廣西平南縣馬安肚稀土礦礦床特征及其成因分析

徐 勇，柳美軍

（廣西壯族自治區三〇七核地質大隊，廣西 貴港 537100）

1 區域地質特征

廣西平南縣馬安肚稀土礦區位于欽州褶皺系六萬大山凸起的北東部，欽杭多金屬成礦帶南西段，廣西靈山～藤縣斷裂北東段[1]。

區域上出露地層主要有寒武系、奧陶系、泥盆系、侏羅系、白堊系以及第四系等。

區域上歷經了加里東、華力西、印支、燕山期等多期多階段構造運動。區域上褶皺、斷裂構造發育，構造線總體呈北東向。基底褶皺大容山復式背斜為加里東期線狀褶皺，蓋層褶皺為燕山期寬緩向斜，斷裂構造以北東～北東東向靈山～藤縣大斷裂為主。

強烈的巖漿活動是本區的顯著特點之一，華力西-印支期酸性巖漿侵入，形成大規模的構造花崗巖帶。華力西晚期的六陳巖體和印支期的大容山巖體，兩者同屬大容山巖基，為本區離子相稀土礦的成礦母巖[2]（圖1）。

2 礦區地質特征

2.1 地層

礦區地層主要發育古生代奧陶的碎屑巖、泥盆的碎屑巖及生物碎屑巖。工作區北部及北西部廣泛分布第四系的砂礫層、砂質粘土層、亞粘土及粘土層。

2.2 構造

斷裂構造發育于工作區北—中部，以北東—北東東向為主。構造運動加速了工作區花崗巖風化的進程，使花崗巖風化產生了高嶺土、蒙脫石等粘土礦物，鐵錳的氫氧化物等高吸附能力的礦物，并形成大厚度的風化殼，為稀土礦的成礦和保存創造了條件。

2.3 巖漿巖

2.3.1 巖體及巖石學特征

礦區內巖漿巖分布較廣，主要為華力西期六陳巖體。巖性為黑云母鉀長花崗巖，巖相分帶不甚明顯，由巖體中心向邊緣，巖性由粗粒、中粗粒黑云母鉀長花崗巖(含個別長石小斑晶)逐漸過渡為中粒黑云母鉀長花崗巖。巖石一般呈肉紅色，具花崗結構，塊狀構造。主要礦物石英24%～30%，鉀長石60%～65%；次要礦物以黑云母為主，少量角閃石；副礦物有磁鐵礦、鈦鐵礦、白鈦礦、鋯石、褐簾石、榍石、磷灰石等。六陳巖體富K、Si，貧Ca、Mg，屬SiO2、Al過飽和系列，偏堿性。巖體稀土元素總量（∑REE）315.5×10-6，高于維氏值292×10-6，風化后可形成離子吸附型稀土礦床[3]。

表1 六陳巖體主要化學成份表

2.3.2 花崗巖風化殼特征

巖體風化強烈，一般形成20m～30m的風化殼，風化殼稀土含量高，礦厚一般為4m～8m，為混合型稀土礦。由于花崗巖風化殼發育程度不同，稀土元素的富集程度有很大差異，一般來說花崗巖風化殼越厚，離子吸附型稀土礦礦體越厚，離子吸附型稀土礦主要以離子吸附相形式賦存于花崗巖風化殼的全風化層中[4]。花崗巖風化殼從上至下一般具有四元結構特征：

（1）殘坡積層：該層厚度0m～5m，一般＜2m，主要由花崗巖風化形成的碎塊、碎粒及碎粉混雜而成，呈黃褐色、淺紫紅色，該層介質顯弱酸性，稀土氧化物（REO）含量低。

（2）全風化層：該層厚5m～40m，一般厚10m～30m，與上部殘坡積層呈漸變過渡關系，無明顯分界，由基巖完全風化而成，以淺灰黃色、淺紫紅色為主，夾雜黃褐色和灰白色，該層介質呈弱酸性，稀土元素富集程度較高，常在該層的中、下部富集成礦。

（3）半風化層：該層厚3m～10m，與上覆全風化層呈漸變過渡關系，局部呈突變過渡。呈淡肉紅色，本層介質屬弱酸性或弱堿性，稀土含量明顯下降，除了與全風化層的過渡地帶，一般無礦體賦存。

（4）弱風化層：與上覆半風化層呈漸變過渡關系。呈淡肉紅色，該層稀土陽離子和粘土礦物含量極少，在該層中無離子吸附型礦體賦存。

圖1 礦區區域地質簡圖

3 礦床地質特征

3.1 礦體特征

3.1.1 礦體的分布、形態

稀土礦體賦存于花崗巖風化殼中，風化殼保存較好的地段基本都有礦體存在。礦體在花崗巖全風化層的中、下部最為富集，礦體的分布與花崗巖全風化層基本一致，而且大體連續成片。

礦體平面上呈不規則狀、樹枝狀，總體呈北東—南西向展布，礦體長約8000m，礦體寬220m～1600m。礦體內部結構簡單，無夾層出現，局部地段偶見無礦天窗。剖面上呈似層狀、透鏡狀，其形態和產狀與地形變化基本一致，隨地形變化呈波狀起伏展布，在開闊平坦地帶產狀較平緩，斜坡地帶較陡。

3.1.2 礦體的規模

本礦區探明M01、M02、M03號3個稀土礦體，主要礦體為M01礦體（圖2）。礦體平均蓋層厚5.84m。礦體厚度1.00m～38.85m，平均11.92m，變化系數66.05%，厚度變化屬較穩定；垂直山脊線下切，礦體厚度有頂部最厚、往兩側變薄的變化規律，山脊較平緩的地段礦體厚度基本一致，礦體厚度等值線與地形線大體一致。礦體頂底、板的形態隨地形起伏，但坡度小于地形坡度的變化，而底板較之于頂板又顯得相對平緩。礦體單工程離子相稀土品位0.032%～0.220%，平均品位0.090%；全相稀土品位0.050%～0.284%，平均品位0.127%；品位變化系數36.93%，有用組分分布較均勻。

3.2 礦石特征

3.2.1 礦石的礦物成份

礦物成份主要有條紋長石、石英、斜長石、黑云母，少量的角閃石、絹云母等。

3.2.2 礦石的化學成份

礦石的主要化學成份及含量為：SiO258.72%～59.82%，Al2O321.88%～22.77%，TFe2O33.95%～4.72%，CaO0.015%～0.041%，MgO0.24%～0.27%，Na2O0.17%～0.37%，K2O6.32%～7.09%，P2O50.013%～0.039%，TiO20.40%～0.49%，ZrO20.061%～0.074%。

3.2.3 礦石的結構、構造

礦石的結構主要有：似斑狀結構、花崗結構、交代殘余結構。礦石的構造主要有：土狀構造、疏松塊狀構造。

4 礦床成因分析

礦床含礦巖體為華力西期侵入巖六陳巖體，巖性主要為中粗粒斑狀含褐簾角閃鉀長花崗巖，是南嶺地區與離子吸附型稀土礦成礦作用密切相關的花崗巖類型，其富K、Si，貧Ca、Mg，巖體稀土元素含量高于維氏值，富含稀土元素，具有稀土成礦的物質基礎[5]。

六陳巖體位于大瑤山隆起區，該區地處亞熱帶季風氣候區，年平均溫度17℃～21℃、年平均降雨量1500mm～2100mm，自中生代地殼劇烈運動后，由于多期次的構造運動和地殼的間歇性或緩慢抬升剝蝕，六陳巖體在低山和丘陵地區出露后遭受地質營力作用，巖石首先發生機械破壞作用，繼而發生化學風化作用，使原巖中的長石風化成為高嶺土、伊利石等粘土礦物，造巖礦物中所含稀土元素從礦物中分解出來，稀土元素溶于水中以離子形式隨地表水遷移，然后在適宜的介質條件下（PH值5.5～6.5）被全風化層中的粘土礦物組分所吸附，不斷沉淀富集于風化殼的中、下部成礦[6-8]。

圖2 馬安肚稀土礦區88號勘探線剖面圖

5 結論

（1）離子吸附型稀土礦礦床的形成與母巖、氣候、地貌、構造、風化殼的pH值等條件密切相關。

（2）六陳巖體稀土元素總量（∑REE）315.5×10-6，是地殼豐度的2.82倍。母巖的稀土豐度是稀土成礦物質的來源基礎，它的高低決定了稀土元素能否富集成礦。當其他成礦條件皆具備時，母巖中稀土豐度越高，越有利稀土元素在風化殼中富集。

（3）含礦巖體經過風化作用后以離子形式溶于水中的稀土元素被粘土礦物吸附并在風化層底部富集成礦。說明稀土元素分層富集主要和粘土礦物的含量、介質酸堿性、水介質下滲速度和強度有關。

（4）稀土元素的富集程度與花崗巖風化殼發育程度密切相關，一般來說花崗巖風化殼越厚，離子吸附型稀土礦礦體越厚。