王会庄稀土矿地质特征、矿床成因及找矿前景分析

1 矿区地质背景

矿区位于山西省天镇县城东南150°方向、直距30km处的王会庄村一带，行政区划属天镇县南高崖乡所辖。大地构造位于华北地台北缘板内活动带的桑干新太古代后造山岩浆岩带与大同—阳高TTG构造岩浆带结合部位。区内地层出露简单，构造较发育，岩浆活动频繁，成矿条件较好。

1.1 地层

区内地层出露简单，为太古界阳高岩组(Ar3y)和新生界第四系(Q)。阳高岩组呈层状、似层状、透镜状零星分布于葛胡窑片麻岩中;第四系在区内广泛分布。

1.2 构造

区内构造较发育，主要为褶皱构造和断裂构造2种形式。

1)褶皱构造

区内褶皱构造不甚明显，总体为单斜构造，在矿区南东部见一较明显的开阔背形，长约1.2km，轴向近东西向，两翼基本对称，倾角10-50°。

2)断裂构造

区内断裂构造较发育，依走向和先后可大致分为3组。__组构造：为控矿构造，区内共发现4条，长200-1400m，宽0.5-10m，产状：205°-220°∠25-55°，为多期构造叠加形成，前期为张性，形成断裂，被伟晶岩侵入充填;后期为压扭性，使伟晶岩受挤压而碎裂，并伴随有热液侵入、充填、交代活动，稀土矿化带/矿体赋存其中。第二组构造：为张扭性，被吕梁期辉绿岩脉和燕山期酸性岩脉充填，走向330°-15°，产状均较陡。第三组构造：以压扭性为主，破碎带多见断层泥和断层角砾，部分断层错断辉绿岩。

1.3 岩浆岩

区内岩浆活动频繁，由老至新依次为：新太古代葛胡窑片麻岩(Ar3Ggn)、变质基性岩(Ar3Ν)，古元古代变质黑云二长花岗岩(Pt1ηγ)、花岗伟晶岩(Pt1γρ)、伟晶岩(Pt1ρ)，中元古代辉绿岩(Pt2βμ)，中生代晚侏罗世石英斑岩(J3λπ)、长石斑岩(J3ηπ)、新生代煌斑岩(Qχ)。葛胡窑片麻岩在区内广泛分布，其他岩浆岩多以脉状、透镜状产出，少量分布。

2 矿体地质特征

区内共发现4条稀土矿化带，圈定2个稀土矿体，其中RE③-1为主要矿体。 E③-1矿体赋存于北西向构造破碎带中，长度407m，延深57-454m，厚度0.13-1.77m，平均厚度1.09m;矿体产状：210°-230°∠32°-37°;品位ω(REO)：1.02%-6.41%，平均品位ω(REO)：1.57%。 含矿岩性主要为碎裂岩化磷灰石角砾岩，整体较破碎，成分复杂，角砾成分为磷灰石、花岗伟晶岩等，角砾呈棱角状、次棱角状，大小5-15cm不等;胶结物主要为绿

泥蚀变矿物。由内到外具明显分带性：中间带为紫红色碎裂岩化磷灰石角砾岩，主要为团块状磷灰石、少量方解石、重晶石，结晶较好;外侧带为肉红色—绿色含磷灰石碎裂岩化绿泥石化花岗伟晶岩，蚀变较强;边缘带为肉红色—浅红色碎裂岩化花岗岩。结晶粒度由外到内逐渐增大;矿石普遍具绿泥石化、碳酸盐化、褐铁矿化等。围岩为黑云辉石斜长(二长)片麻岩，接触部位见轻微碳酸盐化等。

3 矿石质量

3.1 矿物成分

矿石矿物主要为铈磷灰石，次为褐帘石和萤石;脉石矿物主要为石英、正长石、斜长石、方解石、重晶石，少量电气石、黑云母、辉石、锆石、赤铁矿、磁铁矿、黄铜矿、绿帘石等;主要矿物蚀变为绿泥石化、碳酸盐化、褐铁矿化、绢云母化等。

3.2 主要矿物特征

1)主要矿石矿物

铈磷灰石：为区内已知主要含稀土矿物，暗紫色—紫红色为主，偶见浅绿色，自形—半自形柱状、粒状、块状，玻璃光泽，单一磷灰石聚集构成致密块状、团块状矿石，粒径达1-4cm;浸染状或星点状磷灰石，粒径一般0.5-1mm。矿石中一般含石英、磁铁矿等包裹体，显微裂隙发育，沿裂隙充填方解石脉、石英脉、铁氧化物脉等，普遍含有稀土，稀土氧化物总量一般1%-3%。褐帘石：褐色—深褐色，粒状、柱状，油脂光泽，粒径<1mm，主要充填于裂隙中，含稀土元素主要为Ce、Y，为含稀土较高稀土矿物。萤石：浅紫色—暗紫色，粒状，玻璃光泽，粒径<1mm，常与后期碳酸盐一起充填于其他矿物裂隙中，含稀土氧化物总量高达3%。

2)主要脉石矿物

正长石：灰白色，它形、粒状，主要粒径0.2-5mm，在解理裂隙中，常有铁质分布及少量后期碳酸盐细粒或细脉。斜长石：灰白色，半自形、柱状，聚片双晶，轻微绢云母化、碳酸盐化，主要粒径0.2-2mm。

石英：无色，一般有2种赋存状态：一种为磷灰石中的包裹体，呈自形、粒状，粒径0.2-1mm;另一种为后期热液沿裂隙充填重结晶，呈它形—自形，粒状—柱状。方解石：白色—浅粉红色，它形、粒状，按形成时期可分两期：早期形成的方解石，结晶粗大，解理发育，并往住包有辉石、磷灰石等，多呈巢状零星分布;晚期方解石，属碳酸盐化产物，呈细粒状不规则集合体，多集中于矿脉中心部分或充填于裂隙中，常含铁矿物呈不同程度褐铁矿化。重晶石：无色、白色，半自形—自形、柱状，玻璃光泽，主要粒径1-4cm，呈细脉状集合体，含量不均匀，局部集中于矿脉中心部分或充填于裂隙中。电气石：褐色，粒状，少量呈短柱状，玻璃光泽，含量较少，分布不均匀。

3.3 矿石结构构造

矿石结构为变余伟晶结构、粒状变晶结构、碎裂岩化结构;矿石构造为块状构造、角砾状构造、浸染状构造和细脉状构造。

3.4 矿石类型

矿体中稀土元素以铈组为主，矿石矿物主要为铈磷灰石，次为褐帘石、萤石，铈磷灰石中稀土含量与P2O5含量基本呈正比，因此矿石类型主要为铈磷灰石型稀土矿石;按稀土的赋存状态属于内生型稀土矿石。

4 矿床成因分析

本区稀土矿床与碱性伟晶岩脉密切相关，伟晶岩自身含有一定量的稀土元素，后期构造热液活动对稀土元素的富集起决定作用。

4.1 构造成矿机制分析

4.1.1 前期构造

该期构造为张性，断裂形成后，伟晶岩沿构造侵入，该阶段伟晶岩未经挤压破碎，岩石较为完整，岩石中含有少量稀土元素。

4.1.2 后期构造叠加

该期构造为压扭性，岩石受应力作用挤压破碎而呈碎裂岩化结构，构造活动一方面提供富含P、CO2等挥发性组分的含矿热液流体，另一方面富含P、CO2等挥发性组分的热液流体使伟晶岩中稀土元素富集，形成褐帘石等稀土矿物，并在热液环境下置换磷灰石中Ca，形成含稀土的磷灰石。该构造活动具有多期性，稀土元素的富集也并非一期能完成，对比区内已知矿化带也能得出相同结论。区内发现4条矿化带，可分为2种类型：1)RE①、RE②、RE④矿化带岩性为碎裂岩化花岗伟晶岩，仅见碎裂岩化结构，蚀也相对较弱;2)RE③矿化带岩性为碎裂岩化磷灰石角砾岩，具碎裂结构、角砾状构造，破碎带中有磷灰石、方解石、重晶石、电气石等热液矿物，绿泥石化、碳酸盐化、褐铁矿化等蚀变也相对强烈;由此看出：两类矿化带矿物成分、结构构造的差异，均反映了热液活动的差异性和多期性;热液活动期次越多，破碎带成分越复杂，对稀土元素的富集作用也越明显，所以后期构造活动对区内稀土矿的形成起决定作用。

4.2 矿床成因结论

区内稀土矿赋存于北西向构造破碎带内，该组构造为多期构造叠加所致，赋存其中的矿石具碎裂岩化结构、破碎角砾状构造，反映稀土成矿与构造热液活动有关;主要含稀土矿物为铈磷灰石、褐帘石、萤石等，矿石中含有重晶石、方解石、电气石等气—热液矿脉的典型矿物组合;稀土矿常与碱性伟晶岩有关。分析认为：本区矿床成因属与碱性伟晶岩有关的气成—热液脉型稀土矿。

5 成矿前景分析

通过对区内主要矿体RE③-1见矿工程的稀土元素含量及厚度进行统计、分析(见表1、表2)，得出结论如下：稀土矿体元素含量：地表及近地表主要以轻稀土为主，中稀土次之，重稀土仅Y元素有矿化显示;矿体深部仍以轻稀土为主，中稀土次之，但中、重稀土及稀土整体含量较浅部升高，重稀土除Y元素外，Dy、Er元素也有矿化显示，稀土元素矿化数量及含量较浅部升高。由此可以看出：矿体由浅到深，矿化稳定且有增强趋势、稀土元素组合有由轻—中到轻—中—重的变化趋势，表明深部具有较好找矿前景。稀土矿体厚度：矿体厚度深部较地表稳定，且有增大趋势，表明矿体沿倾向延深稳定，深部具有较好找矿前景。