江西省古溪地區新型稀土礦找礦遠景分析

王陽平　趙鵬坤

摘要：稀土礦用于冶金、石油、玻璃、化工、電子、原子能及航空航天工業等。扶植和加強地質勘查找礦工作的力度，加大稀土礦資源的保證和儲備，緩解區內礦產資源供求不平衡的現狀已迫在眉睫。文章對江西省古溪地區新型稀土礦找礦遠景進行了分析。

關鍵詞：新型稀土礦；礦化特征；成礦條件；找礦遠景；礦產資源 文獻標識碼：A

中圖分類號：P612 文章編號：1009-2374（2016）30-0152-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.30.074

江西省古溪地區稀土礦勘查區位于大糧田稀土礦床向西的延伸部位，大糧田、葛藤嘴兩個稀土礦區。古溪地區作為大糧田、葛藤嘴稀土礦床的外圍地段，區內地層、巖性、風化殼特征與大糧田、葛藤嘴礦區基本一致，并在區內變質砂巖和變質沉凝灰巖中發現了較好的稀土礦化異常，因此古溪地區也具有類似的變質巖風化殼稀土成礦地質背景和成礦地質條件，故而古溪地區應具有較好的找礦前景，是風化殼離子吸附型稀土礦找礦的有利地區。

1 區域地質背景

古溪地區區域大地構造位置處于歐亞大陸板塊與濱西太平洋板塊消減帶的內側華夏板塊中，橫跨武夷、羅霄兩塊體的交接帶部位，即武夷隆起西側，羅霄褶皺帶中部。區內地層主要發育有青白口系、白堊系和第四系，蘊藏著極其豐富的稀土礦產資源，具有良好的找礦前景。

1.1 地層

本區晚元古代青白口系為一套海底火山-沉積建造的淺變質巖系，構成本區的褶皺基底，其以次海相地槽型復理石或類復理石建造為主，次為海底火山碎屑巖建造。燕山構造運動，形成大量中生代斷陷盆地，沉積了一套內陸湖泊相紅色類磨拉石建造，中晚期盆緣處于進一步伸展的構造環境中，造成安山質火山巖沿斷裂噴發。寒武紀地層為一套韻律式復理石砂板巖建造，分布于礦區南部，白堊紀地層與下伏淺變質巖地層呈角度不整合接觸，其上大多被第四系覆蓋或被斷層切割，主要分布于礦區的西面，第四系松散堆積區內出露的地層主要為青白口系神山組、庫里組淺變質巖，產狀（170°-190°∠35°-58°），由北往南大致為向斜構造的老新老地層。

神山組（Pt5s）主要分布礦區中部，呈東西向帶狀分布，與上覆庫里組呈平行不整合接觸，巖石組合以千枚巖為主，根據巖石組合特征劃分為二段。

神山組一段（Pt5s1）：灰黑色（含碳）千枚巖、灰黑色（含碳）絹云千枚巖，夾有青灰色、黃白色絹云千枚巖與灰白色薄層狀變質粉砂巖，部分含有碳質，千枚狀構造發育，巖石由絹云母（83%）、黑云母（10%）和碳質（7%）組成，在絹云母鱗片中散布有黑色碳質物，絹云母大小0.05～0.1mm，定向平行排列，黑云母呈彎曲鱗片，長0.1～0.25mm，與片理斜交，組成透鏡體、扁豆體（0.8～2mm），分布于絹云母片理間。本層風化較差。

神山組二段（Pt5s2）：灰-青灰色（少量紫紅色）千枚巖、絹云千枚巖、粉砂質千枚巖、夾有灰白色變質粉屑沉積灰巖、變質細屑沉凝灰巖及變凝灰質粉砂巖，該段最重要的巖性特征是：巖石呈青灰色，千枚狀構造發育。巖石由絹云母鱗片及石英粉砂組成、絹云母長0.05～0.1mm，呈定向排列，含量70%；石英碎屑大小0.01～0.06mm，呈次棱角狀，較均勻散布于絹云母間，含量30%，本層地表風化程度一般，為本區潛在含礦地層之一。

庫里組（Pt5k）：礦區大部分出露，呈東西向帶狀分布，與下覆神山組為平行不整合接觸，與上覆中生代地層呈角度不整合接觸，巖石組合主要為變凝灰巖類，變質碎屑巖類，根據巖石組合特征劃分為兩段。

庫里組一段（Pt5k1）：灰白色、灰綠色中薄層狀變質中-細屑沉凝灰巖、變質粉屑凝灰巖夾灰-深灰色（少量棕紅色）中薄層狀變質長石石英砂巖、變質粉砂巖，主要特征為：巖石多呈灰-灰白色，層理明顯，多具中薄層狀構造，可見層紋狀構造，礦物成分主要有石英、長石晶屑、碎屑，大小0.1～0.4mm，呈現由粗到細的規律變化，巖石類型上表現由變質中細屑沉凝灰巖到變質粉屑沉凝灰巖的變化，風化程度較好，為本區主要稀土含礦地層。

庫里組二段（Pt3k2）：紫紅色、磚紅色厚-塊狀變質粉砂巖、變質粉屑沉凝灰巖，巖性特征：巖石多呈紫紅色，層理不明顯，多為厚塊狀，礦物顆粒為粉砂級。主要成分為石英、斜長石、二云母、綠泥石，礦物多具定向排列，其中分布有大小0.1～0.5mm的石英，含量38%，斜長石細-中砂狀碎屑、晶屑，晶型呈棱角狀、次棱角狀，在云母鱗片集合體間分布有粒狀鑲嵌的石英，少量長石，為凝灰物質重結晶產物，本層風化程度較好，為本區最重要的稀土含礦地層。

1.2 區域構造特征

本區位于華南板塊南華活動帶，華夏褶皺系武夷山-云開褶皺帶中段。區內歷經加里東、印支-燕山乃至喜山構造運動的影響，導致區內的地層、巖石發生廣泛的變質和形式多樣的構造變形。

2 稀土礦化特征

江西省稀土礦產極為豐富，素有“稀土王國”的美譽，以風化殼離子吸附型稀土礦最具特色，輕、中、重稀土配分齊全。輕稀土主要分布于江西的南部地區，中、重稀土主要分布在西南一帶大巖體中，全省70%的稀土礦床（礦點）集中在該地區，如足洞、崗下、大埠等稀土礦床。全區共發現風化殼離子吸附型稀土礦床（礦點）百余處，其中大型三處，中型十余處，小型及礦化點近百處，累計探明稀土氧化物80余萬噸，探明儲量占全省90%以上，其中重稀土占全國保有儲量的70%約20萬噸。據《江西稀土礦產資源遠景評價研究報告》，全區預測遠景資源（REO）E+F級1467萬噸，其中預測E級重稀土98萬噸。

2.1 礦體產狀和形態

礦體呈似層狀沿全風化層分布，平面形態受風化殼的形態的控制，呈闊葉狀隨地形而變化，單礦體形態略為復雜，邊界一般受溝谷展布的控制，多呈不規則多邊形及梅花狀，所處山包呈橢圓狀；礦體傾角較為平緩，山頂一般為5°～10°，沿山坡變陡為20°～30°，總體傾角較地形坡度略為平緩，礦體厚度一般山頂較厚，山脊次之，山坡兩翼及坡腳厚度較薄。礦體分布于海拔標高為262（LJ312）～329m（LJ469），礦體標高總體隨地勢變化而變化，一般地勢較高礦體完整性較好，反之，地勢較低的地方受流水侵蝕作用而被嚴重破壞，使礦體支離破碎。

礦體形態，表面上多呈闊葉狀，圓狀或橢圓狀，總體呈似層狀隨地形波浪起伏產出，根據礦體埋藏地下或暴露地表的產出特征，可劃為：隱伏式-礦體上部全由非礦層覆蓋，礦體賦存在全風化層的中上部；半隱伏式-在山頂、山脊及部分上山坡部位的礦體裸露地表，而山坡或山腳部位礦體則隱伏地下；全裸式-全風化層遭受強烈剝蝕，富礦層位全部暴露于地表，本區以半隱伏式占多數。

2.2 礦體剖面變化特征

剖面上呈似層狀隨地形波浪起伏，厚薄不一，礦體垂直厚度多為1.48～16m，平均厚度為5.23m。礦體厚度一般隨所處地形部位不同而變化，與其所處的微地貌位置關系密切，一般來說山頂較厚，山脊山腰次之，山坡兩翼及坡腳礦體厚度較薄。勘查內的V號礦體平均厚度較大，其控制的333網度的礦塊平均厚度為7.59m。礦體埋藏深度為262（LJ31）～392（LJ46）m，礦區在含礦工程中有一半工程礦體出露地表，占53%，說明本區由于遭受剝蝕作用較強烈，礦體多被剝蝕而變薄。各個礦體厚度變化系數為74.40，厚度較均勻。

3 稀土成礦條件分析

3.1 區域成礦條件

古溪礦區內礦體嚴格受母巖（變質巖）風化殼控制，本區庫里組和神山組地層稀土風度值平均為530ppm，遠大于贛南地區變質巖平均風度值（350ppm），為稀土礦化提供了必備條件。同時在以化學作用為主要作用下，原巖礦石、礦物遭受不同程度的破壞、分解，使硅鋁酸鹽礦物減少，黏土礦物增加，形成以高嶺石、石英為主的松散風化殼，稀土元素也隨著表生作用的進行和巖石礦物分解，呈離子狀態發生遷移，而黏土礦物又具較強的吸附作用使稀土元素在風化殼中發生次生富集而形成工業礦體。同時，勘查區內特定的地理環境，潮濕的亞熱帶氣候和適宜的pH值（5～6），也成為風化殼離子吸附型稀土礦床形成的必要條件。

3.2 含礦巖性條件

本區風化殼離子吸附型稀土礦床的形成受稀土內生條件和表生條件雙重控制。其成礦機制表現為：有利的成礦母巖與有利的氣候以及地貌條件相結合，使母巖內生稀土礦物在風化殼中大量轉變為離子吸附態稀土，從而富集成礦。

成礦母巖的稀土賦存狀態和稀土濃度是決定能否成礦的兩個必要的內生條件，而母巖的稀土賦存類型是礦床形成的兩個必要條件中的關鍵條件。在適當風化條件下，有利的成礦母巖能夠為風化殼提供成礦所必須的稀土離子來源，此外，礦床的稀土配分很大程度上取決于母巖的稀土配分，不同的稀土配分和母巖的形成規律，一定程度上控制了不同配分稀土礦床的成礦規律特征。

風化殼離子吸附型稀土礦的表生成礦機制表現為有利的氣候、地貌條件相結合，以及適度發育的硅鋁型風化殼。氣候條件控制了本區的風化殼總體的化學風化程度。地貌條件特別是相對切割深度控制了風化殼的發育與保存條件。風化殼pH值則集中反映了一定氣候條件和地貌條件下，不同成分母巖的化學風化程度直接影響稀土的表生富集，是成礦重要的指示特征。

可確定本區潛在找礦類型屬海底火山沉積凝灰巖風化殼離子吸附型稀土礦床，且有著較好的成礦條件：（1）成礦母巖為庫里組變質凝灰質粉砂巖，該層呈巨厚層，巖性較單一；（2）母巖含稀土量大于平均豐度值，說明本區是稀土化學異常區，化學異常是稀土找礦的重要成礦條件；（3）區內成礦母巖特性，根據其物質來源和化學成分，具富堿貧鐵鎂組分特征；（4）新構造運動所形成的地形地貌對風化殼和礦體的發育保存起著間接的作用，屬丘陵地貌或山嶺地緩地區，相對高差30～300m，基巖出露少，地表風化殼發育，是稀土找礦的地貌標志；（5）區內地層的構造裂隙發育促成表生作用的進行和風化殼的形成，為風化作用提供有利的空間條件，風化殼裂隙內常有高嶺石等黏土礦物充填，是風化殼離子吸附型稀土礦床的間接找礦標志。

4 找礦方向分析

區域內風化殼離子吸附型礦床是在有利的成礦母巖之上，發育了有利于稀土離子富集的風化殼，集有利的內生礦化條件和有利的表生富集條件于一體，其成礦模式是以母巖稀土濃度和賦存狀態為必要內生礦化條件，以地貌和風化殼pH值為必要表生成礦條件的四元一體成礦模式。

5 結語

這一礦床類型的發現，實現了稀土找礦的重大突破，為江西稀土工業發展提供了資源保障；進一步豐富了風化殼離子型礦床類型，為稀土礦成礦理論、成礦模式、找礦方向提供了新的資料；大大拓寬了該類型稀土礦的找礦空間，為江西乃至全國尋找同類型礦床提供了有益啟迪。