徐 波，黃 旭，蔡曉兵，王克友

長江中下游安徽段離子吸附型稀土礦成礦條件分析

徐 波1，2，黃 旭1，2，蔡曉兵1，2，王克友1，2

（1.安徽省地質(zhì)調(diào)查院，合肥 230001；2.安徽省地質(zhì)科學(xué)研究所，合肥 233001）

本文通過對(duì)長江中下游地區(qū)安徽段廣泛出露的花崗巖類風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦含礦性進(jìn)行系統(tǒng)的取樣分析，發(fā)現(xiàn)毛坦巖體、花園鞏巖體、花山巖體、黃梅尖巖體風(fēng)化殼存在稀土礦化，礦化體主要集中在巖體全風(fēng)化層。結(jié)合前人在同位素年代學(xué)、礦物學(xué)、巖石地球化學(xué)等方面取得的研究成果以及離子吸附型稀土礦成礦理論，認(rèn)為區(qū)內(nèi)燕山晚期A型花崗巖風(fēng)化殼發(fā)育區(qū)域具有較好的離子吸附型稀土礦成礦潛力。

離子吸附型稀土礦；花崗巖；成礦條件；長江中下游

離子吸附型稀土礦（IREE）礦床以稀土元素主要呈離子態(tài)賦存于風(fēng)化殼黏土中為特征，是我國極其重要、全球罕見的重要礦床類型，主要分布于江西、福建、廣東、湖南等南方七?。ㄙ嚨ず蛥且欢。?019），近些年在美國及東南亞部分國家也逐漸有發(fā)現(xiàn)（王登紅等，2013），前人對(duì)其研究已取得了極其豐碩的成果，成礦母巖主要為中生代花崗巖類、以及少數(shù)火山巖和混合巖類，近幾年逐漸有元古代變質(zhì)巖風(fēng)化殼稀土礦被發(fā)現(xiàn)（許成等，2015；池汝安和田君，2007；趙芝等，2019；施澤民，1992；王偉等，2011；宋紹華，2013）。

長江中下游成礦帶是我國重要的銅鐵金等金屬成礦帶（邢鳳鳴，1999；周濤發(fā)等，2017；周濤發(fā)等，2016），區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，發(fā)育有大量中生代侵入巖，沿近北東向形成裂谷型構(gòu)造-巖漿-成礦帶（邢鳳鳴，1994；謝建成等，2008；范裕等，2008；杜楊松等，2007）。多年來國內(nèi)外學(xué)者在成巖（周濤發(fā)等，2011；薛懷民等，2015）、內(nèi)生金屬成礦（杜建國等，2003；杜楊松等，2011；聶利青等，2016）、地殼深部結(jié)構(gòu)（呂慶田等，2019；常印佛等，2019）、區(qū)域構(gòu)造格局等方面取得了大量研究成果，但未對(duì)離子吸附型稀土礦開展過相關(guān)工作。本文通過對(duì)長江中下游安徽段巖體風(fēng)化殼的IREE含礦性進(jìn)行分析，結(jié)合前人在同位素年代學(xué)、礦物學(xué)、巖石地球化學(xué)等方面的研究成果，對(duì)比已知礦床，對(duì)本區(qū)巖體成礦特征取得了一定認(rèn)識(shí)，可為區(qū)域內(nèi)該類型礦床的找礦工作提供參考。

圖1 長江中下游成礦帶安徽段侵入巖分布圖

1 地質(zhì)背景

長江中下游成礦帶位于揚(yáng)子板塊東緣北部，與北部華北板塊以秦嶺-大別造山帶為界，受北西向的襄廣（襄樊-廣濟(jì)）斷裂，北東向的郯廬（郯城-廬江）斷裂，北東東向的江南深斷裂限制（薛懷民等，2016；蔣少涌等，2019）（圖1）。區(qū)內(nèi)的基底為晚太古代-新元古代變質(zhì)核雜巖構(gòu)成的崆嶺-董嶺式基底和部分巨厚海相濁積復(fù)理石沉積巖夾海相火山巖以及晚元古代花崗巖組成的江南基底，蓋層為震旦系-早三疊統(tǒng)被動(dòng)大陸邊緣沉積，中三疊世-新生代板內(nèi)變形發(fā)育，巨厚陸相沉積和火山巖系發(fā)育。

本帶位于長江深斷裂兩側(cè)，構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，褶皺、斷裂十分發(fā)育，總體呈北東、北北東向展布，燕山運(yùn)動(dòng)使得先期形成的斷裂再次活動(dòng)，并新生了大量的北北東向、南北向斷裂，使該區(qū)構(gòu)造進(jìn)一步復(fù)雜化，形成一系列向南東沖斷的褶皺鱗片構(gòu)造、逆掩和推覆構(gòu)造（陰江寧等，2016）。

該區(qū)處于下?lián)P子巖漿巖帶，巖漿巖的分布受北東向深大斷裂控制，總體形態(tài)以長江深斷裂為中線呈對(duì)稱帶狀展布，以長江沿線為中亞帶，兩側(cè)為大致對(duì)稱的南、北亞帶。中亞帶基性和中性巖均有發(fā)育，火山巖、潛火山巖集中分布于晚侏羅紀(jì)-早白堊紀(jì)繼承性盆地內(nèi)，侵入巖則主要分布于古生界-三疊系褶斷隆起區(qū)。其兩側(cè)疊加發(fā)育有兩條“A”型花崗巖亞帶，巖性以石英正長巖為主，并伴生有不同數(shù)量的堿性花崗巖（楊一增，2015；彭戈等，2012；Yan Jun et al.,2008）。北亞帶以北北東向帶狀展布中-中酸性小巖體為主，南亞帶主要為中酸性侵入巖。二者均分布于褶斷隆起區(qū)，火山巖零星出露。

2 調(diào)查巖體地質(zhì)特征

長江中下游安徽段地處平原丘陵地帶，且區(qū)內(nèi)氣候溫暖潮濕，十分利于巖體風(fēng)化殼的形成和保存。本次工作對(duì)區(qū)內(nèi)12個(gè)規(guī)模較大的侵入體風(fēng)化殼進(jìn)行了離子吸附型稀土礦的含礦性調(diào)查（圖1），調(diào)查巖體沿長江兩側(cè)分布，巖體產(chǎn)狀多樣，出露面積從十幾至幾百平方公里不等，巖性特征各異，侵入地層從元古界至白堊系均有出露，同位素年代學(xué)資料顯示，調(diào)查巖體成巖時(shí)代均為燕山晚期，具體特征見表1。

表1 長江中下游地區(qū)主要花崗巖地質(zhì)特征 地質(zhì)時(shí)期巖體地理位置鋯石年齡（Ma）巖性面積（km2）產(chǎn)狀侵入地層成礦與否資料來源 燕山期花山巖體樅陽縣126.2堿性花崗巖21巖株三疊系是范裕等，2008 黃梅尖巖體樅陽縣125.4石英正長巖57巖墻侏羅系—白堊系是范裕等，2008 花園鞏貴池126.4石英正長巖220巖基寒武系—泥盆系是范裕等，2008 茅坦巖體貴池127.7正長花崗巖30巖基志留系—三疊系是閆峻等，2012 洪鎮(zhèn)巖體懷寧縣125.8花崗巖55巖基中元古界—志留系否高冉等，2017 124.8閃長巖 樅陽巖體樅陽縣124.8堿性花崗巖10巖株三疊系—侏羅系否范裕等，2008 譚山巖體石臺(tái)縣128.2正長花崗巖140巖基新元古界—寒武系否高冉等，2017 濱江巖體繁昌124.3二長花崗巖12巖株二疊系—三疊系否樓亞兒，2006 浮山巖體繁昌124.9正長花崗巖16巖株三疊系—白堊系否龐振山等，2017 青陽九華復(fù)式巖體青陽143.3花崗閃長巖860巖基寒武系—志留系否范裕等，2008 青陽137.6二長花崗巖否 青陽131.3正長花崗巖否 云嶺巖體涇縣128.7二長花崗巖40巖株志留系—泥盆系否FuYuan Wu et al.，2012 包村巖體涇縣137花崗閃長巖37巖株志留系—泥盆系否謝建成等，2008

3 稀土礦化特征

3.1 風(fēng)化殼特征

調(diào)查區(qū)內(nèi)巖體風(fēng)化殼發(fā)育程度以及含礦性差異較大。巖體風(fēng)化殼最厚可達(dá)12.1m，最薄僅為2.7m，基本發(fā)育有完整的風(fēng)化殼剖面，由上至下依次為浮土層（A層）、全風(fēng)化層（B層）、半風(fēng)化風(fēng)（C層）以及基巖層（D層），風(fēng)化殼稀土含量最高為621.53×10-6（花山巖體），最低為101.80×10-6（譚山巖體），全風(fēng)化層含量最高。按現(xiàn)行《稀土礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范》以稀土氧化物總量500×10-6為界，調(diào)查區(qū)內(nèi)4個(gè)侵入體風(fēng)化殼稀土含量達(dá)到邊界品位以上（表2）。

表2 調(diào)查區(qū)巖體風(fēng)化殼稀土氧化物含量分析結(jié)果表

3.2 稀土礦化特征

對(duì)本次發(fā)現(xiàn)的含礦風(fēng)化殼進(jìn)行垂向分析（表3），結(jié)果表明礦化主要集中于全風(fēng)化層，部分巖體半風(fēng)化層及表土層中也有不同程度礦化，由上至下整體呈現(xiàn)“P字形”分布，礦化厚度1.4～4.8 m之間，礦化品位509.82×10-6～621.53×10-6之間。

表3 含礦風(fēng)化殼樣品分析結(jié)果表

4 含礦巖體地質(zhì)特征

4.1 巖體時(shí)空分布

本區(qū)含礦巖體年齡為花山巖體126.2 Ma（范裕等，2008）、黃梅尖巖體125.4Ma（范裕等，2008）、花園鞏巖體126.4Ma（楊一增，2015）、茅坦巖體127.7Ma。Yan et al.（2009）、周濤發(fā)等（2008）將下?lián)P子地區(qū)燕山期巖漿活動(dòng)劃分為三階段:第一階段為 147～133Ma；第二階段為 132～128Ma；第三階段為 127～123Ma，本區(qū)成礦巖體均集中于第三階段。

花山巖體、黃梅尖巖體分布于江北樅陽地區(qū)，呈北東向條帶狀展布，花園鞏巖體、茅坦巖體分布于江南貴池地區(qū)，呈北東向相鄰分布，均位于沿江A型花崗巖帶內(nèi)（圖1）。

4.2 巖石學(xué)特征

本次發(fā)現(xiàn)的礦化巖體均為花崗類，主要巖石類型為正長花崗巖（花園鞏巖體與毛坦巖體）、石英正長巖（黃梅尖巖體與花山巖體）。

正長花崗巖分布于江南，為中-粗粒至似斑狀結(jié)構(gòu)，主要礦物為鉀長石（55%～65%），斜長石（10%），石英（30%），黑云母（2%～5%），鉀長石、斜長石、黑云母呈半自形到自形，石英他形，石英和鉀長石常見顯微文象結(jié)構(gòu)。副礦物有磁鐵礦，磷灰石，榍石，鋯石。

石英正長巖分布于江北，呈中粗粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，淺肉紅色，主要由長石（鉀長石約占 70%～80%，斜長石約占10%～15%）、石英（5%～10%）和少量黑云母（<2%）組成。黑云母呈半自形片狀，粒徑0.05～0.3mm，周圍析出少量榍石，副礦物為半自形-自形的鋯石、榍石。

4.3 地球化學(xué)特征

對(duì)見礦巖體母巖主量元素分析數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，SiO2含量在67.5%～75.9%之間，平均值72.98%，TiO2在0.15%～0.49%之間，平均值0.26%，Al2O3在13.19%～16.00%之間，平均值14.06%，K2O含量在4.95%～6.00%之間，平均值5.53%，Na2O含量在3.55%～4.93%之間，平均值4.18%，CaO含量0.18%～0.92%之間，平均值0.45%，ALK（Na2O+K2O）總量在9.21%～10.93%之間，且鉀含量大于鈉（K2O/Na2O＞1），堿鋁比（NK/A=(K2O+Na2O)/Al2O3）在0.88～0.94之間，濾過飽和度指數(shù)（A/CNK=（Na2O+K2O））在0.97～1.11之間，均值1.04，為準(zhǔn)鋁質(zhì)（圖2），主量元素特征滿足Joseph B. Whalen et al. (1987)提出的以N/KA=0.85和ALK=8.5%作為判別A型花崗巖套下限值的條件。

圖2 (a)研究區(qū)巖類TAS分類圖；(b)研究區(qū)巖類K2O-SiO2圖解；(c) 研究區(qū)巖類AR-SiO2圖解；(d)研究區(qū)巖類A/NCK-A/NK圖解

見礦巖體稀土總量較高，均大于250×10-6，部分樣品稀土總量可達(dá)500×10-6以上。在稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化分布圖上（圖3a），含礦巖體表現(xiàn)為右傾LREE富集分布模式。花山、黃梅尖巖體表現(xiàn)出明顯的負(fù)Eu異常，Eu分別為0.27與0.29，花園鞏和毛坦巖體Eu分別為0.69與0.75，未見明顯的Eu異常。

在微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化圖解（圖3b）上, 曲線表現(xiàn)為右傾趨勢(shì)，相較于未見礦巖體，見礦巖體大離子親石元素Ba明顯虧損、高場強(qiáng)元素Nb、Zr、Hf相對(duì)富集。P、Sr元素顯著虧損。其余元素未見明顯異常。

圖3 研究區(qū)巖石稀土元素模式圖（a）和微量元素蜘蛛圖（b）

5 成礦遠(yuǎn)景分析

離子吸附型稀土礦形成條件十分復(fù)雜，通過對(duì)比國內(nèi)已知礦床可知，該類型礦床控礦因素主要為母巖中稀土元素的賦存狀態(tài)以及稀土礦物的抗風(fēng)化能力（張戀等，2015），此外，其成礦地質(zhì)條件還受巖石條件、構(gòu)造條件和表生條件等多種因素的控制。

5.1 母巖條件

據(jù)資料分析研究顯示，安徽省存有離子吸附型稀土礦化的地區(qū)原巖中REE的豐度一般大于150×10-6，調(diào)查區(qū)內(nèi)A型花崗巖稀土總量均大于250×10-6，部分樣品稀土總量可達(dá)500×10-6以上，含有較多榍石、磷灰石等獨(dú)立稀土礦物，可為成礦提供豐富的物質(zhì)來源，且?guī)r體巖石學(xué)、地球化學(xué)特征與省內(nèi)已知礦床（黃旭，2018；譚德興，2013）類似，均表明本區(qū)具有良好的成礦潛力。

5.2 構(gòu)造條件

區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)決定地區(qū)地貌景觀，也決定地區(qū)風(fēng)化殼的發(fā)育與保存。調(diào)查區(qū)位于長江深斷裂兩側(cè)，構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，北東向、北北東向褶皺、斷裂及其次級(jí)構(gòu)造十分發(fā)育，地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)促進(jìn)巖石破碎風(fēng)化，形成密集的細(xì)小構(gòu)造裂隙及破碎帶，游離稀土元素以水合陽離子及羥基水合陽離子的形式向下淋濾，促使稀土最大程度富集。

5.3 氣候條件

調(diào)查區(qū)屬北亞熱帶濕潤氣候區(qū)，氣候溫暖濕潤、雨量充沛、植被繁茂，排水條件良好，十分利于化學(xué)風(fēng)化作用的進(jìn)行，形成巖體風(fēng)化殼，繁茂的植被有利于風(fēng)化殼的發(fā)育并保存。

6 結(jié)論

1）通過研究調(diào)查區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的含礦巖體分布范圍、地質(zhì)特征、成巖年齡、巖石地球化學(xué)特征，顯示區(qū)內(nèi)燕山晚期A型花崗巖具有較強(qiáng)的離子吸附型稀土礦成礦專屬性。

2）通過對(duì)巖體地質(zhì)條件、區(qū)域構(gòu)造條件及氣候條件等影響成礦的因素進(jìn)行分析，結(jié)合本次調(diào)查工作發(fā)現(xiàn)的含礦巖體風(fēng)化殼，表明本區(qū)離子吸附型稀土礦成礦地質(zhì)條件良好，具有進(jìn)一步找礦的潛力。

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On Metallogenic Conditions of Ion-Absorbed REE Deposits in Anhui Section of the Middle-Lower Yangtze River Valley

XU Bo1,2HUANG Xu1,2CAI Xiao-bing1,2WANG Ke-you1,2

(1-Geological Survey of Anhui Province, Hefei 230001; 2-Anhui Institute of Geological Sciences ,Hefei 230001)

Systematic sampling and analysis for granite weathered crust in Anhui section of the Middle- Lower Yangtze River Valley indicate that REE mineralization occurs in the weathering crust of the Maotan, Huayuangong, Huashan and Huangmeijian plutons. According to ion-absorbed REE mineralization theory combined with the previous research results in isotopic chronology, mineralogy and geochemistry ,the ore-forming potential of ion-adsorbed REE deposits is good in this area.

ion-absorbed REE; granite; ore-forming conditions; middle-lower Yangtze River Valley

2021-01-07

基金來源：安徽省公益性地質(zhì)工作項(xiàng)目（2011-g-20）

徐波（1987—），男，寧夏吳忠人，碩士研究生，工程師，從事礦產(chǎn)勘查研究工作

P618.7

A

1006-0995（2021）02-0209-06

10.3969/j.issn.1006-0995.2021.02.005