廣東八尺風化殼離子吸附型稀土礦礦石質量特征分析

■溫開勝（廣東省核工業地質局二九二大隊廣東河源517000）

廣東八尺風化殼離子吸附型稀土礦礦石質量特征分析

■溫開勝
（廣東省核工業地質局二九二大隊廣東河源517000）

風化殼離子吸附型稀土礦主要礦石類型為花崗巖型，少量為熔結凝灰巖型，兩種類型的礦石物質組成、礦石賦存狀態、稀土配分和含量變化特征基本一致，本文以八尺稀土礦為基礎從這些方面分析了這兩種類型礦石的具體數據及細微差別，達到更好了解風化殼離子吸附型稀土礦礦石質量特征的目的。

風化殼離子吸附型 物質組成 化學成分 風化特征 全風化

八尺稀土礦礦石按成礦母巖分類有花崗巖風化殼離子吸附型和熔結凝灰巖風化殼離子吸附型兩種類型，主要類型為花崗巖風化殼離子吸附型。筆者對這兩種類型的礦石進行了歸納總結，對此類稀土礦的發現和研究有一定的借鑒作用。

1　礦石物質組成

1.1花崗巖風化殼離子吸附型礦石

礦石主要為土狀和砂土狀的全風化中細粒、中粗粒花崗巖，部分為呈半砂土狀的半風化中細粒、中粗粒花崗巖和殘破積層。礦石的礦物成分有石英（砂）、風化的長石及高嶺石粘土礦物，副礦物有磁鐵礦、褐鐵礦、鋯石、鈦鐵礦、赤鐵礦、軟錳礦，微量礦物有電氣石、方鉛礦、綠簾石、黃鐵礦、重晶石等（見表1）。

表1　花崗巖風化殼離子吸附型稀土礦石副礦物含量表

1.2熔結凝灰巖風化殼離子吸附型礦石

礦石主要為土狀全風化熔結凝灰巖。部分為呈半砂半土狀半風化熔結凝灰巖和殘坡積層。礦石的礦物成分有火山灰、高嶺石類粘土，少量石英晶屑，局部見長石晶屑，副礦物有磁鐵礦、鋯石、褐鐵礦、銳鈦礦、赤鐵礦、黃鐵礦、金紅石、重晶石等（見表2）。

表2　熔結凝灰巖風化殼離子吸附型稀土礦石副礦物含量表

兩種礦石類型中有益組分（REO）主要呈離子狀，被粘土礦物所吸附。礦與非礦在外觀上無明顯的差異，用肉眼難于區分。

2　礦石化學成分

稀土元素在礦石中呈三種狀態出現：即離子吸附相；礦物相；類質同象或固體分散相。絕大部分稀土元素呈離子吸附相存在于粘土礦物中，約占90%，而以獨立礦物和類質同象形式存在的稀土元素僅占很少一部分。

2.1花崗巖風化殼離子吸附型礦石

人工重砂離子相稀土總量分析顯示，礦石原礦離子相ω（REO）質量分數為0.180%；粘土礦物離子相ω（REO）質量分數為0.295%，占全礦物離子相74.21%。礦石中離子相稀土主要賦存于粘土礦物中。

對198個組合樣品進行全相及離子相稀土氧化物分析，結果表明其中121個分析結果離子相稀土氧化物質量分數≥0.05%的樣品計算浸取率為67.97%。

離子相ω（REO）質量分數在0.050～0.205%之間，平均ω （REO）質量分數0.095%，全相ω（REO）質量分數在0.070～0.314%之間，平均ω（REO）質量分數0.143%，離子相稀土占全相稀土總量的32.18～98.59%，平均67.97%。組合樣均勻分布于三個區段各礦體中，可代表花崗巖風化殼中離子相稀土占全相稀土的比例（67.97%）。

根據121個組合樣離子相及全相稀土的分析結果，對組合樣全相、離子相ω（REO）質量分數曲線擬合，擬合直線為y=a+bx，其中：a=0.012140709，b=1.3728418。

原礦中輕稀土組占30.78～95.94%，平均76.41%；重稀土組占4.05～69.22%，平均23.59%。輕、重稀土占有率在不同地段變化較大，其中輕稀土平均占有率大于50%。

2.2熔結凝灰巖風化殼離子吸附型礦石

對7個組合樣品進行全相及離子相稀土氧化物分析，結果表明其中6個分析結果離子相稀土氧化物質量分數≥0.05%的樣品計算浸取率為63.14%。

離子相ω（REO）質量分數在0.061～0.078%之間，平均ω （REO）質量分數0.067%，全相ω（REO）質量分數在0.094～0.121%之間，平均ω（REO）質量分數0.107%，離子相稀土占全相稀土總量的54.39～66.67%，平均63.14%（見表2～13）。組合樣均勻分布于區段各礦體中，可代表熔結凝灰巖風化殼中離子相稀土占全相稀土的比例（63.14%）。

根據6個組合樣離子相及全相稀土的分析結果，對組合樣全相、離子相ω（REO）質量分數曲線擬合，擬合直線為y=a+bx，其中：a=0.001155592，b=1.568017。

原礦中輕稀土組平均占81.23%；重稀土組平均占18.77%，與花崗巖類型礦石比較接近。

綜合礦區兩種類型礦石組合樣分析結果對比可知，稀土元素有超過50%以上吸附在粘土礦物中，其它稀土元素主要分散在石英、長石、云母、石英斑晶等殘留造巖礦物和少量難風化含稀土礦物中，造成離子相稀土占全相稀土的比例變化的主要原因是風化殼發育程度不同。

輕、重稀土在垂直方向上富集現象明顯，輕稀土一般在全風化層中富集，重稀土多在半風化層中富集。由淺部到深部，輕稀土逐漸減少，重稀土逐漸增加（見圖1）。

圖1　輕、重稀土隨深度變化曲線

從水平方向上看，稀土元素的含量與風化殼風化程度和厚度呈正比關系。在低緩山坡、開闊渾圓的山頭部位風化程度較高，風化殼厚度較大、平均品位也高；而在溝谷中厚度較小，平均品位也較低。

稀土含量在垂直剖面上，有明顯的規律性，稀土元素主要集中在全風化層。從全區平均品位看，全風化層略高于半風化層。稀土元素的分布呈現中間富、上下貧特點，這是風化殼型稀土礦的典型特征（見圖2、3）。

圖2　花崗巖型鉆孔ZK67品位變化曲線圖

圖3　熔結凝灰巖型鉆孔ZK807品位變化曲線圖

經組合樣鈮、鉭等其它元素分析及光譜半定量分析顯示，兩種類型礦石中其它元素含量達不到邊界品位，屬風化殼離子吸附型稀土礦屬單一稀土礦床。

3　礦石風化特征

3.1花崗巖風化殼離子吸附型礦石

礦石有殘坡積礦石、全風化礦石和半風化礦石三種，礦石風化特征如下：

①殘坡積礦石：礦石呈土黃色、黃色，松散土狀，局部可見植物根系，粘土礦物較少，發育深度0～10m。

②全風化礦石：原巖顏色發生改變，礦石呈灰紅色、灰黃色、淺紅色，松散土狀為主、少量為砂土狀，可塑，結構疏松，質軟、多孔易碎；風化裂隙極發育，裂隙中充填鐵錳質物；除石英外，大部分礦物蝕變成粘土礦物，粘土礦物較多，原巖結構被破壞，為本礦主要的礦石類型。發育深度0～42m，層厚0.5～39.9m；

③半風化礦石：基本保持原巖顏色，礦石呈灰色、灰白色、灰黃色、磚紅色；礦石結構較全風化礦石致密，呈砂土狀、砂狀、半巖半土狀，手掰易碎；風化裂隙發育，基本可見原巖結構，長石、云母等礦物部分蝕變成粘土礦物，但較全風化礦石含量少。發育深度0～37m，層厚0.1～19m。

3.2熔結凝灰巖風化殼離子吸附型礦石

礦石有殘坡積礦石、全風化礦石和半風化礦石三種，礦石風化特征如下：

①殘坡積礦石：礦石呈土黃色、棕黃色，主要由石英、粘土和亞粘土組成，局部可見少量巖石碎屑、長石晶屑和腐殖土，發育深度0～4m。

②全風化礦石：原巖顏色發生改變，礦石呈灰白、淺灰色，松散土狀為主，主要由石英和風化長石組成，長石已完全風化成高嶺石等粘土礦物，多數仍保留其外形，原巖結構構造隱約可辨，為稀土礦主要富集部位。發育深度0～18m，層厚1.2～16m；

③半風化礦石：基本保持原巖顏色，礦石呈淺灰色，主要由半風化長石、石英和高嶺石類粘土礦物組成。原巖結構構造基本清楚，發育深度0～19.5m，層厚0.6～4m。

4　結束語

綜上所述，礦石主要為土狀和砂土狀的全風化中細粒、中粗粒花崗巖和土狀全風化熔結凝灰巖。有益組分（REO）主要呈離子狀，絕大部分稀土元素呈離子吸附相存在于粘土礦物中，約占90%。輕稀土平均占有率大于50%，輕稀土一般在全風化層中富集，重稀土多在半風化層中富集，由淺部到深部，輕稀土逐漸減少，重稀土逐漸增加。水平方向上稀土元素的含量與風化殼風化程度和厚度呈正比關系，垂直方向上稀土元素主要集中在全風化層，稀土元素的分布呈現中間富、上下貧特點，這是風化殼型稀土礦的典型特征。

[1]溫開勝,朱曉瓊,劉瑞強.廣東省平遠縣八尺稀土礦資源儲量核實報告.2013.

F407.1[文獻碼]B

1000～405X（2016）～4～103～2