ce异常地球化学行为和矿物学特征。研究成果为IREE矿床理论研究与成矿预测提供直观、可靠的依据,因此,深入探讨风化剖面中稀土元素迁移、富集行为,尤其Ce地球化学行为与风化壳层位和稀土矿体(化)耦合机制,对完善IREE矿床找矿模型,指导(IREE)矿床成矿预测和找矿勘查具有重要意义。……
