貴州省福泉市礦床的稀土元素地球化學特征

張 琛，鄧耀輝

（貴州省有色金屬和核工業地質勘查局七總隊，貴州 貴陽 550005）

1 礦床地質特征概況

貴州省福泉市礦床大地構造位于揚子準地臺（Ⅰ級構造單元）黔北臺隆（Ⅱ級構造單元）遵義斷拱（Ⅲ級構造單元）貴陽復雜構造變形區之中偏東部之白巖—高坪背斜[1]，褶皺、斷裂構造總體呈北東及北北東向展布（圖1）。

2 樣品采集及分析

樣品采自雞公嶺某礦床鉆孔zk1802中，按礦石自然類型采集a礦層3件、b礦層4件、頂底板各1件，共9件樣品。采集后的樣品經去除風化表層后，選取新鮮部分破碎成細小顆粒，在60～80目的顆粒中挑選出質純樣品[2]。樣品分析測試委托中科院貴陽地化所國家重點實驗室測試完成，測試中心使用等離子質譜儀(ICP-MS)測試，在室溫26℃、濕度38%的條件完成分樣品分析。樣品委托有資質單位分析測試、按相關標準進行質量監控，所選擇分析方法正確、分析數據可靠。

圖2 礦床中稀土元素配分模式

3 礦床的稀土元素地球化學特征

3.1 稀土元素特征

經過研究發現雞公嶺礦床中稀土元素較富集，具如下特點：稀土元素總量高，Y含量較高，Y的富集系數可達到0.95～3.46，反映了礦床內相對富集Y的基本特征，從“b”至“a”礦層Y富集系數有逐漸降低趨勢。據礦層與圍巖，可將稀土元素特征分為三組，及“b”礦層、“a”礦層及板硅質白云巖及底板砂質白云巖。“a”礦層稀土元素總為：201.02×10-6～212.01×10-6，平均值：206.34×10-6，∑LREE：158.43×10-6～167.32×10-6，平均值：162.56×10-6，∑HREE：42.59×10-6～44.69×10-6，平均值：43.78×10-6，顯示輕稀土富集、重稀土虧損。“b”礦層稀土元素總為：71.25×10-6～121.80×10-6,平均值：95.53×10-6，∑LREE：59.24×10-6～102.20×10-6，平均值：79.87×10-6，∑HREE：12.01×10-6～19.60×10-6，平均值：15.66×10-6，顯示輕稀土富集，重稀土虧損。板底板硅質白云巖及底板砂質白云巖稀土元素總為：11.09×10-6～16.63×10-6，平均值：13.86×10-6，∑LREE：9.75×10-6～13.37×10-6，平均值：11.56×10-6，∑HREE：1.34×10-6～3.26×10-6，顯示輕稀土富集，重稀土虧損。

研究表明，海洋生物中的REE含量較低，會導致生物成因的礦物也明顯以低稀土元素含量為特點。礦物中低稀土元素含量反映了生物有機質在形成過程中發揮了重要作用。生物成礦作用主要表現在微生物體及死亡殘骸及炭元素吸收及攝取稀土元素，造成稀土元素含量相對白云巖富集，也造成“a”礦層稀土元素含量相對于“b”礦層稀土元素含量相對富集。

同時，后期進行的固結成巖作用使生物屑膠礦化從而造成“a”礦層Y、La、Nd元素相對于“b”礦層富集。頂底板白云質膠結物低稀土元素含量可能反映了成巖作用期間孔隙水具有很低的稀土元素濃度或白云石礦物的特性。

3.2 稀土配分特征

一些研究資料表明,（王中剛，1989）認為正常海水沉積物稀土總量高，可見Ce的正異常，輕稀土富集，北美頁巖組合標準化曲線右傾。（楊帆，2013）認為熱水沉積物稀土總量低，Ce常有明顯的負異常，LREE/HREE的比值較小，北美頁巖組合樣標準化曲線近于水平或左傾[7]。

從稀土元素配分模式（圖2），可以看出礦床中稀土元素北美頁巖標準化模式曲線向右傾，顯示輕稀土富集，重稀土虧損，δCe（0.51×10-6～0.74×10-6）、δEu（0.51×10-6～0.69×10-6）均為負異常。“a”礦層與“b”礦稀土元素北美頁巖標準化配分模式相似,曲線之間互相平行，說明它們具有相同的物質來源和礦床成因。

雞公嶺礦床中稀土元素北美頁巖標準化模式曲線向右傾,顯示輕稀土富集，EU、Ce元素呈負異常，研究認為（Graf，1978）Eu異常被視為強還原的熱液注入或大洋玄武巖經受海低蝕變而繼承了源區的特征，（楊興蓮等，2008）認為Y的正異常也可以指示熱水沉積的特征。“a”礦層與“b”礦層δEu介于：0.65×10-6～0.69×10-6，均為負Eu異常，而δY介于：1.61×10-6～1.81×10-6，均為Y正異常，且（溫金奎，2018）研究該地區常量元素，Sr/Ba>1、U/Th>1和Ni/Co<1，表明雞公嶺地區有海相熱水流的加入，而對于該地區負Eu異常及Y正異常較為合理的解釋是，負Eu異常與EU元素的地球化學性質有關，同時可能與對原巖的繼承性有關，雞公嶺礦床形成的過程中″正常的海相沉積過程中有海相熱水流的加入，造成海相生物生存物理化學條件的變化，造成小殼生物、藻類生物的大量死亡，因此，認為該礦區是中″正常的海相沉積過程中有海相熱水流的加入″及生物成礦共同作用的結果。

4 結論

（1）“a”礦層與“b”礦層有相同的物質來源和礦床成因，Ce異常可作為該地區古海水氧化還原條件的指示標志，所以“a”礦層與“b”礦層處于一個較為氧化的海水環境中。但“b”礦層P2O5高于“a”礦層，而稀土元素含量低于“a”礦層，造成這樣的主要原因是：硅化程度較高的P2O5低于硅化程度較低的P2O5，所以“b”礦層P2O5高于“a”礦層。

（2）稀土元素北美頁巖標準化模式曲線向右傾，顯示輕稀土富集，EU、Ce元素呈負異常，Y元素呈正異常，EU負異常與EU元素的地球化學性質及對原巖的繼承性有關。根據Ce的負異常，Y的正異常，因此認為該礦區是正常的海相沉積過程中有海相熱水流的加入″及生物成礦共同作用的結果。