竹山背—章車水地段稀土礦成因及資源潛力評價

陸玉德 李奕旺 姚東紅

摘要：竹山背—章車水地段稀土礦礦體賦存于印支期第二階段粗中粒斑狀黑云母二長花崗巖（龍華山巖體）風化殼中，巖體風化殼的第二層全風化帶和第三層半風化帶是本區稀土礦的主要控礦層位;內生作用和外生作用共同結果是該區稀土礦的成礦機理，通過2018年施工的25個鉆孔大致圈定該區稀土礦體，進而預測該區稀土礦潛力。

關鍵詞：龍華山巖體;離子吸附型礦床;風化殼;成礦機理;竹山背—章車水

竹山背—章車水地區地處諸廣山巖體東南部，大地構造位置上位于南嶺東西向構造帶和萬洋山一諸廣山南北向構造帶的復合部位。該區主要由印支期龍華山巖體組成，其間有少量燕山期巖體分布，各類脈巖廣泛發育，包括輝綠巖脈、熱液石英巖脈、偉晶巖脈等。北東向上社斷裂、牛瀾斷裂、下洞水斷裂斜穿區內（圖1-1），古生代以來經歷了多期構造—巖漿活動。風化殼離子吸附型稀土礦床成礦母巖出露面積大，分布廣泛，加上十分有利于風化殼形成和保存的地形地貌條件和氣候條件，使得該區擁有得天獨厚的離子吸附型稀土礦床成礦條件，找礦潛力較大。

1.第四系;2.奧陶系下黃坑組;3.白堊紀早世花崗斑巖;4.侏羅紀晚世中細粒斑狀黑云母花崗巖;5.侏羅紀中世中細粒斑狀二云母花崗巖;6.侏羅紀早世粗中粒斑狀黑云母花崗巖;7.三疊紀晚世中細粒斑狀二云母花崗巖;8.三疊紀中世粗中粒斑狀黑云母二長花崗巖;9.三疊紀早世粗粒斑狀黑云母花崗巖;10.眼球狀混合花崗巖;11.條帶狀混合巖;12.二疊紀晚世云閃石英二長巖;13.正長巖或堿交代巖;14.輝綠巖;15.碎裂巖帶;16.實測、推測斷裂;17.絹云母化、綠泥石化、高嶺土化;18.硅化、白云母化、赤鐵礦化;19.鉀長石、鈉長石化;20.小型鈾礦床、鈾礦點;21.稀土礦點、金民采點;22.垂向采樣剖面及剖面編號;23.水系沉積物甲類綜合異常及編號;24.區域遠景區。

1.礦區地質特征

1.1地層

竹山背—章車水地區出露的龍華山復式巖體呈南北向展布，主要由印支期第一階段粗粒斑狀黑云母花崗巖（γβT1）和第二階段粗中粒斑狀黑云母二長花崗巖（ηγT2）組成，零星出露中細粒斑狀二云母花崗巖（γβmT3）。

龍華山復式花崗巖體整體具有高Si和高Al特征，總堿（Na2O+K2O）含量較高，貧CaO、FeO和MgO。鋁飽和指數A/CNK介于過鋁質花崗巖范疇，在造巖礦物上表現為出現高A1的原生礦物白云母，其成因模式為在伸展拉張構造背景之下，由基底變質泥質巖熔融形成的，而變質泥質巖的源巖為古一中元古代從地幔分離出來的初生地殼巖石，總體呈現S型花崗巖特征。章車水地區稀土垂向刻槽取樣于粗中粒斑狀黑云母二長花崗巖巖體中進行，其基巖巖相學特征如下：

粗中粒斑狀黑云母二長花崗巖（ηγT2）：灰白色，似斑狀結構，基質為粗中粒花崗結構。巖石主要礦物組成為：鉀長石為微斜長石，局部可見格子雙晶，含量35%～40%左右;斜長石（An=8～25）環帶結構明顯，含量30%～35%左右;石英為他形粒狀，含量20%～25%左右;黑云母為不規則片狀，有時可見被綠泥石和白云母交代，含量2%～8%左右。副礦物以鋯石、磁鐵礦、磷灰石、榍石為主。鉀長石較斜長石干凈，長石大多發生一定程度的后期蝕變且可見些許黑云母、石英等細小礦物包裹體，兩種長石局部接觸處可見蠕蟲結構，石英沿黑云母邊緣交代而構成的顯微文象交生結構，石英裂紋發育，沿裂紋見絹云母填隙。

1.2巖體風化殼特征

風化殼的形成與環境條件密切相關，它是氣候、構造及其他環境要素的函數。在地處亞熱帶的南嶺地區，氣候溫暖潮濕，中酸性巖體廣泛分布，風化作用強烈，并處于近平衡的構造升降狀態，是風化殼廣泛發育和較好保存的理想地區之一，離子吸附型稀土礦床主要見于地槽褶皺帶內。由于花崗巖風化殼發育程度的不同，稀土元素富集程度有較大差異，南嶺地區稀土礦區在地表多形成厚度為2m～30m的風化殼，部分地區甚至可達40m～60m。（特別是在瀾河區域一帶）一般來說，花崗巖風化殼越厚，離子吸附型稀土礦礦體越厚，品位越高。稀土礦體主要以離子吸附形式賦存于花崗巖風化殼全風化層的粘土和高嶺土礦物中，其次在半風化層中也有產出。在垂向上，風化殼具有典型的層狀結構，依據風化殼的垂向分帶模式，結合野外考察，將章車水地區風化殼自上而下劃分為殘坡積層、全風化層、半風化層、微風化層4個部分，各層之間往往表現為漸變過渡關系（圖1-2）。

殘坡積層（A）：呈土黃色、灰黃色，主要成分為粘土，少量石英碎塊、云母和植物殘骸等。稀土礦化弱，稀土氧化物（REO）含量低，一般在0.02%（稀土氧化物總量）以下，厚0.7m～1m。

全風化層（B）：呈褐黃色、淺肉紅色、灰白色，主要成分為粘土，少量石英砂和云母等。結構疏松多孔，已不顯原巖結構。稀土氧化物（REO）含量高，大部分達到稀土礦體邊界品位（稀土氧化物總量）0.05%以上，為主要賦礦層位。

半風化層（C）：呈褐黃色、淺肉紅色，主要成分為粘土，少量石英砂礫，并含有較多的長石和黑云母。結構較致密，長石具有較完整的外形，部分保留原巖結構。厚度變化較大，為次要賦礦層位。稀土氧化物（REO）含量低于全風化層，部分可達到稀土礦體邊界品位（稀土氧化物總量）0.05%以上。微風化層（D）：輕微風化的含礦母巖，呈肉紅色，巖性主要為粗中粒斑狀黑云母花崗巖。經取新鮮巖石樣稀土化學

分析結果顯示，其稀土含量均大于0.02%。

2.含礦巖體及礦體特征

竹山背—章車水內含礦巖體為印支期龍華山花崗巖巖體，以粗粒斑狀黑云母花崗巖、粗中粒斑狀黑云母二長花崗巖中稀土含量最高（表1），根據分析測試結果顯示，樣品中w（LREE2O3）0.046%～0.267%，w（HREE2O3）0.005%～0.106%，垂直厚度為4m～20m，平均厚度約12m。稀土以鈰族為主，具有Ce>La+Nd，La>Ce>Nd，La+Nd>Ce三種分配特點，以Ce>La+Nd配分型為主，其次為La>Ce>Nd，稀土平均品位中鈰族品位0.133%，釔族0.027%，[Ce]2O3/[Y]2O3比值為4.9，按這個比值計算得重稀土大致占17%，為輕稀土富集型，銪元素含量略低，具中等銪虧損，表明巖體主要巖類偏酸性，可能代表了部分熔融巖漿演化中期階段產物（圖1-3）。

3.成礦機理

竹山背—章車水地區風化殼離子吸附型稀土礦的成礦機理包括內因作用與外因作用，其中內因作用有成礦母巖、含礦母巖產狀特征、母巖的巖性與化學特征等。外因作用有風化條件和構造運動等，內因與外因共同作用是該區稀土礦床形成的原因，兩者缺一不可。

3.1內生作用

3.1.1成礦母巖

粵西北離子吸附型稀土礦含礦母巖主要為各類侵入巖、火山巖，其次為混合花崗巖，侵入巖形成時期有加里東期、華力西期、印支期和燕山期，巖性為粗粒黑云母花崗巖、粗中粒斑狀黑云母二長花崗巖、中細粒二云母花崗巖、細粒黑云母花崗巖，雖然燕山期花崗巖分布最廣，但以印支期最為重要，印支期巖性主要為粗中粒斑狀黑云母二長花崗巖（ηγT2），為中酸性巖類。

3.1.2含礦母巖產狀特征

該區巖體的分帶特征比較明顯，主要為中心相—邊緣相—過渡相，而中心相以印支期粗中粒斑狀黑云母二長花崗巖為主，粗中粒斑狀黑云母二長花崗巖以巖基形態規模最有利，中心相巖體呈北東—南西走向分布，區域上受上社斷裂與下洞水斷裂挾持。

3.1.3母巖的巖性與化學特征

該礦區的成礦母巖主要為粗中粒斑狀黑云母二長花崗巖，巖石的礦物成分鉀長石、斜長石、石英、黑云母和副礦物鋯石、褐簾石、磷灰石、榍石等，含量高。而獨居石、磷釔礦、褐釔鈮礦含量低，含礦母巖中稀土元素賦存在易風化礦物（如長石、黑云母、角閃石、榍石、褐簾石、磷灰石）中，對形成礦床最有利。該稀土礦的含礦母巖花崗巖體整體具有高Si和高Al特征，總堿（Na2O+K2O）含量較高，貧CaO、FeO和MgO，鋁飽和指數A/CNK介于過鋁質花崗巖范疇，在造巖礦物上表現為出現高A1的原生礦物白云母，總體呈現S型花崗巖特征。

3.2外生作用

3.2.1風化條件

影響風化殼發育最主要的是氣候條件與地形地貌條件，其一，氣候條件是形成該類礦床最重要條件之一，本區屬亞熱帶季風氣候，夏季盛行偏南的暖濕氣流，全年平均氣溫19°C～22°C，最高6月～8月，一般25°C～30°C，偶有39°C高溫天氣。年均降雨量1071.6mm～2244.6mm，3月～8月為雨季，暴雨多發生在5月～8月，雨季長，雨量充沛。水系發育，地表植被發育，氧氣充足，有機酸來源豐富。區內巖石在水、各種酸類及氧氣等介質的作用下，化學反應強烈。隨著時間的推移，風化作用不斷深入地下，當風化作用大于剝蝕作用時，形成了具有分層結構的面形風化殼，上部為殘坡積層，中部為全風化層，下部為半風化層，為從巖石中釋放出來的稀土離子提供了貯存富集場所，稀土元素主要以可溶性水合物陽離子的形式遷移。其二，地形地貌條件也是很重要的，測區海拔200m～500m，山體坡度小，溝谷水系發育，丘陵地貌，地勢較低，有利于巖石風化殼的形成和保存，礦體的形成與當地海拔高度關系不大。

3.2.2構造運動

表面上稀土礦的富集成礦只與巖體相關，其實不然，稀土礦的富集帶嚴格受構造帶的控制，構造起著控巖和控礦的作用，構造使稀土礦床（點）成群成帶產出，該區離子吸附型稀土礦主要受北東向構造帶控制，測區北東向構造密集發育，有上社斷裂、牛瀾斷裂、下洞水斷裂及次級斷裂，其中上社斷裂和下洞水斷裂作為巖體的邊界（圖1-4）。

4.資源潛力評價

本次章車水—竹山背地區稀土遠景查證分別于7條剖面上共施工鉆孔25個（圖1-4），共采取175組樣品，其中3個取樣孔野外快速滴淀測試異常不明顯，并選擇了其中的127組樣品（22孔）送湖南核工業中心實驗室進行分析測試。根據樣品分析測試結果顯示，區內稀土以輕稀土為主，輕稀土w（SRE2O3）0.133%，取礦體平均厚度12m，本次大致控制面積約63.4km2，該區暫取面積63.4km2計算，花崗巖風化密度按1.6t/m3計算，預測稀土氧化物資源量約160萬噸。

1.第四系大灣鎮組;2.早白堊世花崗斑巖;3.早白堊世花崗巖;4.晚侏羅世花崗巖;5.中侏羅世二云母花崗巖;6.早侏羅世花崗巖;7.晚三疊世二云母花崗巖;8.中三疊世二長花崗巖;9.中三疊世花崗巖;10.早三疊世花崗巖;11.眼球狀混合花崗巖;12.條帶狀混合巖13.輝綠巖;14.碎裂巖;15.熱液石英巖;16.實、推測第四系界線、整合接觸界線、侵入巖界線;17.實、推測斷裂帶;18.鑭異常內帶（La≥380×10-6）;19.鑭異常中帶（La≥190×10-6）;20.鑭異常外帶（La≥95×10-6）;21.小型鈾礦床及編號;22.鈾礦化點及編號;23.鈾礦化點、異常點及編;24.稀土礦點及編號;25.垂向取樣點及編號;26.工業孔及低品位孔

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