风化壳淋积型稀土矿的矿床学
1.1 风化壳淋积型稀土矿的成矿原因
风化壳淋积型稀土矿的形成条件十分复杂, 主要有3个, 缺一不可.第1, 原岩中必须含稀土矿物, 这是稀土来源的充分条件;第2, 稀土必须是赋存在可风化的稀土矿物和副矿物上, 这能满足稀土矿物风化后形成稀土离子的内在条件;第3, 原岩必须处于温暖湿润的气候地区, 受生物、物理和化学作用, 这是符合原岩风化的外在条件.此外, 其矿床成矿地质条件还受岩石条件、构造条件和表生条件等多种因素的控制[3,4,5].
1.1.1 岩石条件
稀土在不同岩石中的丰度极不均匀, 花岗岩和火山岩是构成该类工业矿床的主要含矿地质体.形成风化壳的岩浆岩从加里东期时代到海西-印支期时代再到燕山早期及晚期时代的花岗岩和火山岩都有, 因此岩石稀土元素矿化所属时代很长.原岩的稀土品位 (风化壳) 随成岩时间由早到晚, 逐渐提高.
岩石化学成分控矿特征表现为矿化酸度差异、与碱金属结合差异和钙控矿差异3种, 如钇族稀土元素矿化较铈族稀土元素矿化需要更大的酸度;前者与钠质成分关系较为密切, 而后者与钾质成分更为相关;在熔浆演化晚期形成的钇族稀土元素矿化所要求的钙质含量比铈族更低.
稀土元素矿化类型与岩体产状及规模、岩石中造岩矿物含量及特征、岩石中稀土元素矿物种类及含量存在着一定的关系, 如具有多成因和多期状侵入活动特点的复式及含富硅、富碱、贫二价离子、Fe3+、Ti4+的岩石对稀土元素矿化均有利.
1.1.2 构造条件
含矿岩体及单个矿床或矿体的产出往往受到构造条件的控制.区内构造控岩控矿的基本形式表现为东西向构造带主导控岩控矿, 新华夏系构造带主导控岩控矿和东西向构造带与新华夏系构造带复合控岩控矿3个方面.
1.1.3 表生条件
该类矿床的形成经历了内生作用和外生作用两个阶段, 二者缺一不可.表生作用与地理气候、地势和地貌等条件有密切的关系.
已知该类矿床分布于北纬22°~29°、东经106°30′~l10°40′区域内, 尤以北纬24°~26°之间矿床最为密集.这一地理区域属热带、亚热带气候, 湿热潮湿雨多, 植被发育, 有机酸来源丰富, 有利于化学风化为主的表生作用, 常形成厚度较大的面型风化壳.致使风化壳中稀土含量比基岩高出数倍, 富矿地段可高出数10倍以上.
该类矿床大多产于海拔高度小于550 m、高差250~60 m的丘陵地带, 以平缓低山和水系发育为特征.在局部地貌上表现为微细地形起伏, 对成矿有利.一般来说, 山脊比山垇、山顶比山腰、山腰比山脚、缓坡比陡坡, 宽阔山头比狭窄山头更有利于成矿.
1.2 风化壳淋积型稀土矿的矿床学分类
矿床可分为内生矿床和外生矿床.外生矿床又可继续分为砂矿床、沉积型矿床和风化壳淋积型矿床.根据矿床学定义, 风化壳淋积型稀土矿床属于外生矿床.
据风化壳淋积型稀土矿与原生稀土矿床的关系及稀土元素配分特点, 风化壳淋积型稀土还可以细分为不同的矿床类型, 具体如表1所示.
1.3 风化壳淋积型稀土矿的矿床特征
表生作用促使原岩分解和元素选择性迁移和富集, 形成了不同成分的风化壳.根据含矿花岗岩、火山岩及混合岩风化壳的发育特征, 认为风化壳矿体结构模式自上而下可分为腐植层、残坡积层、全风化层和半风化层4层.
风化壳淋积型稀土矿矿床属于岩浆型原生稀土矿床, 经风化淋积后所形成的风化壳构造带.由于原始岩浆矿物成分和含量的差异, 岩石结晶根据不同条件因地而异[6].
风化壳淋积型稀土矿, 主要的地质赋存类型分全复式和裸脚式两大类, 其中全复式完全型和全复式非完全型分别占35%和45%, 裸脚式和特殊类型仅分别占15%和5%.
