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关于稀有矿产的股票:稀有矿床

2024-03-02 05:33

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弱分异自交代型稀有金属花岗岩矿床

弱分异自交代型稀有金属花岗岩矿床

弱分异自交代型稀有金属花岗岩与全分异自交代型稀有金属花岗岩在地质、成矿特征等方面既有明显相似性,又有一定差别。

弱分异自交代型,是南岭及邻区发现较早的自交代型稀有金属花岗岩矿床。由于其矿化强度和规模一般不如全分异自交代型,故工业地位逐渐为随后发现的全分异型所取代。但部分弱分异自交代型矿床(如上堡等),其矿化强度和规模并不亚于那些剥蚀深度较大的全分异自交代型矿床。另外,弱分异自交代型花岗岩体的出露面积通常大于全分异自交代型花岗岩体,在地形地貌条件合适的情况下,更易于形成有重要工业意义的冲积砂矿,如派坛砂矿等。可见,从储量和工业意义上来说,该类型矿床也是不可忽视的。

到目前为止,本区已发现的弱分异自交代型稀有金属花岗岩矿床(点)有十余处,勘探和研究程度均不高,仅505、501、玉环、沙尾、旱叫山和上堡6处积累的实际资料相对较多。下面的论述,即述6个矿床(点)为基础。

一、弱分异自交代型花岗岩体的构造产状和岩石矿物

弱分异自交代型花岗岩体多为小规模的岩株,一般出露面积为6~30km

2

,个别也有大型岩株(505的那琴岩体)和岩基(南昆山岩体)。就岩体规模而言,弱分异自交代型花岗岩体普遍较全分异自交代型花岗岩的钟状岩体部分为大(图3-1;表3-1)。

弱分异自交代型岩体,常常具水平方向的不完整环状岩性-结构分带,即一般所称的“岩相带”。对比各个岩体的岩相分带可知,主要岩相带有两个:其一为内部相,包括各个具体岩体所称的“中心相”、“过渡相”;其二为边缘相,包括各个具体岩体所称的“边缘相”、“边缘岩枝相”和外接触带的“岩脉”等。内部相和边缘相之间均为渐变过渡关系。稀有金属主要赋存和富集在边缘相,尤以边缘岩枝和外接触带岩脉为最佳。

与全分异自交代型花岗岩体的相带相比较,有以下4点区别:①全分异型以垂直方向的岩相带为主,而弱分异型以水平方向的岩相带为主;②全分异型相之间界面(线)清晰突变,显示在液态熔融体时已分离呈不混溶的物理-化学相,而弱分异型的内部相和边缘相为渐变过渡关系,是正常结晶和交代结晶的结果;③弱分异型虽也出现熔离的似伟晶岩,但发育不完整,构造位置也不稳定,相“渗透”现象突出;④全分异型的顶部标志相齐全完整,弱分异型除见晚期含矿岩脉之外,其他标志不明显。上述4点充分说明两者之间在分异程度上的差别,并因此把它们划分为两个类型。分异程度的差别可能与自交代岩浆的组分和所处构造环境不同有关。

图3-1 弱分异自交代花岗岩体产状型略图

表 3-1 弱分异自交代型花岗岩体特征

弱分异自交代型花岗岩体侵入的地层有寒武系、奥陶系、泥盆系、石炭系和二叠系,其岩性有片岩、千枚岩、砂岩、页岩和灰岩等。无论围岩的时代、岩性如何,岩体内部构造和含矿性等均不受明显影响(围岩为灰岩时铍矿化多出现于外接触带)。这些与全分异型是相似的。

弱分异自交代型花岗岩体各相带的岩石矿物含量见表3-2。

表3-2 各矿床(区)岩石的造岩矿物单位:%

注:①微斜长石包括钾长石、微斜纹长石、正长石,含量为合量;②斜长石包括奥长石、钠奥长石、去钙钠长石等,含量为合量;③钠长石专指板条状、小板条状晶形者,An0~5;④*值为由物相分析结果换算而得。

内部相岩石类型为花岗岩、黑云母花岗岩、电气石二云母花岗岩、二云母钠长石花岗岩和钠长石花岗岩等。按国际分类,多属花岗岩,少量属碱长花岗岩(图3-2)。岩石结构基本上是中粒似斑状,少部分为中粗粒和中细粒。岩石中云母含量不高,一般3%~5%,个别可达6%~7%,特征是既有黑云母又有白云母,形成二云母花岗岩和含二云母花岗岩。另外,少数岩体(那章等)出现黑鳞云母;少数岩体出现钠长石,即低牌号(An0~5)小板条状钠长石,但含量有限,一般为2%~7%。与全分异自交代型花岗岩相比,内部相岩石大体相当于母体相岩石,但内部相岩石基性程度更高,表现为斜长石含量高而云母、钠长石、石英含量低,黄玉等挥发组分矿物少见。

图3-2 弱分异交代型花岗岩岩石类型(据国际分类法)

边缘相 岩石类型有花岗岩、黑云母花岗岩、黑鳞云母钠长石花岗岩、白云母钠长石花岗岩及锂云母钠长石花岗岩等。按国际分类(图3-2)多属正长花岗岩和碱长花岗岩。多为细粒结构,部分为中细粒和似斑状结构,自交代结构已普遍存在。岩石中的云母含量仍不高(3%~5%),个别(上堡局部)可达7%~10%。云母多是黑鳞云母和白云母(),个别出现锂云母(,上堡)。仅有的云母化学全分析成果及分子式计算见表3-3。岩石中自交代生成的钠长石普遍,含量为10%~30%。与全分异自交代型花岗岩相比,边缘相岩石大体相当于C-1带,个别接近C-2带。

从内部相到边缘相,岩石的变化大体是:结构由中粒到细粒,自交代结构可见率增多;类型由花岗岩到正长花岗岩与碱长花岗岩并重;云母含量变化不大,但种属变化明显,即由黑(白)云母到黑鳞云母,甚至出现锂云母;钠长石含量增加,由少量(2%~7%)到中等(10%~30%)。这种趋势与全分异自交代型花岗岩的母体相到自交代相的变化基本一致,但仅相当于全分异型的“初级”阶段。

晚期岩脉,一般为钠长石花岗岩脉和黑鳞云母钠长石花岗岩脉,岩石属碱长花岗岩。钠长石含量为20%~40%,云母为黑鳞云母和其他变种云母,含量变化较大(2%~10%)。晚期岩脉岩石大体相当于全分异自交代型花岗岩自交代相的 C-2 带岩石。这种岩脉一般矿化较好,仅仅因规模有限往往不具工业意义。个别矿区如旱叫山,是矿体的重要组成部分。

表3-3 及母化学成分云晶体化学式

表3-4 岗分异自交代型花弱岩石化学成分(w

B

)和相关参数

二、弱分异自交代型花岗岩的岩石化学

弱分异自交代型花岗岩的岩石化学组成及特征参数见表 3-4。

按酸-碱度的岩石化学分类,内部相岩石属正常花岗岩与碱长花岗岩过渡类型; 边缘相岩石以碱长花岗岩为主。内部相至边缘相的变化为碱性增强 ( 图3-3) 。

图3-3硅-碱岩石类型

按里特曼指数即碱度指数的岩石化学分类,内部相和边缘相岩石均属正常太平洋型即钙碱性岩石,仅边缘相岩石的里特曼指数(δ)普遍略高于内部相(图3-4)。

与黎彤的中国花岗岩平均值相比,弱分异自交代型花岗岩(包括内部相和边缘相)具有如下特点:①硅、钠、钾、氟高,即酸性程度、碱性程度和挥发组分高于中国花岗岩平均值;②钛、铁、镁、钙、磷、铝等组分含量低,即基性程度低于中国花岗岩平均值。

图3-4 硅-碱-里特曼指数岩石类型图中数据为里特曼指数δ值

弱分异自交代型花岗岩内部相与全分异自交代型花岗岩母体相岩石化学组分相似,但仍表现出如下差异:除个别岩体之外,前者一般硅、钾、钠和高价铁含量高些,铝和钛低些,即内部相岩石的酸性、碱性要高些而铝钛低些。

弱分异自交代型花岗岩边缘相与全分异自交代型花岗岩自交代相岩石化学组分接近,特别近似于C-1带岩石,但仍有如下差别:边缘相岩石相对富钛、铁、镁、钙、钾等组分而相对贫铝、锰、水和磷等组分,即基性程度、碱性程度(主要是钾)要高而铝锰低,酸性程度基本一致。

从内部相至边缘相,其岩石化学组分变化是:铝增高而硅降低;钠增高而钾略降;氟增高而水降低;锰和镁增高而钛和铁降低。总之,碱性程度增高(主要是钠增高)而酸性程度降低,铝和锰量增高而基性程度降低。岩石化学组分的上述变化,与全分异自交代型花岗岩母体相至自交代相的组分变化大体相当。

三、弱分异自交代型花岗岩的副矿物

弱分异自交代型花岗岩的副矿物有40余种,总含量为100~600g/t(除去参与造岩矿物中的萤石、黄玉和电气石)。以富含铌和钽及挥发组分矿物而贫铁、钛、稀土元素及锆等矿物为特征。各矿床(区)相关岩石的副矿物组合含量见表3-5。

上述副矿物按出现率和相对含量可分为4组:第一组属出现率和相对含量较高者,包括铌铁矿族矿物、细晶石、独居石、萤石、黄玉、磷钇矿、锆石和锡石;第二组为出现率和含量中等者,包括铌铁金红石、褐钇铌矿、铌钇矿、电气石、辉钼矿、石榴子石、磷灰石和黑钨矿;第三组为出现率和含量低者,包括钇易解石、泡铋矿、金红石、钛铁矿、白钛矿、榍石、硫化物、复稀金矿和方钍石;第四组属偶见矿物,绿柱石、黑稀金矿、烧绿石、磁黄铁矿和白钨矿。

比较不同相带的副矿物可知:铌铁矿族矿物、细晶石、独居石、变种锆石、萤石、黄玉等主要分布和富集在边缘相;褐钇铌矿、普通锆石和电气石等主要分布在内部相;其他副矿物资料甚少,分布情况尚不明确。

与全分异自交代型花岗岩相比,弱分异自交代型花岗岩内部相的副矿物组合和含量大致相当于全分异型的母体相,但铌铁矿、黄玉、萤石等含量要低些,并可出现电气石的富集(玉环),这是全分异型母体相中所未见到的现象。弱分异自交代型花岗岩边缘相的副矿物组合和含量大致相当于全分异型自交代相的C-1带,但铌铁矿族矿物含量也相对低些。个别矿床(区),如上堡,其外带岩脉的副矿物组合含量可达自交代相C-2带甚至C-3带的水平。

铌钽矿物主要是铌铁矿族矿物,次为细晶石。个别地区也见以细晶石为主(上堡)和以钽钇矿()为主(沙尾)。其他铌钽矿物尚见铌铁金红石、褐钇铌矿、铌钇矿、复(黑)稀金矿、钇易解石、烧绿石等。从内部相至边缘相,铌钽的矿化富集序列为褐钇铌矿→铌铁矿族矿物→细晶石。铌钽矿物为弱分异自交代型花岗岩最主要的副矿物,其含量占副矿物总量的17%~86%。

铌铁矿族矿物呈板状、柱状、针状和焦状晶形,粒度0.06~0.19mm,常与细晶石连生及包裹于云母、钠长石、石英之中或分布在上述矿物粒间。出现的变种有锰铌铁矿、锰钽铌铁矿、铁钽铌锰矿、铁铌锰矿和钽铌锰矿。从内部相至边缘相矿物略显铁和铌含量减少而锰和钽含量增加。各矿床(区)铌铁矿族矿物特征见表3-6。

表3-5 弱分异自交代型花岗岩的

副矿物种类及含量单位:g/t

表3-6 各矿床(区)铌铁矿族矿物特征

细晶石以八面体晶形为特征,粒度为0.08~0.2mm,常与铌铁矿族矿物及锡石共生,矿物含Ta

2

O

5

50.22%~69.35%,含Nb

2

O

5

4.45%~10.41%。各矿床(区)的细晶石矿物特征见表3-7。

稀土矿物以独居石为主,个别矿床(沙尾)以磷钇矿为主。此外,尚出现一些含稀土元素的铌钽酸盐矿物。弱分异自交代型花岗岩中一般稀土元素矿物含量较低(<50g/t),但也有富集成独立矿床的,如沙尾矿床(区)。

锆铪矿物含量通常不大于20g/t,以普通锆石为主,也出现含铪锆石甚至富铪锆石。各矿床(区)的锆石矿物特征见表3-8。

表3-7 各矿床(区)细晶石矿物特征

表3-8 各矿床(区)锆石矿物特征

钛铁矿物钛矿物含量一般小于1g/t,以锐钛矿、钛铁矿、白钛矿、金红石形式出现。铁矿物主要是磁铁矿,量少。

挥发组分矿物以黄玉和萤石为主,个别矿床(区)出现较多电气石(玉环)。

除上述矿物之外,弱分异自交代型花岗岩中也出现含铌钽的锡石,但含量少。各矿床(区)的锡石矿物特征列见表3-9。

表3-9 各矿床(区)锡石矿物特征

四、弱分异自交代型花岗岩的稀有及微量元素

除铌和钽之外,其他稀有和微量元素的研究成果甚少。下面仅就有限资料,粗略地论述弱分异自交代型花岗岩稀有和微量元素的地球化学特征。

各弱分异自交代岩体的稀有和微量元素含量及有关参数见表3-10。

与酸性岩浆岩中相应元素丰度(维氏值)相比,弱分异自交代型花岗岩中的稀有和微量元素可分为如下几组:①明显富集的元素组有Nb、Ta、Li;②明显贫化的元素为Zr;③Rb、Cs、Be、W、Sn、U、Th等元素的测试资料少,初显属富集元素。

弱分异型和全分异型相似,均以富含稀有金属、钨和锡、铀和钍等但贫锆为特征。

比较弱分异型内部相岩石与全分异型母体相岩石的稀有和微量元素的含量可知,弱分异型内部相岩石的铌、钽、锆、钍等相对较低,钨、锡和铀等含量相对较高,锂含量基本一致。弱分异型边缘相岩石与全分异型自交代相C-1带岩石相比,结果基本同上,仅个别地区,如上堡,其Li、Rb、Cs含量高于全分异型自交代相C-1带岩石。

比较弱分异型内部相与边缘相岩石的稀有和微量元素含量变化可知,铌和钽为边缘相富集元素;锂分布不规律,有时见边缘相富集,也有残留于内部相中的;锆明显残留于内部相,向边缘相贫化;少数资料显示,铀有边缘富集的现象,钨和锡有边缘贫化现象,钍变化不大。

铌和钽是弱分异自交代型花岗岩的特征成矿元素,主要富集成矿于边缘相。Nb

2

O

5

的成矿率为14.76%~85.87%,多数为40%~60%。Ta

2

O

5

的成矿率为32.56%~80%,多数为45%~80%。铌和钽的成矿率略低于全分异型。主要分散铌和钽的矿物为云母,次为长石和石英。各矿床(区)铌和钽的分配情况见表3-11。除此而外,铌在内部相的绝对富集系数(实测值/维氏值)为1.85%~3.45%,而边缘相对内部相的相对富集系数为1.02%~1.52%,可见岩浆的生成作用主要是铌的富集作用,相带形成作用仅是锦上添花;钽在内部相的绝对富集系数为1.43%~6.00%,而边缘相对内部相的相对富集系数为1.36%~4.12%(个别达12.25%),绝对富集系数与相对富集系数接近,说明岩浆生成和相带形成作用均是钽富集的主要作用。再比较边缘相中铌与钽的绝对富集系数,铌为1.65%~5.25%,钽为3.71%~19.14%(个别达28.00%),显然钽的富集系数大于铌。上述诸点,与全分异型基本一致。岩浆的生成作用是铌和钽的富集作用,而相带的形成作用主要是钽的富集作用。铌和钽主要赋存于铌铁矿族矿物内,次为细晶石和铌铁金红石等,部分形成含铌和钽的锡石。

表3-10 各矿床(区)稀有及微量元素含量(w

B

)及特征比值

表3-11 各矿床(区)铌钽的分配情况

锂、铷、铯研究资料甚少,是否为弱分异自交代型花岗岩的特征成矿元素尚不明确,但锂的富集现象是明显的。个别矿床(区),如上堡,其边缘相显著富集锂、铷、铯,可作为铌和钽的伴生组分,甚至有独立工业意义。据对上堡、旱叫山、501矿床(区)的研究,锂、铷、铯主要赋存在云母中,其含量Li

2

O为1.61%~4.19%,Rb

2

O为0.84%~1.166%,Cs

2

O为0.199%。

铍研究资料更少。501、505、旱叫山等矿床(区),见铍呈绿柱石存在于囊状似伟晶岩、囊状云英岩、石英脉及裂隙中。

锆和铪锆显然不是弱分异自交代型花岗岩的成矿元素,但部分矿床(区)出现少量含铪锆石。

综上所述,弱分异自交代花岗岩型稀有金属矿床,主要是铌钽(特别是钽)矿床,工业矿物为铌铁矿族矿物,个别为细晶石和钽钇矿(),偶尔伴生锂、铷、铯。这些与全分异自交代型相似,仅矿化强度不及全分异型。

五、弱分异自交代型花岗岩的成因问题

弱分异自交代型花岗岩,在岩体构造产状、物质组成等方面均与全分异自交代型花岗岩相似,因而,其成因也应该是相近的,即均属陆壳重熔岩浆侵入型花岗岩或断裂再生改造型花岗岩。

弱分异自交代型花岗岩与全分异自交代型花岗岩的成岩成矿过程主要差别是,自交代岩浆侵入定位后随着温度降低,弱分异自交代花岗岩浆的液态分离现象微弱,仅从岩浆期的正常结晶分异到岩浆晚期的交代结晶分异即完成了主要成岩成矿过程。因而,弱分异自交代花岗岩型稀有金属矿床,应属岩浆晚期交代结晶矿床。

弱分异型的分异程度不及全分异型,地质历史中的稳定程度也不及全分异型,这可能与自交代岩浆组分差异有关,并因此决定了弱分异型的矿化强度不如全分异型。

弱分异自交代型花岗岩的稀有元素富集成矿部位与交代结晶发育部位一致,即位于边缘相,特别是边缘岩枝和外带岩脉中。

矿物型稀土及稀有金属砂矿床

稀土元素和其他元素结晶生成独立矿物,如独居石、磷钇矿、褐钇钶矿、锆石等矿物,这些矿物成为岩石的组成成分,一般难得和其他矿物分离,不值得利用;但岩石经受风化,这些矿物解离出来后形成矿床,称矿物型稀土矿床,其分布与风化壳离子吸附稀土矿床有些相同,所不同者为矿物型稀土矿物还可经河流搬运,形成冲洪积型砂矿层,分布于现代河床河漫滩或古河床阶地中。富含铌、钽、铪等稀有金属元素的矿物,铌钽铁矿、含铪锆石等富集形成砂矿床,称稀有金属砂矿床,与前者矿物型稀土共生,故本节对它们的风化壳砂矿床一并论述。

一、资源概况

广西矿物型稀土矿,属风化壳型砂矿产地14处。其中,大型矿床(姑婆山、五二○)2处,中型矿床(花山、石玉)2处,小型矿床6处,其余为矿点。

1)桂东北地区花岗岩风化壳型砂矿床,有贺县姑婆山、里松、桂岭褐钇钶矿;钟山县花山独居石砂矿床等。

2)桂东南地区风化壳型砂矿有北流市五二○含铪锆石、北流石玉磷钇砂矿,陆川县沙坡乡白马磷钇矿。

二、已知矿床的矿源体

1.贺县姑婆山褐钇钶矿矿源体

姑婆山褐钇钶矿床的矿源体,为燕山早期第三次侵入的姑婆山复式花岗岩体,岩体形成时代同位年龄锆石U-Pb法为141Ma,黑云母Rb-Sr法153Ma 212Ma,大约相当早-中侏罗世。广西境内出露面积678km

2

,北部延入湖南境内,岩体侵入寒武系、泥盆系及石炭系中,西南外接触带有矽卡岩化、大理岩,东北具角岩化。接触带蚀变宽度0.5 2km。

姑婆山花岗岩体是一个复式岩体,由三次先后侵入而成,第一次侵入为中粒斑状和中粗粒(多)斑状黑云母二长花岗岩;第二次岩体侵入第一次,两者为侵入接触关系,为粗粒和粗粒斑状黑云母二长花岗岩;第三次为小岩株、岩墙、岩脉(广西区调队称补充侵入体)。各次侵入体的岩石矿物成分及百分含量如表7-12。

表7-12 姑婆山岩体各次侵入体岩性特征表

从表7-13可以看出,含稀有、稀土矿物有规律富集在不同期次侵入期岩石中,以第二次侵入的岩体中褐钇钶矿最富,故风化壳砂矿床多富集于该岩带(相)的风化壳中,即富集于矿区和部分等岩相带中(见图7-1)。从岩石化学成分特征表7-12看,姑婆山岩体第二次侵入岩石化学成分均为硅酸过饱和强碱性、过碱性的花岗岩≥1时,褐钇钶矿富集,岩体风化壳中更富集而形成风化壳型砂矿床。

表7-13 姑婆山岩体各次侵入体岩性特征表

基岩REO 0.038%0.050%,平均0.043%,略高于广西其他地区花岗岩。

2.北流市五二○含铪锆石矿矿源体

北流市隆盛含铪锆石的成矿母岩为浅色隐条痕混合岩及浅色混合花岗岩组合,根据广西区调队采锆石U-Pb法测得年龄值为367Ma 440Ma,为加里东期。

浅色混合岩呈灰白,浅灰色隐条痕状主要由斜长石、微斜长石、石英等组成,基体与脉体肉眼无法分开,表现在呈细粒变晶结构,长英矿物聚集分布,钾长石、白云母、蠕石英钠长石交代现象普遍,局部尚保留层状构造,空间上与北流市隆盛地区寒武系第三组浅粒岩分布位置一致,常与混合质浅粒岩互相递变包裹。副矿物有石榴子石、矽线石、角闪石半自形结构。矿物主要由石英、矽线石、微斜长石等组成,变质矿物有石榴子石、矽线石,副矿物有独居石、含铪锆石、普通锆石、磷钇矿、磁铁矿、金红石、电气石等。

成矿有关的母岩岩性特征对比如表7-14。主要含矿特征:

1)随着混合岩化作用加强,独居石、含铪锆石、锆英石、磷钇矿等有重结晶富集趋势,隐条痕状混合岩含铪锆石为低量,普通锆石3.82g/t,独居石为低量;混合花岗岩中含铪锆石为高量,普通锆英石4.31g/t同时出现伴生辉铋矿、辉钼矿、泡铋矿等。

表7-14 广西风化壳离子吸附型稀土矿成矿预测区特征表

2)含铪锆石仅分布隐条痕状混合岩和混合花岗岩中。矿区外围上礼垌混合花岗岩中尚含铬铁矿(0.1g/t)。

3)稀有、稀土元素Y,La,Yb,Nb在浅色隐条痕状混合岩中丰度较高,同时在钠化作用下,含稀土及稀有矿物含量增高。

浅色隐痕状混合岩岩石化学成分(%):SiO

2

75.82,TiO

2

0.1,Al

2

O

3

12.81,Fe

2

O

3

2.08,FeO 1.64,MnO 0.02,MgO 0.52,CaO 1.05,Na

2

O 4.47,K

2

O 2.52。

浅色混合花岗岩岩石化学成分(%):SiO

2

74.32,Al

2

O

3

13.92,Fe

2

O

3

0.42,FeO 1.19,MnO 0.01,MgO 0.31,CaO 0.57,Na

2

O 3.52,K

2

O 4.80。

基岩稀土∑REO 0.0139%0.771%。

3.花山独居石矿床矿源体

花山独居石矿矿源体为燕山早期第三次侵入花岗岩,即离子吸附稀土矿床产出的岩体。

成矿母岩为黑云母二长花岗岩,岩体划分三个相带:内部相为粗粒、粗粒斑状黑云母,过渡相为中粒、中粒斑状黑云母花岗岩,边缘相为细粒、细粒斑状黑云母花岗岩。主要造岩矿物成分与姑婆山花岗岩体相似,不同在于石英含量内部相20%50%—过渡相23%35%—边缘相30%。副矿物有磁铁矿、钛铁矿、锆英石、独居石、磷钇矿、石榴子石、锡石、黑钨矿、白钨矿、方铅矿、榍石、褐帘石、褐钇铌矿(微量)、钽铌铁矿(微量)、黄金等。

岩石化学成分(%):SiO

2

72,TiO

2

0.34,Al

2

O

3

13.31,Fe

2

O

3

0.85,FeO 2.43,MnO 0.05,MgO 0.33,CaO 1.47,Na

2

O 3.33,K

2

O 4.8,H

2

O+0.48。

三、矿床简介

1.贺州市七二五褐钇钶矿床

(1)矿床位置及规模

矿床在贺州市里松乡东,即萌渚岭之姑婆山东侧。地理坐标:东经111°32′~111°50′;北纬24°30′~24°44′。为花岗岩风化壳型褐钇钶矿[(Y,Er)(Nb,Ta)],伴生独居石、磷钇矿矿床,附近里松乡桂岭乡一带尚有河流冲积型砂矿床。姑婆山探明褐钇钶矿及伴生独居石均达到大型规模。

(2)矿床地质特征

详见图7-7。成矿母岩为燕山早期第三次侵入体,侵入早期的姑婆山花岗岩,第二亚次粗粒、粗粒斑状黑云母二长花岗岩。

图7-7 贺州市姑婆山褐钇钶矿床示意图

保存于三级剥蚀面上的风化壳为花岗岩经风化作用后的花岗岩顶部的风化带,多保存于Ⅰ、Ⅱ级古老夷平面之上。由上而下,垂直剖面可划分为全风化带、半风化带、微风化带,三带总厚30~50m。而保存于一、二级剥蚀面上的新风化壳厚3~7m。

风化壳型褐钇钶矿砂矿床分布于第二亚次花岗岩风化壳中,即姑婆山岩体北部及东北部,富矿带与第二亚次侵入花岗岩分布基本一致,含矿面积49.7km

2

。共圈定了273个矿体,其中0.55~1km

2

有18个,最大的石人洞矿体面积为1290.8万m

2

。最主要10个矿体(表7-15),单个矿体面积24.3~1290.8万m

2

,平均单个矿体厚度1.39~6.23m,平均褐钇钶矿品位20~50.31g/m

3

;平均独居石品位4~46 g/m

3

,平均锆英石品位52~149g/m

3

;埋深0.03~0.81m。风化壳具垂直分带现象,褐钇钶矿含量与风化程度成正比;残坡积层中最富,铌钽元素明显变化,稀土品位有淋失,而富集下部风化壳及半风化壳中。而独居石、磷钇矿、锆英石化学性质稳定,无明显富集或贫化现象。

表7-15 姑婆山岩体各次侵入体岩性特征表

褐钇钶矿[(Y,Er)(Nb,Ta)O

4

]单矿物化学分析结果(%):Y

2

O

5

30.73~38.31,Nb

2

O

5

37.73~47.04,Ta

2

O

5

0.99~3.21,U

3

O 83.87~7.77,ThO

2

0.52~3.1,[Ce]

2

O

3

1.1~8.13,Al

2

O

3

0.55~2.51,Fe

2

O

3

0.59~3.42,其他MgO,CaO,MnO均低于0.8%。但富矿带的褐钇钶矿呈暗色,晶体粗大,贫矿带则呈浅白色,晶体细长。

姑婆山花岗岩风化壳各矿段查明有含矿面积49.7km

2

,平均厚度2.84~6.08m,埋深0.04~0.24m,平均品位褐钇钶矿69~74 g/m

3

、独居石11~18 g/m

3

、锆英石139~181g/m

3

、钛铁矿103~116g/m

3

。探明为大型矿床。

2.北流市隆盛五二○砂矿床

(1)位置及规模

矿区位于北流市南东23km,隆盛圩西侧。矿区地理坐标:东经110°25′00″~110°25′00″;北纬22°30′00″~22°33′00″。矿床范围东起隆盛至广麻,西自大塘底至大坑村,东西长2~6km,南北长18km。矿区面积46km

2

。以风化壳型砂矿为主,含铪锆石矿床为大型规模。

(2)矿床地质

该矿床的成矿母岩为浅色混合岩。地貌属低山丘陵,矿区均位于200m标高以下,岩体顶部风化壳发育,一般厚18~40m,局部可达60m。共有11个矿体,各个矿体厚度6.25~21.49m,含铪锆石品位200~500g/m

3

,单工程最高达702.96g/m

3

,伴生普通锆英石70.34g/m

3

,独居石55.45g/m

3

,矿区北部H2、H4两个矿体含铪锆石品位最富,平均品位分别为414.33g/m

3

和413.37g/m

3

,而南部H7号矿体平均品位偏低,仅346.02g/m

3

。伴生磷钇矿一般矿体平均品位30~184.2g/m

3

,个别可达687.08g/m

3

,较大的Y3号矿体品位较富达184.42g/m

3

含铪锆石的化学成分(%):Hf 2、Zr>10,Y 1、SiO

2

>10,Al 0.2、V 0.233,La 0.01,Sn 0.04,Pb 0.01,Fe 0.566,Ti 0.05,Mn 0.001,Yb 0.6333,Cu 0.001,Mg 0.02,Ga 0.2,Cr 0.0133,Co 0.0266,Be 0.0003。

矿床经广西第六地质队详查,已探明含铪锆石矿物储量达大型矿床。同时探明伴生磷钇矿、独居石、普通锆英石等可综合利用。

3.石玉磷钇矿、独居石砂矿床(稀土矿物)

(1)位置及规模

该矿床位于北流市六麻乡石玉村一带,地理坐标:东经110°26′00″~110°29′30″;北纬22°22′20″~22°27′30″。矿区内有六麻河流入北流江后汇入容江西江;丽江流经陆川米场、白马、马坡,汇入南流后注入北部湾;九洲江流经陆川和平、县城、大桥、良田、文地后,由湛江入海。砂矿主要赋存于花岗岩风化壳和各条河流的阶地及河床中。属中型规模。

(2)矿床地质特征

矿区出露元古宙云开大山片麻状花岗岩,加里东期片麻状花岗岩、混合花岗岩和燕山期陆川花岗岩,燕山晚期为安山岩、凝灰岩等,矿物来源于花岗岩类及火山岩中副矿物,有磷钇矿、独居石、锆英石、钛铁矿、磁铁矿、褐钇矿、复稀金矿(中科院1961年发现),电气石、绿帘石等,风化后形成风化壳型砂矿及冲积型砂矿。现将石玉一带各类花岗岩出露地表风化壳中副矿物含量统计如表7-16,表中以二云母花岗岩、白云母花岗岩含矿性较好。

母岩受到热液蚀变,出现石英—电气石脉及伟晶岩脉穿插的地段,磷钇矿品位均大于50g/t,矿层厚度受地形地貌控制,一般山顶薄,缓坡丘陵较厚。

该矿床包括风化壳型和冲积型砂矿两类。

1)风化壳型砂矿:包括石玉、新平石碗等矿段;石玉矿段含矿面积5.8km

2

,矿层(风化壳)厚平均12.7m,矿体呈层状,随山坡地形起伏、连续、稳定,南北略变薄,平均品位:磷钇矿80.9g/m

3

、独居石136g/m

3

、锆英石101g/m

3

表7-16 石玉矿区各类花岗岩风化壳含矿性统计表

新平矿段含矿面积3.5km

2

,平均厚9.5m,矿体呈层状、似层状,东部为低山,西部为丘陵,矿体厚度由东到西变薄,品位有由东到西变富。平均品位:磷钇矿51g/m

3

、独居石98g/m

3

、锆英石86g/m

3

石碗矿段含矿面积4.9和1.9km

2

,厚3.1~16.7m,平均11.4m。处于低山丘陵之上,东北高,厚度小,西北低,厚度大,但品位略低。平均品位磷钇矿34g/m

3

、独居石95g/m

3

、锆英石92g/m

3

2)冲积型砂矿:矿体沿六麻河、丽江、九洲江河谷及阶地分布,矿体形态愈靠下游愈稳定,品位纵向变化总趋势上游富下游贫,矿体厚度近河床大,向两侧尖灭。可划分为端寨、牛皮滩、六麻、良村等10多个矿段,长1500~4000m,宽150~700m,厚4.5~6.2m,平均品位:磷钇矿65.7~88.8g/m

3

,独居石205~263g/m

3

、锆英石250~289g/m

3

。六麻河等水系冲积型砂矿资源量均为中、小型规模,但大多风化壳型矿床和冲积型砂矿床共生。

4.成矿模式

(1)矿床的形成

矿物型稀土矿床的形成过程,是富含稀土的花岗岩、混合岩、混合花岗岩等矿源体,在外营力地质作用下,产生机械风化、化学风化作用,富含稀土的副矿物、稀有金属矿物等可以和岩石中的其他矿物离解出来,形成可用的风化壳矿床。如果风化壳再经剥蚀、流水搬运迁移,可形成冲积型砂矿床。

(2)成矿模式

和离子吸附型稀土矿床相似。

四、成矿预测

1.风化壳矿物型稀土、稀有金属矿床矿源体

风化壳矿物型稀土及稀有金属矿床的矿源体与离子吸附型矿床的矿源体几乎一致,唯有含铪锆石砂矿床的形成与混合岩组合更为密切。故本节不再赘述。

2.成矿区划分

参照第一节划分,不再赘述。

3.成矿预测

根据风化壳离子吸附型稀土矿成矿特点、找矿信息,结合广西对这类矿床的工作程度,确定找矿潜力,将预测区划分为A,B二类两个预测区:

A类预测区:成矿地质条件好,找矿信息多,找矿标志明显,地形地貌有利,已发现有矿床(点)且有扩大找矿潜力,可作为进一步普查、详查的区域。

B类预测区:成矿地质条件好,找矿信息较多,有一定找矿标志。地形地貌有利,可作为普查和资源调查的选区。

A类:云开大山预测区(与图版Ⅵ中离子吸附稀土的A

3

,B

1

预测区相连的区域)

地质构造上位于云开隆起西侧,成矿母岩以加里东期浅色混合岩、均质混合岩及混合花岗岩为主,其次是燕山期二长花岗岩,基岩稀土丰度稍高,普通风化壳中含有稀土及稀有元素的副矿物,如独居石、磷钇矿、含铪锆石、普通锆石钍矿等。河流重砂异常高达一、三级,且已发现大型风化壳型含铪锆石砂矿床1处,中小型独居石磷钇矿砂矿床2处,矿点多处。该区除了有岩体顶部风化壳型砂矿床外,在附近常常伴生有河流冲积型砂矿床。属低山丘陵地形,沟谷发育,对寻找矿物型砂矿有一定潜力。

B类:花山—姑婆山预测区(与图版Ⅵ中离子吸附稀土的A

1

预测区相同)

地质构造上位于桂东北凹陷区内,包括花山—姑婆山一带,与A1离子型稀土矿预测区一致。成矿地质条件好,成矿信息多,该区已发现花山独居石砂矿床(大),和里松姑婆山褐钇钶矿砂矿床(中)2处,小型铌钽铁矿砂矿及褐钇钶矿砂矿各1处,矿点6处。该区河流重砂异常二、三级,以独居石、磷钇矿、锆石、褐钇钶矿、铌钽矿等为主。地形地貌属中-低山及丘陵,风化壳发育,有利于寻找矿物型稀土及稀有金属砂矿床。

鉴于桂东南地区中生代中酸性岩风化壳钛铁砂矿床的地质勘查及矿山开采进行的早,其中共生或伴生的离子吸附型稀土矿床发现的晚,矿山开采以来一直只回收钛铁矿,共生或伴生有稀土的那些矿床,稀土就白白丢了。说不定丢了的稀土的经济价值还大于钛铁砂矿,十分可惜。故建议如下:

1)新开展地质勘查工作的钛铁矿床,对其中是否有离子吸附型稀土要进行综合评价。

2)已经作过地质勘查的矿床,开采前应补作离子吸附型稀土的评价工作。有稀土共生或伴生的矿床,开采应综合回收利用。

3)已经在开采的矿床,要对矿床内是否共生或伴生离子吸附型稀土进行检查;有稀土共生或伴生的那些矿床,对稀土要加以回收,不得任其流失不管;并以特殊情况向有关部门申请稀土销售指标,使回收的稀土能销售出去。

中国稀有稀土金属矿床的时空分布

中国稀有稀土金属矿床广泛分布在全国各地。从矿床形成时代看,从太古宙直到现代。主要的分布地区有新疆阿尔泰、天山南缘、西昆仑、柴达木盆地、川西、滇西南、内蒙古北部、辽吉地区、秦岭南缘、鲁东南、南岭及其邻区、东南沿海地区。全国稀有稀土金属矿床的空间分布示于图10-3。

我国内生稀有稀土矿床形成的同位素地质年龄示于表10-9,矿床产出的大地构造位置示于表10-10。从表10-9和表10-10列出的资料可知,内生稀有稀土矿床的时空分布与矿床类型有关。第二节中对矿床类型作了详尽描述,其中重要的内生矿床类型是与碱性岩-碳酸岩有关的矿床和与酸性岩有关的矿床。在这两大类矿床中,碱性岩-碳酸岩型、花岗岩型和花岗伟晶岩型三类矿床在内生矿床中又为数最多、矿量最大、研究最详。下面有关矿床时、空分布特征的描述多以这三类矿床为例。

图10-3 稀有稀土金属矿分布图

表10-9 中国内生稀有稀土矿床的同位素年龄

续表

续表

表10-10 中国内生稀有稀土金属矿床的大地构造位置

续表

续表

表10-9列出的我国这几类矿床的形成时代从元古宙直到喜马拉雅期。内蒙古乌拉山-大青山等地产出有太古宙花岗伟晶岩,但这些伟晶岩的稀有稀土矿化极其微弱,在矿产储量平衡表中几乎不占什么位置,表中没有将其列入。

由表10-9资料可知,碱性岩或碱性岩-碳酸岩型矿床的成矿时代较多。内蒙古白云鄂博Nb-REE矿床有多组同位素年龄——中元古代、加里东期及海西期。矿床地质地球化学研究得知(Yuan Zhongxin,Bai Ge et al.,1992),矿床的主要成矿期是中元古代。以后几期矿化表现为原已定位的成矿物质在热动力作用下的再分配。另一知名矿床是四川冕宁牦牛坪REE矿床,具有喜马拉雅期的成矿年龄。这一类型矿床的多数具有海西—印支期的成矿年龄,如湖北庙垭,陕西黄龙铺和华阳川,辽宁赛马,四川路枯、茨达、太和等,成矿年龄介于181~283Ma之间。中元古代和海西—印支期是我国碱性岩-碳酸岩型矿床最重要的两个成矿期。研究我国碱性侵入岩的形成时代得知,海西—印支期也是我国碱性侵入岩重要的成岩期(Yuan Zhongxin and Bai Ge,1988)。

花岗岩型矿床,包括赋存在花岗岩体内的矿化花岗岩、云英岩和石英脉,它们多见于南岭及其邻区,成矿年龄几乎全属燕山期,而且绝大多数介于103~174Ma之间。在华北、中南等地也有燕山期花岗岩型矿床产出。云南中甸麻花坪可能与花岗岩有关的绿柱石石英脉的成矿年龄为40Ma,属喜马拉雅期。麻花坪矿床大地构造上位于三江造山系,处于喜马拉雅期构造-岩浆活动带岩浆强烈活动地区。花岗岩常呈复式岩体产出,其中成矿作用也常是多期次的。成矿岩体常是一个大复式岩体的晚期成员。江西横峰灵山花岗岩为一面积约200km

2

的环状复式岩体。其中组成岩体主体的早期粗粒似斑状角闪石黑云母花岗岩,K-Ar年龄为140Ma。第二期位于岩体边缘的Nb矿化钠长石化黑鳞云母花岗岩,K-Ar年龄为136Ma。最后与晚期铁锂云母钠长石化花岗岩有关的含矿石英脉,K-Ar年龄为130Ma(袁忠信等,1988)。湖南茶陵邓阜仙复式岩体的主体岩石为粗粒斑状黑云母花岗岩,U-Pb年龄为230Ma。第二期中粒二云母花岗岩的Rb-Sr年龄为135Ma。第三期细粒白云母花岗岩的K-Ar年龄为117Ma(张宏良等,1986)。第二、三期岩石有W和Nb-Ta矿化,而以第三期岩石的Nb-Ta矿化最强。

花岗伟晶岩型矿床有从太古宙到燕山期的成矿年龄。但经济意义大的矿床多具有海西—印支期的年龄,如新疆阿尔泰、川西北、福建南平、广东广宁等地矿床,它们的成矿年龄介于180~391Ma之间。

中元古代、海西—印支期、燕山期以及喜马拉雅期是我国内生稀有稀土矿床的四大重要成矿时期。内蒙古白云鄂博矿床的轻稀土矿占全国轻稀土矿储量的90%,Nb储量也极巨大,中元古代是我国REE及Nb的重要成矿时期。海西—印支期是我国内生Li、Be、Nb、Ta、Rb、Cs矿床成矿的最重要时期,尤其是花岗伟晶岩矿床的重要成矿时期。关于海西—印支期内生稀有稀土金属矿床成矿的重要意义,前人论证的不多,值得在今后找矿工作中注意。燕山期是花岗岩型Be、Ta、Nb矿的重要成矿时期。这类矿床数量大,但规模较小,由于有用矿物粒度小,采选成本高,其重要性较次。喜马拉雅期矿床主要见于我国西南地区。这一地区的稀有稀土地质找矿工作较弱,随着今后地区的开发,可能找到更多、更好的喜马拉雅期矿床。

由表10-10资料及未包括在表内的其他内生稀有稀土矿床的大地构造位置可知,我国的碱性岩-碳酸岩型矿床多分布在稳定地台区,常沿地台区边缘的深断裂或裂谷分布,主要产出REE、Nb矿。其中著名的白云鄂博RRE、Nb、Fe矿床见于内蒙古地轴北缘的裂谷带内,临近内蒙古地轴北缘深断裂。山东郗山REE矿床见于扬子地台鲁西断隆,位于著名的郯庐裂谷系内。四川牦牛坪、茨达、太和、路枯、大陆槽等REE、Nb矿床沿扬子地台康滇地轴攀西裂谷带内的安宁河深断裂分布。湖北庙垭REE、Nb矿床沿扬子地台北缘的安康-房县深断裂分布。新疆拜城碱性伟晶岩Zr矿化及瓦吉尔塔格碳酸岩REE矿化沿塔里木地台北缘深断裂分布等。

花岗岩型稀有稀土矿床广泛分布于全国各地,但多集中在华南,尤其是南岭及其邻区。大地构造上,这类矿床主要见于造山带内,多见于华南造山系赣湘桂粤造山带、华夏造山带及云开造山带。一条造山带内,相对隆起的背斜区及相对坳陷的向斜区或断陷盆地内皆有矿化产出,惟矿床出露仍常是该区相对隆起的地段。如湖南临武尖峰岭、癞子岭等Li、Be、Ta、Nb花岗岩型矿床出现在桂阳-临武南北向褶皱带内著名的通天庙穹窿四周,江西宜春雅山Ta、Nb、Li、Be矿床分布在武功山复背斜的次一级背斜构造内。

花岗伟晶岩型矿床绝大多数分布在造山带内。国外一些著名的稀有金属花岗伟晶岩多分布在稳定地台区,如加拿大的坦科伟晶岩、南非津巴布韦比基塔伟晶岩等。内蒙古大青山-乌拉山花岗伟晶岩矿床的大地构造位置是中朝地台内蒙古地轴。借鉴国外经验,以前对该区作过不少的找矿和科研工作,结论是稀有稀土金属矿化不强。国内矿化强的花岗伟晶岩常分布在造山带内相对隆起的复背斜区,矿床常赋存在其中单个背斜的轴部及倾没端。著名的例子有新疆阿尔泰科科托海3号脉分布在阿尔泰造山系富蕴地背斜的次级背斜倾没端。福建南平西坑伟晶岩赋存在闽西加里东造山带上村复背斜次级背斜的轴部及翼部。四川康定甲基卡伟晶岩赋存在松潘-甘孜造山系雅江造山带内甲基卡复背斜的轴部。

碱性岩-碳酸岩型矿床多分布在地台之类的稳定地区,花岗岩型和花岗伟晶岩型矿床多分布在造山带之类的较活动地区。其中碱性岩-碳酸岩型矿床的成矿主要在中元古代及海西—印支期,花岗岩型矿床的成矿时代主要为燕山期,花岗伟晶岩型矿床的成矿时代主要为海西—印支期。成矿时代、大地构造位置以及矿床成因类型之间的这种关系,以及决定这些关系的整个地壳的构造-岩浆活动历史,值得进一步探索研究。

超大型矿床多独立产出,分布区内未有其他的类似矿床。绝大多数稀有稀土矿床常在一个地区内成群出现,且常以一种类型为主,如南岭花岗岩型矿床成矿区、新疆阿尔泰花岗伟晶岩型矿床成矿区、川西北花岗伟晶岩型矿床成矿区、川西碱性岩型成矿区等地区内所见。

在更小范围地区内,同一类型矿床常按一定方向展布,受制于一定的构造或岩浆活动。碱性岩型矿床的这种分布可以扬子地台西缘攀西裂谷带的矿床为例。该区沿安宁河深断裂带,从北向南分布着木落、牦牛坪、里庄、太和、大陆槽、茨达、路枯、攀枝花等碱性岩和碱性花岗岩REE、Nb矿床(图10-4)。南北走向的攀西裂谷带及其中的安宁河深断裂以及伴生的更次一级断裂是区内控制碱性岩类型矿床成矿的重要构造条件。

图10-4 攀西裂谷碱性岩型REE-Nb矿床分布略图

花岗岩型矿床通常环绕大岩体边缘分布,这已为大家所熟知。如广东东部七娘坛岩体四周分布着“521”、“522”、“523”、“524”等Nb矿床,江西横峰灵山岩体边缘分布着黄山、大岭、塘里、松树岗等Nb、Ta矿床等。这里介绍矿床在隐伏大岩体上部沿一定方向展布的另一种分布型式。在江西西华山至棕树坑北东向一线分布着西华山、荡坪、木梓园、大龙山、漂堂、棕树坑等以W为主,并盛产Be及HREE的矿床(图10-5)。沿这一方向,从南西到北东,各矿床大体呈等距出现。南西端的西华山、荡坪矿床属花岗岩型,北东端几个矿床属隐伏花岗岩体上部的石英脉或石英长石脉型。从南西向北东,花岗岩的隐伏深度愈来愈大,矿床类型随之变化,这对了解成矿作用及找矿有很大意义。

图10-5 江西西华山至棕树坑与花岗岩有关的W-BE-HREE矿床分布剖面

花岗伟晶岩型矿床也具沿一定方向排列的分布特征。花岗伟晶岩矿床常表现为若干伟晶岩脉聚集的密集区。新疆阿尔泰伟晶岩区现已知有伟晶岩脉10万余条,聚集在39个的密集区内,密集区大致沿北西西向展布。

福建南平地区的花岗伟晶岩分布在长约35km,宽约7km的一条北北东向带上。该带从北向南分布着石笋坑、溪源头、西坑、西芹、留墩、秋竹窝、金龙岩以及下柳园等伟晶岩密集区(图10-6),伟晶岩脉在500条。区内伟晶岩绝大多数分布在海西期西芹岩体和金龙岩岩体之间的震旦系变质岩内。由图10-6可知,该区震旦系呈北北东向延展。与伟晶岩脉关系密切的区域褶皱构造也呈北北东向。区域北北东向展布的混合花岗岩带及复背斜构造是控制伟晶岩成岩成矿的重要条件。区域北端的溪源头、西坑伟晶岩密集区,Ta、Nb矿化最强,它们明显受上村复背斜及其次级褶皱构造的控制。

南岭及邻区花岗岩稀有金属矿床分类

花岗岩型稀有金属矿床的分类,国内外学者站在不同角度提出过多种方案,每种方案都有一定的理论和实践依据,也有一定的实用目的,当然也有其局限性。为了便于勘查应用和对比研究,本书依代表性有用矿物,特别是与矿化特征相协调的地质特征的异同为准则,将南岭及邻区稀有金属花岗岩矿床划分为铌铁矿-细晶石花岗岩矿床、褐钇铌矿花岗岩矿床、黄钇钽矿花岗岩矿床和铌铁矿-烧绿石钠闪石钾长花岗岩矿床等4类。至于绿柱石呈“马桶状”、“囊包状”存在于花岗岩中的铍矿床,因其成矿阶段明显属岩浆期后的气成热液和高温热液阶段,故不属于花岗岩型稀有金属矿床之列。

铌铁矿-细晶石花岗岩的有用组分除铌、钽外,经常共生多种稀有金属,成岩成矿过程中自交代作用(变种云母-钠长石化)明显并与矿化有极为密切的关系。为了体现出这些本质的特征,该类型矿床应称为变云母钠长石自交代花岗岩型综合性稀有金属矿床,或简称自交代稀有金属花岗岩。详细对比该类型的各个矿床后发现,尽管它们的共同性是主要的,但在矿化种类和强度上的差别也是显而易见的,并且矿化种类和强度差异与赋矿岩体相带发育程度和表现形式之间有明显相关性,即与岩体的分异交代程度和分异交代形式有明显相关性。据此进一步将该类型稀有金属花岗岩划分为两个亚类,即全分异亚类和弱分异亚类。全分异亚类也称全分异变云母钠长石自交代稀有金属花岗岩或全分异自交代稀有金属花岗岩。弱分异亚类也称弱分异变云母钠长石自交代稀有金属花岗岩或弱分异自交代稀有金属花岗岩。

综上所述,本区稀有金属花岗岩矿床类型划分如下:

南岭及邻区花岗岩型稀有金属矿床地质成矿特征

区分布广泛和最为重要的稀有金属矿床类型,特别是其中的全分异自交代型。

全分异自交代型稀有金属花岗岩,是以钽为主,兼有铌、钽、锂、铷、铯、铍、铪等稀有金属的综合矿床,其勘探和研究程度较高。经初步统计,该类型矿床拥有的Ta

2

O

5

储量占全区总储量的80%,Nb

2

O

5

储量占70%,BeO储量占40%,锂、铷、铯、铪的储量占90%。另外,该类矿床中的长石、石英是较好的玻璃工业原料,因而可实现无废料开采。

弱分异自交代型稀有金属花岗岩,是以铌和钽为主的矿床,少数伴生锂、铷、铯。经初步统计,该类型拥有的Ta

2

O

5

储量占全区储量的10%,Nb

2

O

5

占20%。另外,与该类型有关的风化壳及河流冲积砂矿有重要的工业意义。

褐钇铌矿花岗岩,是铌-钇组合的矿床,20世纪50~60年代曾是我国稀有金属矿床的重要工业类型。目前看来,仅姑婆山的风化壳矿床和少量河流冲积砂矿尚有工业意义。

黄钇钽矿花岗岩,是20世纪60年代末期发现的新类型,作为工业矿床,至今国内外仅见牛岭坳一处,它是极为特殊的钽-钇组合矿床,钽的规模达大型,稀土金属矿的规模达中型。该类型矿床的发现为南岭及邻区稀有金属普查找矿开辟了新领域,也为成矿理论研究提出了新课题。

铌铁矿-烧绿石钠闪石钾长花岗岩,仅见于福建省东南沿海一带,工作程度低,目前尚无工业意义,但其类型较好,有一定找矿前景。

巴尔哲超大型稀土稀有金属矿床特征

巴尔哲是一个超大型稀土、铌、铍、锆矿床,同时钽等稀有金属也具一定规模,计有REE

2

O

3

近百万吨,ZrO

2

数百万吨,BeO数万吨,Nb

2

O

5

数十万吨,Ta

2

O

5

数百吨。

巴尔哲在扎鲁特旗境内。赋矿碱性钠闪石花岗岩侵位于上侏罗统满克头鄂博组流纹熔岩和凝灰岩中。矿区内可见十多个碱性钠闪石花岗岩岩株或脉岩。成矿岩体为其中的两个岩体,面积仅0.11~0.24km

2

。岩体的Rb-Sr同位素年龄为125Ma(王一先等,1997)、127Ma(Rb-Sr等时线年龄,张敏,1986)。未经蚀变的钠闪石花岗岩主要矿物是微斜长石、钠长石、石英、钠闪石及霓石。

1.巴尔哲碱性钠闪石花岗岩岩石化学特征

已积累的19个岩石化学全分析数据表明为高SiO

2

(70.48%~74.95%),低Al

2

O

3

(9%~12%),高碱(K

2

O+Na

2

O为6.52%~9.12%),A/CNK=0.75~1.04,NK/A=1~1.21,Di=84~94,M′=4.44~9.28。FeO+Fe

2

O

3

含量较高(3%~6%),但CaO和MgO含量很低。

2.稀土元素特征

据王一先等(1997)研究,巴尔哲岩体岩石稀土REE

2

O

3

含量为0.189%~0.632%,比一般花岗岩高一个数量级。稀土分布模式图为V型。LREE/HREE=2.9~2.1,重稀土富集。Eu=0.03~0.04,表明铕强烈亏损。随着碱性钠闪石花岗岩的钠长石化作用的增强,岩石中ΣREE 含量从465×10

-6

到4391×10

-6

,增加了近9倍,并且 Y/ΣREE 从21%~22%增到27%。

3.微量元素特点

未蚀变的钠闪石花岗岩Zr、Hf、Th及U的含量都是花岗岩平均值的几倍到几十倍。钠闪石花岗岩有很高的Nd含量,为450×10

-6

~1300×10

-6

(王一先等,1997),钠长石化过程中Nb及Be和Y组稀土都达到工业品位,Zr和Ta达到综合利用的标准。巴尔哲岩体Sr及Ba含量都很低。钠闪石花岗岩K/Rb、Zr/Hf比值仅20~80和20~30。而Rb/Sr和Zr/Hf很高,达40~130和10~50(王一先等,1997)。

这个岩体的主要元素及微量元素资料表明,岩体是岩浆经历了强烈分异作用的产物。

4.氧、锶和钕同位素特点

在本书第六章中已提到巴尔哲花岗岩可作为低δ

18

O 岩浆形成的岩体。原始岩浆δ

18

O值小于6‰。同时这个岩体具有低的I

Sr

比值,及正的ε

Nd

(t)(王一先等,1997)。

5.矿体产状及工业矿物

稀土元素和稀有金属矿床的矿体,就是钠长石化或硅化了的钠闪石花岗岩。工业矿体与岩体形态轮廓基本一致。岩体顶部的强硅化钠长石化钠闪石花岗岩是品位最高的矿体,是Y、Nb和Be的主要矿体(图7-2)。这一矿化层自地表到深部110~150m。自这个深度再向下为以Y和Nb为主的矿体,这个地带即弱钠长石化带,矿体品位愈向深部愈贫化,直至无矿化。

巴尔哲矿床主要工业矿物是兴安石、铌铁矿、烧绿石、锆石和羟硅铍钇矿等。

图7-2 巴尔哲稀土和稀有金属矿体剖面

(据盛继福等,1999)

1—上侏罗统满克头鄂博组凝灰岩;2—钠闪石花岗岩;3—弱钠长石化钠闪石花岗岩;4—中钠长石化钠闪石花岗岩;5—强钠长石化钠闪石花岗岩;6—伟晶状钠闪石花岗岩

6.巴尔哲矿床成因

根据低I

Sr

比值(0.705)和正的ε

Nd

(t)(+1.88~+2.47)判断巴尔哲岩体及其成矿物质有来源于亏损地幔物质的参与。但岩石同时又富含REE、Rb、Nb、Zr及Th等元素,其含量为花岗岩平均值的几十倍。可以用交代地幔的观点来解释亏损地幔来源的物质又富集不相容元素(Chauvel et.al,1984;王一先等,1997)。

根据地质情况和地球化学资料判断,成矿作用与深部来源含有丰富的成矿物质流体有密切的关系。

 稀有及稀土金属矿产

1)锂

锂作为最轻的亲石稀有元素,它在岩浆作用进程中通常富集在晚期残余岩浆内。可出现在多种类型的岩石中。此外,盐湖卤水、地热卤水、油田卤水都含有大量的锂。锂矿床按地质成因可划分为花岗伟晶岩型、盐湖卤水型、云英岩化花岗岩型和富锂粘土型4类。其中前2类是在目前工业技术条件下最有经济价值的锂矿床。

(1)花岗伟晶岩型锂矿床。这类矿床分布较广,主要产在古老结晶地盾、地块等相对稳定的地质构造单元中,成矿时代以前寒武纪为主,亦有海西期和燕山期的。含矿伟晶岩可分为:①带状构造伟晶岩锂矿床。该类矿床的矿物成分复杂,其中锂辉石是优质低铁锂精矿的主要来源。此类矿床按成分可细分为复合(铍锂铯钽)稀有金属伟晶岩矿床(如加拿大的伯尼克湖矿床、津巴布韦的比基塔矿床和纳米比亚的卡里比布矿床也是世界上最大的铯矿床,我国新疆可可托海特大型锂、铍、钽、稀有、云母矿床具有很好的分带性)和钽锡锂伟晶岩矿床(如澳大利亚的格林布希斯矿床也是一个大型钽矿床)两个亚类。②无带状构造伟晶岩矿床。这种伟晶岩体基本是单相均质岩体,这类锂矿床通常是独立的锂矿床,或者是伴有少量铍和钽的锂矿床。如美国北卡罗来纳州“锡石-锂辉石”带的金格斯山矿床和贝瑟默城矿床,加拿大的伯尼克湖和中国的江西、湖南、四川等许多伟晶岩矿床。

(2)盐湖卤水型锂矿床。这是锂矿床的重要类型,盐湖中锂资源占世界锂储量的66%和占世界锂储量基础的80%。在封闭盆地中,特别是高原干旱地区的封闭盆地中,锂可在盐湖卤水中发生富集并形成有开采价值的锂矿床,可综合提取Li、K、Na、Mg、Br、I。目前正在开发和生产的重要含锂盐湖有智利的阿塔卡马、阿根廷翁布雷穆埃尔托、美国“银峰”盐湖和中国青海柴达木盐湖等;还未开发的重要盐湖有玻利维亚乌龙尼和中国西藏的扎布耶盐湖等。

总的看来,全球锂资源极为丰富,据美国地质调查局统计,1998年全球已查明锂资源储量340×10

4

t,储量基础940×10

4

t,按1997年产量估计能保证世界各国生产309年。世界锂储量和储量基础比较集中在南美洲和北美洲,较多的国家有玻利维亚、智利、美国、加拿大、澳大利亚、津巴布韦等。其中玻利维亚和智利的储量基础约占世界89.3%,我国有较大的资源远景。

2)铍

铍是典型的亲石元素,在岩浆结晶作用过程中可置换Si4+而进入多种硅酸盐矿物中。铍主要呈分散状态赋存在斜长石、白云母、霞石等造岩矿物中。在残余岩浆、高温气液及中温热液环境中,铍可发生富集并形成独立的铍矿物(绿柱石、羟硅铍石和硅铍石等),从而构成有工业意义的铍矿床。铍的成矿作用主要与酸性岩浆活动有关。其类型很多,大致可划分出5大类:

(1)含绿柱石伟晶岩型铍矿床。这类矿床分布广泛,按矿物组合可分为绿柱石-白云母伟晶岩和复合稀有金属伟晶岩两个亚类。前者广泛分布于巴西、印度、阿根廷和美国等地;后者分布在加拿大的伯尼克湖、阿根廷、津巴布韦的比基塔、纳米比亚的卡里比布、扎伊尔、马达加斯加、原苏联及中国的新疆阿勒泰地区等,矿床中含有锂钽铌铯等多种有益组分。绿柱石往往是作为锂矿床、铌钽矿床等复合稀有金属矿床的共产品和副产品被利用。

(2)含硅铍石碱性交代岩型铍矿床。这是80年代初在加拿大索尔湖稀有金属矿床中圈出铍矿体之后确立的新矿床类型。索尔湖正长岩体位于组成碱性杂岩体的一巨大花岗岩体内,在正长岩体和花岗岩体的接触带及正长岩体内发现有5个富含铌、钽、锆、钇、稀土元素和铍的矿化带。

(3)含羟硅铍石火山热液型铍矿床。在美国西部斯波山铍矿床和谢拉-布兰卡铍矿床以及墨西哥北部的阿瓜奇利铍矿床均属此类型。主要铍矿物为羟硅铍石。矿石中铍的分布极不规律。除铍之外还含有锂、铌、钽、锡、钼、镓、钇及钇族稀土元素。

(4)含绿柱石云英岩型矿床。这类矿床常与钨、钼、锡、铋等矿化伴生。按产出特征和矿物组合可划分为含绿柱石交代蚀变花岗岩矿床和含绿柱石石英脉矿床两个亚类,前者的工业意义较大,巴西的博阿维斯塔铍矿床可能属于此亚类;后者为含钨锡钼铍的复合矿床,绿柱石易选,具有一定工业意义。

(5)接触碳酸盐型铍矿床。这类矿床产在花岗岩体外接触带的接触碳酸盐内,包括含铍夕卡岩矿床和萤石-羟硅铍石层状矿床两个亚类。前者矿床规模较大,铍含量较高,但矿物颗粒细小难选。在美国新墨西哥州和阿拉斯加州已查明有此类矿床。后者矿层产在花岗岩体与地质构造极为复杂的沉积地层的接触带中,铍矿化叠加在夕卡岩之上。矿石易于用浮选法分选出羟硅铍石-硅铍石精矿和萤石精矿。

世界铍资源丰富,巴西是铍资源大国,印度第二,澳大利亚铍储量的一半集中在1985年基本探明的布罗克曼硅铍石稀有金属矿床中,加拿大的铍储量主要集中在西北地区索尔湖含硅铍石稀有金属矿床中,投入开采后将成为西方国家最大的铍矿山。美国的铍储量主要集中在犹他州斯波山羟硅铍石矿床中。挪威1988年发现了据认为是欧洲第一个具有商业价值的独立铍矿床——赫格蒂夫矿床。可见铍资源充足,还不断有新的发现,按年产铍600t计算,铍储量足够世界开采600年。

3)铌

据美国地质调查局统计,1998年世界铌储量350×10

4

t,储量基础420×10

4

t。其探明储量高度集中,90%分布在巴西,其次是加拿大、扎伊尔、尼日利亚等国。近年来,许多国家特别是非洲国家探明了大量可供开采的铌储量。世界铌储量保证程度高,可满足世界需求数百年。铌在自然界中几乎总是以氧化物形式与其他矿物共生,尤其是总与钽共生。铌矿床的主要工业类型有:

(1)碳酸岩风化壳型矿床。这是一种含矿程度很高的稀有金属矿床类型,其中稀有金属高度富集。在世界铌原料中占有重要地位,占铌资源量90%。根据风化壳的发育程度和阶段可将风化壳型矿床进一步分为3类:①水云母风化壳型矿床,如俄罗斯的别洛济米斯科耶矿床和巴西的安吉科矿床;②红土风化壳型矿床,如巴西的阿腊沙矿床和卡塔拉奥矿床;③后期表生蚀变风化壳型矿床,如俄罗斯的托姆托尔矿床。最后这一类矿床成矿过程较为复杂,成矿物质经历多次再生富集,易于形成高品位的大型稀有金属矿床。此类矿床主要产于巴西、澳大利亚、俄罗斯、加蓬,主要含铌矿物为烧绿石。

(2)含铌铁矿-钽铁矿的花岗岩及花岗伟晶岩矿床。这类矿床的铌储量在各类铌矿床中所占比例很小,约为1%。矿石主要铌钽矿物是铌铁矿-钽铁矿,常与锡石伴生,目前一般作为开采锡石的副产品回收。此类矿床产于非洲中南部的诸多国家,如尼日利亚北部的焦斯高原含铌铁矿花岗岩及其坡积、残积矿床。此外,巴西、马来西亚、泰国、莫桑比克和扎伊尔也有这类矿床。

(3)砂矿。含铌砂矿一般规模小,但砂矿易采易选,并常与钽铁矿、锡石等一起产出,因而具有一定的经济意义,主要产于美国、民主刚果、泰国、马来西亚、澳大利亚等国。

由于铌矿床的特殊性,如含矿品位较低,大多数铌矿物比重较大,且物理化学性能较稳定,因而重砂法是寻找原生矿床的一种经济、简便有效的找矿方法。对于碳酸岩及其风化壳型矿床用放射性测量、磁法测量等方法是非常有效的找矿方法。近年来,在澳大利亚西部韦尔德山碳酸岩风化壳大型高品位稀土-钇-铌-钽-磷酸盐矿床;巴西塞斯拉古什特大型铌矿和加蓬发现了大型铌矿。中国铌矿床主要分布于内蒙、湖北、广东等地,以铌铁矿为主,质量相对低,品位不及巴西的百分之一,伴生矿物多。

4)钽

据美国地质调查局统计,1998年世界钽储量约为14000t,储量基础为24000t,主要分布在澳大利亚、尼日利亚、民主刚果、加拿大和巴西等国。中国钽资源量不大,主要分布在江西、新疆、广西、湖南等地。钽矿物多属于与酸性花岗岩有关的复杂氧化物,在外生条件下一般较稳定。钽矿床的成矿时代主要在寒武纪,其次有加里东、海西和基米里期。原苏联学者将钽矿床划分为3种主要类型:

(1)综合性稀有金属伟晶岩矿床。这类矿床可分为三个系列:①与碱性花岗岩有关的Be-Li伟晶岩系列;②与二云母花岗岩有关的Be-Li-Cs-Ta伟晶岩系列;③与超酸性花岗岩有关的F-Ta-Li伟晶岩系列。成矿规模最大的是第一系列的锂辉石-钠长石和钠长石伟晶岩矿床。这种类型分布在巴西、澳大利亚、中非、南非、加拿大和原苏联。此类矿床的储量约占西方世界钽储量的34%和产量的30%。加拿大的伯尼克湖矿床是世界最大的矿床之一。

(2)花岗伟晶岩风化壳铌铁矿-钽铁矿矿床。这类花岗伟晶岩上的线性风化壳矿床发育在扎伊尔、巴西、澳大利亚。它们是中小型矿床,其钽含量不高,但易采,较经济,因而是钽的重要来源,约占西方世界产量的53%。

(3)铌铁矿-钽铁矿砂矿床。由于铌铁矿-钽铁矿很脆,这类矿床从原生矿床搬运的距离小于7km,大多为2~3km,一般还是在花岗岩母岩体或伟晶岩区内坡积-冲积层中聚积成矿,有时在风化壳中富集。最大的砂矿是扎伊尔卢古卢北部河谷。巴西、澳大利亚、尼日利亚、原苏联也有这类砂矿。

次要钽矿床和可能来源有:①钠长石-云英岩铌钽铁矿矿床;②综合性钠长石稀有金属的网脉矿床;③碱性花岗岩风化壳铌铁矿矿床;④碳酸岩铀烧绿石矿床;⑤碳酸岩风化壳含铀的烧绿石-褐钇铌矿矿床。

5)锆

1992年世界锆(ZrO

2

)储量为4900×10

4

t,储量基础为5800×10

4

t,此外,还有已查明的锆石资源6000×10

4

t。世界锆资源丰富,资源大国有澳大利亚、南非、原苏联、美国、印度和巴西。

锆是典型的亲石元素,锆矿床包括内生和外生矿床两大类,其中以砂矿床最为重要,它集中了世界53%的锆储量,有95%的锆石精矿来自砂矿床,外生矿床以海滨砂矿床最为重要,还有残积和冲积砂矿床、碳酸岩风化壳矿床等。锆的内生矿床主要是岩浆成因的,且与碱性岩有关。这类矿床多产在古老地台区及显生宙地槽区内的前寒武纪中间地块中,矿床储量一般不过几十万吨,地台区锆矿床的储量可达数百万吨。主要的锆矿床成因类型有:①含锆石碱性花岗岩;②含斜锆石碱性岩;③异性石岩;④霞石正长岩中的斜锆石脉;⑤含斜锆石脉流霞正长岩风化壳;⑥海滨砂矿(少量内陆锆石砂矿)。

刘曼华认为值得注意的世界著名的外生和内生锆矿床以及新近发现的新类型锆矿化有:①澳大利亚东西海岸的砂矿床;②巴西亚马孙州皮廷加内陆冲积和残积砂矿床;③与超基性-碱性-碳酸岩杂岩体有关的斜锆石矿床,如南非的帕拉博鲁瓦(即帕拉博腊)矿床和俄罗斯的科夫多尔矿床;④碳酸岩风化壳型与稀土、铌、钽及磷酸盐伴生的锆矿床,如澳大利亚西部韦尔德山碳酸盐风化壳矿床;⑤碱性杂岩体中的脉状和浸染状锆矿床,如巴西波苏斯-迪卡尔达斯含铀锆矿床;⑥与低温热液作用有关的新型锆矿化,如近年来在哈萨克斯坦中部和俄罗斯阿尔丹地区发现的低温条件下胶体溶液沉积作用所形成的锆矿化。综上所述超基性-碱性-碳酸岩杂岩体(包括碱性岩体)不仅是次生锆矿床(风化壳)的来源,而且也是与成矿物质的化学带出有关的远离杂岩体的锆矿床的来源。因此在寻找与这类杂岩体有关的锆矿床时,不仅要注意杂岩体本身,还要注意远离杂岩体可能成为锆富集的有利地段。

6)稀土金属

世界稀土储量十分充足,据美国地质调查局统计,1998年世界稀土(REO)储量和储量基础分别为10000×10

4

t和11000×10

4

t。其储量分布高度集中,中国、原苏联、美国、澳大利亚和马来西亚约占总储量的83.2%。目前工业利用的轻稀土(铈族稀土)主要从氟碳铈矿和独居石中提取,约占世界稀土氧化物(REO)产量的99%,重稀土(钇族稀土)产量极少,主要从磷钇矿、硅铍钇矿中提取。世界稀土矿主要生产国为中国、美国、澳大利亚和印度等。这些国家稀土矿山产量约占世界总产量的78%。中国稀土矿山产量现已居世界首位,精矿约95%来自内蒙古包头白云鄂博铁矿,其余来自南方离子吸附型稀土矿和混合稀土精矿以及四川冕宁牦牛坪稀土矿床。原苏联是欧洲最重要的稀土生产国,居世界第三位,稀土主要来自科拉半岛的磷灰石矿床、哈萨克斯坦的舍甫琴柯矿床和库捷切安矿床。澳大利亚、印度和马来西亚的稀土产量来自滨海砂矿的独居石,其中,澳大利亚占世界独居石总产量的1/3。磷钇矿是钇的主要来源,在澳大利亚、马来西亚和中国是作为开采锡的副产品生产的,也有的从加拿大埃利奥特湖德尼森的含铀淋滤残渣中提取。世界稀土工业以从生产稀土精矿、混合稀土等初级产品为主向高纯单一稀土的深加工产品方向发展。

稀土矿床种类繁多,按成因可划分为内生、外生和变质矿床3大类,再根据与矿床有关的侵入岩类及成矿作用的不同可划分6个类型:

(1)与碱性岩-碳酸岩有关的稀土矿床。世界稀土储量绝大部分产于这类矿床中。目前经济意义最大的是美国加利福尼亚州帕斯山矿床和中国内蒙古白云鄂博矿床。帕斯山矿床REO的证实储量约500×10

4

t,平均品位7%,是世界碳酸岩中最高品位。该碳酸盐的独特点是缺乏Ti-Nb矿物。白云鄂博矿床是一规模巨大富含稀土的铁矿床,稀土矿物可作为开采铁矿的副产品回收。该矿区稀土储量巨大。此外,布隆迪的卡隆格矿床和马拉维的坎甘昆德矿床均属此类型。

(2)碱性花岗伟晶岩稀土矿床。这类矿床分布较广,但具经济意义的矿床则罕见。加拿大魁北克省的怪湖矿床是一大型综合性稀土-稀有金属矿床,是稀土元素(钇和重稀土)的潜在来源。类似的矿床还产在原苏联的科拉半岛和美国科罗拉多州等地。

(3)非碳酸岩热液脉稀土矿床。矿床中除稀土矿物外,常富钍石。最典型的代表是南非开普省的斯滕坎普斯克拉尔矿床,这是国外最早发现的独居石矿床。

(4)含稀土磷灰石矿床。磷块岩中的磷灰石常富集稀土元素,在生产磷肥时可以回收。这类矿床虽然分布较广,但稀土品位高的大型矿床为数极少,如原苏联科拉半岛希宾碱性杂岩体稀土磷灰石矿床;芬兰锡林贾维碳酸岩矿床中的磷灰石和瑞典北部基鲁纳铁矿床的磷灰石是潜在的含稀土磷灰石资源。中国贵州紫金为含稀土沉积磷块岩矿床。

(5)风化壳型稀土矿床。这类矿床是富含稀土元素的原生矿床经风化作用形成的,其经济意义较大。典型矿床有巴西阿拉沙碱性杂岩体和中国南方花岗岩的风化壳型矿床。前者REE最高含量大约为6%,红土富含REE,是上部碱性岩的5~15倍。后者又称离子吸附型稀土矿床。

(6)砂矿床。现代和古代砂矿中的独居石曾有稀土氧化物的主要来源,现在只占次要地位。澳大利亚、巴西、印度和马来西亚等国稀土氧化物主要来自独居石砂矿床。澳大利亚独居石砂矿床产量居世界首位。

80年代在澳大利亚南部发现的特大型奥林匹克坝铜铀矿床是稀土元素的巨大潜在来源。近年查明在原苏联滨海地区一个新生代凹陷的煤层中存在特殊的稀土矿化,在我国山西省石炭系铝土矿层中有较高含量稀土矿的报道,尚未发现具有工业价值的矿床。

(一)成矿系列

前述第二节稀有稀土矿床成因类型描述已多少反映出矿床的成矿系列。下面将这类矿床的矿床类型按成矿系列系统地总结于表10-14中。

表10-14 稀有稀土金属矿床的成矿系列

续表

由表10-14可明显看出,内生矿床的成矿系列和成矿亚系列是根据火成岩的岩石化学成分确定的,显示稀有稀土元素内生矿床在成因上与不同成分的火成岩有紧密联系。火成岩岩浆分异演化的不同环节有不同类型矿床出现。稀有稀土金属岩浆期矿床、岩浆热液过渡期矿床(伟晶岩矿床)及岩浆期后热液矿床的序列即是岩浆分异演化派生的。不同成分火成岩岩浆的分异演化是确定稀有稀土元素矿床成矿系列的主要依据。

对于与酸性火成岩有关的矿床,云母(黑云母、黑鳞云母、白云母、锂云母)及长石(更长石、钾长石、钠长石)常常是稀有稀土元素矿化特征的指示性矿物,它们本身就是花岗岩岩浆分异演化不同阶段先后晶出的成员。与酸性侵入岩有关的矿床亚类常常是以这些指示性矿物命名。

外生矿床的形成取决于地表不同地质时期的各种地质作用,基本上按不同地质作用分出成矿系列及成矿亚系列。同一亚系列中的矿床具有相同或相似的成因机理。外生矿床的成矿物质多半来自酸性火成岩或成分类似于花岗岩类的变质岩。

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