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第九章稀有稀土金属矿床找矿 潜力与成矿规律预测 稀有稀土金属具有优异的物理化学性质,是发展高科技产业,如信息技术、航空航 天、电子产业、石油裂化、超导材料,以及冶金、化工、玻璃陶瓷等的重要原料。从 世纪 年代起,在党和国家的重视和支持下,在全国开展了大规模的稀有稀土金属 矿床的找矿评价和科研工作,查明我国稀有稀土金属矿产的品种齐全、资源丰富。进入 年代,党提出“科技兴国”的战略决策,作为高科技产业资源的稀有稀土金属在国 家建设中的作用愈来愈重要。在这种形势下,整理和总结我国近 年来稀有稀土金属 矿床地质工作和科研工作,了解我国的资源形势,为资源寻找及利用提供依据,已成为 当务之急。稀有稀土元素成矿规律研究就是这方面的一项重要研究工作。 稀有稀土金属包括稀有金属及稀土金属两类。其中前一类又包括 、、、、 、、、等 个矿种。后一类又包括轻稀土和重稀土元素两类矿种。轻稀土元 素是 、、、、、等 个元素的总称,重稀土元素是 、、 、、 、、、 及 等 个元素的总称。本文讨论即限于上述几种矿种。 本文系收集全国 年以前有关矿种的资料写成的。资料主要取自各省、自治区 有关地质队的地质勘探评价报告,部分取自历年期刊发表的有关论文,个别资料是笔者 参加野外工作亲手取得的。有关矿床的矿石品位及储量数据,最后都与国家地质资料总 局编制的截至 年底矿产储量表进行了核对。矿床规模及矿石品位是根据全国矿产 储量委员会办公室主编的矿产工业要求参考手册 (地质出版社,)来确定的。 本文共收集了全国 个矿床的资料,其中轻稀土矿床 个,重稀土矿床 个, 锂矿 个,铷矿 个,铯矿 个,铍矿 个,铌矿 个,钽矿 个,锆矿 个。 稀有稀土矿床常是多种矿产共同产出的。有些矿床中伴生矿产的品位高,储量也很大。 如内蒙古白云鄂博矿床以轻稀土矿产为主,同时伴有铌,内蒙古巴尔哲矿床以重稀土矿 产为主,同时伴有铍、铌和锆。矿床数目是以主要矿种参与统计的。如白云鄂博矿床只 作为 个矿床中的一个轻稀土矿床,其中伴生的铌虽达大型规模,不作为一个独立矿 床看待。内蒙古巴尔哲矿床尽管其中铍、铌、锆均达大型规模,但它们和重稀土矿一起 仅算作一个矿床。个别矿床内多种稀有稀土元素共同产出,其中每一种矿种均未达到工 业品位要求,由于多种矿产共存,具有开采利用价值,也作为一个独立矿床统计。 第九章稀有稀土金属矿床找矿潜力与成矿规律预测 第一节中国稀有稀土金属资源概况 我国稀有稀土矿产品种齐全、资源丰富。已查明的 个矿床中属特大型的 个, 大型 个,中型 个,小型 个。其中轻稀土矿床,特大型 个,大型 个,中 型 个,小型 个;重稀土矿床大型 个,中型 个,小型 个;锂矿床大型 个, 中型 个,小型 个;铷矿床大型 个,小型 个;铯矿床大型 个,中型 个,小型 个;铍矿床大型 个,中型 个,小型 个;铌矿床大型 个,中型 个,小型 个;钽矿床大型 个,中型 个,小型 个;锆矿床大型 个,中型 个,小型 个。 我国的稀有稀土矿产储量常集中在少数几种矿床类型,甚至几个矿床内。对于轻稀 土矿床,稀土元素储量集中在碱性岩碳酸岩型矿床内,仅内蒙古白云鄂博矿床的 储量约占全国总储量的 。对重稀土矿床来说,储量主要集中在碱性花岗岩 型及离子吸附型矿床内。仅一个内蒙古巴尔哲碱性花岗岩型矿床,其 储量占 全国储量的 ,占全国内生矿床 储量的 。离子吸附型矿床的 储量占全国储量的 。 的储量绝大部分集中在盐湖锂矿中,占全国 矿储量的 ,大部分储积在青海柴达木盆地内。在内生锂矿中四川甲基卡花岗伟晶岩矿床 的储量占全国内生锂矿 总储量的 。对于铌矿,仅内蒙古白云鄂博矿床的 储量即约占全国总储量的 。对于锆矿,内蒙古巴尔哲内生矿床求得的 储量约占全国内生矿床 储量的 。对于外生锆矿床,锆石储量绝大部分出在海 南岛滨海砂矿。 我国稀有稀土资源的丰富程度可从表 我国与世界(除我国外)稀有稀土矿 产储量对比中可以看出。表 中的国外资料除 取自矿产手册 ( , ) ,、 取自矿产现状与问题 ( ,)外,其余均取自美国矿业局汇编的矿产品总结 ( , , ) 。由表 数据可知,与国 外相比,我国稀有稀土矿产储量相当大,除 储量小得多外,其他的 、、、 、、、、都接近于国外有关矿产的储量。国内的储量级别由国家统一规 定,上储量表的通常是 级储量的总和。稀有稀土金属上储量表的常是 级储量。表 中的国外储量同时列入储量和储量基础两项,前者又称为探明储 量或可采储量,后者又称为次经济储量。由表 数据可看出,国内的储量( )接近于国外储量和储量基础的总和。 第三篇我国典型金属矿床找矿新方法新技术与成矿规律预测及评价 表 我国与国外稀有稀土矿产储量对比单位 矿种我国国外 独居石 磷钇矿 (储量) (基础储量) (储量) (基础储量) 绿柱石 (储量) 钽铌铁矿 褐钇铌矿 (储量) (储量基础) 铌钽铁矿 细晶石 (储量) (储量基础) 锆石 (储量) (储量基础) 前些年,国内传闻我国“稀有不稀” ,近年来有报道说我国不缺这方面的矿产,稀 有稀土金属足可保证国家建设需要。其根据多半就是上述储量数字。但实际情况不完全 是这样,对储量数字需作进一步分析。 首先,表中一些矿种,如 和 ,储量仍很小,尤其是,我国产出的锆石含放 射性较高,质量稍次。另外,国内的储量资料是全国统一按系统呈报的,比较齐全。在 国外,已发表的储量数据是由一个国家的某个单位甚至某个人收集统计的,容易漏掉矿 床。 更为重要的是对比国内外储量时,应了解储量计算时根据的矿石的品位。下面列举 我国与国外一些知名矿床的稀有稀土金属品位(表 ,表 ,表 , 表 ,表 ,表 )以作比较,所列出的国内矿床,其稀有稀土金 属品位在国内都是最高的。 第九章稀有稀土金属矿床找矿潜力与成矿规律预测 表 几个知名矿床矿石的 品位 矿床名称矿床类型 () 国外 美国加利福尼亚芒廷帕斯 澳大利亚卡尔古利韦尔德山 原苏联托姆托尔矿床布拉林矿段 原苏联托姆托尔矿床丘克图康矿段 澳大利亚伊尼亚巴 碳酸岩 碳酸岩 碳酸岩 碳酸岩风化壳 海滨砂矿 () () (独居石) 国内 内蒙古白云鄂博矿床主矿体 四川冕宁牦牛坪 山东微山 内蒙古巴尔哲 广东南山海 碳酸岩 碱性岩 碱性岩 碱性花岗岩 海滨砂矿 (;) ,约(独居石) 表 几个知名矿床矿石的 、、 品位 矿床名称矿床类型 () () () () 国外 加拿大坦科 津巴布韦比基塔 美国金斯山 纳米比亚卡里比布 智利阿塔卡马 花岗伟晶岩 花岗伟晶岩 花岗伟晶岩 花岗伟晶岩 盐湖 国内 新疆可可托海 四川甲墓卡 江西“” 青海东台吉乃尔湖 青海别勒滩 花岗伟晶岩 花岗伟晶岩 花岗岩 盐湖 盐湖 升 升 第三篇我国典型金属矿床找矿新方法新技术与成矿规律预测及评价 表 几个知名矿床矿石的 品位 矿床名称矿床类型 () 国外 加拿大坦科 美国大王山 巴西博阿维希塔 美国斯波尔 加拿大萨尔湖 花岗伟晶岩 花岗伟晶岩 花岗伟晶岩 火山岩 (绿柱石) 国内 新疆可可托海 四川甲基卡 云南黄莲沟 新疆阿斯卡尔特 云南麻花坪 花岗伟晶岩 花岗伟晶岩 花岗伟晶岩 花岗岩 热液脉 表 几个知名矿床矿石的 品位 矿床名称矿床类型 () 国外 原苏联托姆托尔矿床布拉林矿段 巴西阿拉夏 加拿大詹姆斯湾 加拿大沃尼贝克 原苏联托姆托尔矿床丘克图康矿段 原苏联科拉半岛 扎伊尔卢夕 肯尼亚姆里马山 碳酸岩 碳酸岩 碳酸岩 碳酸岩 碳酸岩 碱性岩 碱性岩 碱性岩 国内 内蒙古白云鄂博矿床主矿体 湖北庙垭 内蒙古巴尔哲 江西黄山 四川甲基卡 碳酸岩 碳酸岩 碱性花岗岩 花岗岩及伟晶岩 花岗伟晶岩 第九章稀有稀土金属矿床找矿潜力与成矿规律预测 表 几个知名矿床矿石的 品位 矿床名称矿床类型 () 国外 加拿大坦科 澳大利亚佩思 泰国普吉 花岗伟晶岩 花岗岩 花岗岩锡渣 国内 福建南平西坑 新疆可可托海 广东广宁通坳 江西“” 广西栗木老虎头、水溪庙 花岗伟晶岩 花岗伟晶岩 花岗伟晶岩 花岗岩 花岗岩 表 几个知名矿床矿石的 品位 矿床名称矿床类型 (锆石) ,() 国外加拿大怪湖碱性伟晶岩 () 国内 内蒙古巴尔哲 海南文吕铺前 海南万宁保定 海南陵水万洲坡 福建诏安宫口 山东荣成石岛 碱性花岗岩 海滨砂矿 海滨砂矿 海滨砂矿 海滨砂矿 海滨砂矿 () (锆石) (锆石) (锆石) (锆石) (锆石) 由上列诸表资料得知,我国白云鄂博碳酸岩型稀土矿床 世界最大的稀土矿床, 矿石 品位低于国外的同类型矿床。同为花岗伟晶岩矿床,国外矿床矿石的 、 、品位较国内矿床要高许多,一般都在五倍以上。对于矿,除云南麻花坪热液 脉矿床与国外矿床矿石 品位近似外,国内其他 矿床的矿石品位也低得多。对于 矿,国外矿床的、 品位普遍高于国内矿床。对于 矿也有类似情 况。如果对国内矿床提高品位要求,则由此计算出的我国稀有稀土金属储量显然要小得 多。大家知道,对相同类型矿床,矿石的品位愈高,矿石愈纯,愈易于选冶。相反,品 位较低,选冶较难,成本增高。对品位较低矿石,开发利用价值相应要小。 已如前述,我国的稀有稀土金属储量常集中在少数几种矿床类型或几个矿床内,目 前这些集中大量储量的矿床,有的因选冶成本高,经济效益较差,未能正规开发利用, 如内蒙古白云鄂博矿床及湖北庙垭矿床的 、内蒙古巴尔哲矿床的、、, 第三篇我国典型金属矿床找矿新方法新技术与成矿规律预测及评价 四川甲基卡矿床的 矿等。目前国内开发利用的,除白云鄂博矿床的 及青海柴达 木盆地的 矿外,多是规模较小的矿床或是综合回收对象。对于,四川牦牛坪和 山东微山矿,以其易采选,而经济效益较大。华南离子吸附型矿,遍地开花,成为地方 小规模开采对象。新疆可可托海及柯鲁木特以前是开采 矿的主要对象,规模都不大。 江西宜春 和湖南尖峰岭等地也开发 ,是作为综合回收对象开发的。开采的 矿 更多是小型矿床。新疆可可托海矿床规模较大,但已开采多年,目前已没有多少保存储 量。对于 ,开发利用的是像江西黄山,广东台山、博罗,广西姑婆山等中小型矿床, 开采对象多是风化壳矿。对于 矿,储量集中在广东、江西、福建、湖南等省,也多 为中小型矿床。江西宜春 矿是我国最大的一个钽矿床,已得到开发利用,但其品位 低,只有在综合回收“、、以及石英、长石等多种矿产情况下才有利可图。我国 稀有稀土金属储量主要集中在几个大型矿床内,但这些大型矿床多未正规开发利用。白 云鄂博矿床的稀土金属随铁矿开采,现在大量稀土矿石被保存在尾矿坝中,未得到充分 利用。就国家发展情况看,白云鄂博矿床的稀土金属几百年也用不完,这是今后找矿评 价工作值得注意的。国家以前执行的是计划经济,学习苏联经验,制定出一套矿石品位 要求,按要求去进行找矿评价和求储量。人们也希望看到大型或特大型稀有稀土金属矿 床。矿床类型不同、地区不同、经济发展和技术水平不同,对资源的需要程度也不同。 从计划经济转向社会主义市场经济,这些问题将被充分地考虑。 需要指出,本文统计的矿床储量主要依据截至 年底各省及自治区矿产储量表。 对一些矿床来说该表所提供的数据并不确切。据笔者所知,有的矿床已开采多年,并无 多少保有储量,但该表提供的储量数字仍相当大。 资源利用的另一个重要问题是资源浪费以及随之而至的环境破坏。现在有一些稀有 稀土矿山采前没有地质资料,也不作详细设计,采后缺乏检查总结。有的乡镇领导大笔 一挥即可批条开采,以致屋前屋后随便乱挖,废石尾矿乱扔乱堆。笔者所住的帐篷就曾 遭遇民工所放的炮的轰击。只顾眼前利益,采富弃贫随处可见,使资源损失很大。保护 资源、保护环境是国家的重要决策,望有关当局切实负起责任,做好这一关系子孙后代 的工作,做到真正的可持续发展。 第二节中国稀有稀土金属矿床成因类型 我国稀有稀土金属矿床在成因上可分出外生矿床、内生矿床、变质矿床三大类。每 一类又可分出若干亚类(表 ) 。 第九章稀有稀土金属矿床找矿潜力与成矿规律预测 表 中国稀有稀土金属矿床成因类型 大类类型 外生矿床 内生矿床 变质矿床 与风化作用有关的 与沉积作用有关的 与基性超基性岩有关的 与碱性岩碳酸岩有关的 与酸性岩有关的 与沉积变质作用有关的 与混合岩化作用有关的 冲积残坡积风化壳砂矿型 风化壳离子吸附矿型 海滨砂矿型 现代沉积盐湖矿型 古代沉积磷矿型 碱性岩碳酸岩型 碱性伟晶岩型 接触交代型 热液脉型 花岗岩型 花岗伟晶岩型 接触交代型 热液脉型 火山热液型 正常沉积变质岩型 火山沉积变质岩型 下面对表 的各类矿床作一简述。 一、外生矿床 这类矿床埋藏浅,矿石储量大,易开采,投资少,经济效益大,是今后找矿时极应 注意的对象。 (一)与风化作用有关的矿床 冲积、残坡积、风化壳砂矿 冲积砂矿、残坡积砂矿及风化壳砂矿常共同产出,空间上和形成时间上紧密相连, 构成三位一体矿床。这类矿床产出的稀有稀土矿物主要有锆石、独居石、磷钇矿、铌铁 矿和褐钇铌矿。其中前两种砂矿分布最广。铌铁矿及褐钇铌矿分布局限,由于它们在基 第三篇我国典型金属矿床找矿新方法新技术与成矿规律预测及评价 岩中含量低,不耐磨。搬运距离较短,或原地风化成矿,或富集于残坡积层中。广东已 知有钽铌铁矿被搬运到 以外处富集成矿的,这在世界上也罕见。冲积砂矿矿体沿 河床分布,平面上呈树枝状、叶脉状。矿体呈层状、板状及透镜状。河流中下游砂矿, 矿体底板较平坦,微向下游倾斜。河谷基底如为碳酸盐岩,由于岩溶作用可形成岩溶凹 地砂矿。这时矿体的形态很不规则。冲积砂矿赋存于第四系冲积层中,沉积物主要为中 细砂、粗砂、砂砾以及含土砂、含砂粘土等,多未胶结。富矿体见于粒度较粗,矿物磨 圆度较大的松散砂层和砂砾层中。冲积砂矿矿体与上下围岩的界线有的清楚,这时,矿 体赋存于一定层位中,如砂砾层,矿层上下层位中的矿石晶位显著降低,组成也与含矿 层显著不同;大多数情况下是矿体与围岩界线不清,在同一层位中矿石品位从上到下有 从高到低的逐渐变化,这时只有根据重砂分析圈定矿体。残坡积砂矿及风化壳砂矿,矿 体多作扇状、透镜状及似层状,覆盖在黑云母花岗岩、混合岩等基岩上。残坡积砂矿的 厚度一般不大,沉积物多为亚粘土、沙土。含土的中细砂常是重矿物富集地段。风化壳 砂矿的厚度较大,有的可达数十米。砂矿厚度及其沿走向、倾向的变化受地形控制,一 般山顶、山脊上较厚,陡峭山坡厚度明显变薄,甚至基岩突出。风化壳砂矿矿层保持原 岩的产状和形态,岩石结构构造不变,仅岩石因风化疏松,矿物解离,便于采掘。 风化壳离子吸附型矿 这类矿床可依据提供物源的基岩进行分类,如片麻状花岗岩、黑云母花岗岩、白云 母花岗岩、花岗闪长岩、二长花岗岩、花岗斑岩、石英正长斑岩、煌斑岩、酸性熔岩及 凝灰岩等的风化壳离子吸附型稀土矿床。这从基岩岩石性质可大致了解风化矿床中的稀 土组成。按稀土组成,这类矿床可分出轻稀土及重稀土矿床两大类,前者矿石中 ( ) ,后者矿石中() 。鉴于重稀土元素中钇是量最大, 用途最广的稀土元素,重稀土矿床又根据钇的含量分出低钇重稀土矿床[( ) ] 、中钇重稀土矿床[() ]和高钇重稀土矿床[() ]三类。在轻稀土矿床中铕具有特殊的地球化学行为和了业利用价值,又可根据铕 含量分出低铕轻稀土矿床[( ) ]中铕轻稀土矿床[() ]和高铕轻稀土矿床[() ]三类。矿石稀土元素组成是稀土矿 床最重要的物理化学性质,它反映基岩的稀土元素配分特征和稀土元素的表生富集行 为,包含稀土成矿物质来源和矿床成因等多方面信息。矿石稀土元素组成更直接关系到 矿床的工业利用价值。按稀土组成所划分的风化壳离子吸附型矿床分类目前为稀土矿床 学界广泛采用。 (二)与沉积作用有关的矿床 海滨砂矿 海滨砂矿是世界开采锆石、独居石、磷钇矿、钛铁矿的主要矿床类型,也是目前我 第九章稀有稀土金属矿床找矿潜力与成矿规律预测 国开采锆石、磷钇矿的主要对象。海滨砂矿按成因可分为海成砂矿及海陆混合成因砂矿 两类,后者又可分出海河混合成因及海湖混合成因两种。海成砂矿的形成主要受海洋水 动力作用影响,矿体呈长条状沿海岸线分布,矿带断续延长数百公里。海河混成砂矿是 海水、河水水动力因素综合作用的结果,一般见于河口三角洲地区,矿体延伸与河流流 向大体一致。海湖混成砂矿常见于滨海氵 舄湖地带。总体看,海陆混合成因砂矿的意义 较小。 海成砂矿矿体多作层状。矿层产状一般微向海倾斜,底板平坦,与下伏岩层为渐变 关系。按从海到大陆方向,海成砂矿又可分出 类海潮区砂矿;沙堤砂矿;沙 地砂矿;堆积阶地砂矿。 海潮区砂矿直接分布于潮汐带,为国外较重要的砂矿类型。这类砂矿矿体多呈细长 条带状,平行海岸线分布。矿体一般较小,矿层较薄,有用矿物较富集,但品位不稳 定。沙堤砂矿呈狭窄长条状平行海岸线分布于海潮区砂矿的内侧,具矿层厚、储量大、 品位高、有用矿物种类多的特点。按其距海岸的远近,又可分出距海岸较远的古沙堤砂 矿和近海岸的近代沙堤砂矿。前者位于滨海地区的丘陵残山附近,有用矿物多富集在古 沙堤的中部和后鞍。近海岸的近代沙堤砂矿,矿体呈条带状,有用矿物富集于沙堤的前 鞍和后鞍。沙堤砂矿的工业意义极大。有时,数条沙堤平行展布可形成沙坝,沙坝砂矿 的宽度大。沙地砂矿见于沙堤或沙坝的内侧,介于沙堤和干涸氵 舄湖之间,呈较宽的条 带状。矿体为似层状,厚度稳定,下界平缓,垂直方向上表现为上富下贫。有用矿物富 集在松散的细、中粒石英砂层中,含泥细沙或含砾沙层一般为贫矿层。堆积阶地砂矿中 有用矿物富集于棕红色厚层沙质堆积阶地及白色薄层沙质堆积阶地,以及中细粒粘土质 沙或亚沙土中,矿物粒度细,分布面积大。矿体呈长条状,富矿常见于阶地前缘中央。 砂矿品位在垂直方向上贫富交替,总体上仍然是中、上部富,向下变贫。海南省万宁保 定海滨砂锆石矿床地貌如图 所示。 海滨砂矿多赋存于第四系全新统及上更新统中,以海相中细粒石英沙层和细粒沙层 中最为富集。其次,在粘土质中细粒沙层和含砾石沙层中也有富集。砾石层和粘土层很 少含矿或根本不含矿。砂矿的主要组成矿物为石英,其次有长石、云母和粘土,再次有 角闪石、绿泥石、绿帘石、石榴子石、电气石、磷灰石、磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿等。 稀有稀土矿物有锆石、独居石、磷钇矿、褐钇铌矿、黑稀金矿、复稀金矿以及榍石等。 其他有用矿物有锡石、黑钨矿、金红石、钛铁矿、锐钛矿以及刚玉和金等。在辽东滨海 砂矿中尚有金刚石的报道。供开采的矿物主要是钛铁矿、锆石、金红石、独居石和磷钇 矿。 现代沉积盐湖矿 盐湖矿主要分布在我国西部和北部广大的干旱和半干旱地区,是近年来寻找钾盐矿 产的主要对象。盐湖稀有金属矿主要指盐湖锂、铷、铯矿,特别是盐湖锂矿为世界上提 取锂金属的重要对象,也是我国今后获得锂的主要来源。盐湖锂矿又可以分出现代盐湖 第三篇我国典型金属矿床找矿新方法新技术与成矿规律预测及评价 锂矿和古盐湖锂矿两类。现代盐湖锂矿主要见于青海、西藏、新疆、内蒙古等地。古盐 湖锂矿已知有湖北潜江锂矿。潜江锂矿赋存于老第三纪始新世晚期到渐新世沉积的盐层 中。现代盐湖盐层,底部多由第四系更新统组成,剖面自下而上大体可分出粉沙层、含 泥粉沙层、粘土层及膏盐层。部分膏盐层及湖水属全新世产物。按盐类性质,含矿盐湖 可分出碳酸盐盐湖、硫酸盐盐湖及氯化物盐湖三类,相应于盐湖盐类沉积的三个阶段。 锂、钾、铷、铯矿化多见于后一阶段的氯化物盐湖内。 图 海南万宁保定海滨砂矿床地貌简图 海潮区;沙堤;堤间凹地;沙地;连岛古沙堤;干涸氵 舄湖; 海河混成千涸氵 舄湖;坡积裙;花岗岩 视湖水的干涸程度,含矿盐湖可分出卤水湖、干盐滩以及卤水湖与干盐滩共存的三 类。卤水湖终年积聚卤水。干盐滩上湖水多已干涸。随季节变化和水量变化,干盐滩下 的低洼地段在水量大时也聚集卤水,此时干盐滩与卤水湖共存。盐类矿产多形成于盐湖 形成的后期,卤水湖与干盐滩共存时。浓缩的卤水湖是盐类矿产,尤其是锂、钾、铷、 第九章稀有稀土金属矿床找矿潜力与成矿规律预测 铯矿化的有利场所。 盐湖锂矿多为液体矿,赋矿卤水分湖水、晶间卤水及孔隙卤水三种,以晶间卤水含 锂最富。在垂直剖面上,湖水在最上部,其下为晶间卤水,再下为孔隙卤水层(图 ) 。 图 青海柴达木盆地别勒滩卤水液体矿剖面示意图 (根据青海省地质局第一地质队, 青海盐湖钾镁矿床别勒滩储量勘探报告 ,) 和一号矿体和二号矿体; 和 一号矿体晶间卤水矿和孔隙卤水矿; 和 二号矿体晶间卤水矿和晶间卤水与孔隙卤水共存矿; 中下更新统; 和 上更新统第一盐层和第二盐层; 和 上更新统第一和 第二含盐粘土粉沙层; 全新统石盐层; 全新统含盐粘土粉沙层 盐湖卤水随气候和水文条件变化,不断浓缩或稀释,湖水、晶间卤水和孔隙卤水分 布的范围和厚度也不断变化,锂、铷、铯的品位也随之变化。锂、铷、铯常与氯结合赋 存在卤水中。据郑绵平等()报道,在西藏谷露、色米、搭格架等热泉中铯呈水合 物与硅的水合物相结合,赋存在含水蛋白石等硅华中。 古代沉积磷矿 富稀土元素的古代沉积磷矿广泛分布于云南、贵州、四川等省。除四川见有属上泥 盆统磷矿层外,多数矿层位于震旦系顶部沉积间断面上,时代属早寒武世。磷矿层可进 一步分出富稀土元素的硅质磷矿层和富稀土元素的白云质磷矿层。前者主要由胶磷矿、 石英、玉髓、黄铁矿、褐铁矿以及蛇纹石等组成。后者主要由白云石、胶磷矿、细晶磷 灰石、方解石、黄铁矿、水云母等组成。磷矿体呈层状及透镜状,矿石以鲕状结构、条 带状结构及块状结构为最常见。矿石中除磷外,可利用的元素主要是稀土元素,特别是 钇组稀土元素,其次尚有 、、、 等。稀土元素主要赋存在胶磷矿中,各类矿石 的 与 呈正消长关系。稀土元素在胶磷矿中可能以类质同象形式存在。 第三篇我国典型金属矿床找矿新方法新技术与成矿规律预测及评价 二、内生矿床 (一)与基性一超基性岩有关的矿床 这类矿床主要产出轻稀土矿物。含矿岩石见有磷灰石透辉石岩、次透辉石岩、透辉 石钾长石岩、角闪辉石岩等。矿体呈脉状或似层状、透镜状赋存在岩石中。矿石矿物主 要是磷灰石、磁铁矿、钛铁矿及稀土矿物。后者主要是独居石,其次见有硅钛铈矿及稀 土磷灰石。脉石矿物除辉石、透辉石、角闪石、钾长石外,尚有黑云母、蛇纹石、绿帘 石、斜长石及方解石等。这类稀土矿床的规模一般较小。 (二)与碱性岩碳酸岩有关的矿床 碱性岩碳酸岩型 这是国内最重要的铌和稀土金属储量最大的矿床类型。与成矿有关的岩石多分布于 较稳定的地台区或其边缘,常沿深断裂分布。成矿物质具深源或幔源特征。成矿岩石呈 岩株、岩瘤、岩脉、岩床等形式产出,岩石形成时代从元古宙到第三纪。这类矿床含有 多种多样的稀有稀土矿物,具工业价值的矿物有硅铍钇矿、兴安石、铌铁矿、烧绿石、 铌金红石、褐钇铌矿、易解石、铈铌钙钛矿、独居石、氟碳铈矿、氟碳钙铈矿、硅钛铈 矿、绿层硅钛铈矿以及锆石等。稀有稀土矿物呈浸染状,间或呈细脉浸染状赋存在岩石 中。矿体与围岩无明确界线,稀有稀土金属达到工业品位要求的即构成矿体。在这类矿 床上常发育交代蚀变作用,以霓长岩化及碳酸盐化最常见。前者包括霓石化、钠闪石 化、钠长石化及微斜长石化等,后者见有方解石化、白云石化、铁白云石化以及菱铁矿 化等。此外,萤石化和重晶石化也常见。这类矿床可进一步分出如下几个亚类与碱 性花岗岩有关的 、、、、 矿床,如内蒙古巴尔哲;与英碱正长岩 有关的 矿床,如四川冕宁牦牛坪;与正长岩或正长斑岩有关的 矿床, 如山东微山郗山;与霞石正长岩或霓霞正长岩有关的 、 矿床,如辽宁凤城 赛马;与粗面岩或正长岩碳酸岩有关的 、 矿床,如内蒙古白云鄂博及湖 北竹山庙垭。 上述第五亚类矿床有时又简称碳酸岩型矿床。其中湖北竹山庙垭矿床,成矿岩石为 正长岩和碳酸岩。在内蒙古白云鄂博矿床,与成矿有关的岩石除见有呈层状产出的粗面 质凝灰岩及呈脉状产出的碳酸岩外,主要产出大量呈层状产出的含矿碳酸盐岩石 含 矿大理岩。粗面质凝灰岩及碳酸岩脉为碱性岩碳酸岩岩浆喷出地表或近地表产物。含 矿大理岩具层状产状,成矿物质来自深处,具幔源特征。有关矿床成因,国内存在很大 争论。笔者认为,含大量 、 及挥发分的碱性岩碳酸岩岩浆火山沉积成矿最 可能是内蒙古白云鄂博矿床的主要成矿机制。 第九章稀有稀土金属矿床找矿潜力与成矿规律预测 碱性伟晶岩型、接触交代型和热液脉型 这三类是指与碱性岩碳酸岩岩浆活动有关的碱性伟晶岩矿床、与碱性岩有关的接 触交代矿床和热液脉矿床。第一类矿床见于四川会理路枯,碱性伟晶岩与碱性细晶岩共 同产出。第二类矿床见于辽宁赛马,矿体赋存于霓霞正长岩与大理岩之间的接触交代岩 中。第三类矿床见于全国各地碱性岩碳酸岩产出地区的外接触带围岩中。这三类矿床 的矿物组成相似,主要脉石矿物有钾长石、钠长石、霓石或霓辉石、钠闪石或钠铁闪 石、黑云母、方解石、白云石、萤石、重晶石、磷灰石,有时见有霞石。稀有稀土矿物 主要有烧绿石、褐钇铌矿、铌钙矿、独居石、氟碳铈矿、硅钛铈矿、锆石等。这三类矿 床的矿体产状和矿石结构构造迥然不同,这从三类矿床的名称便可看出。这三类矿床常 与上述碱性岩碳酸岩型矿床,共见于一个矿区,稀有稀土金属矿化相对较弱。 (三)与酸性岩有关的矿床 目前已知,在内生矿床中这类矿床的数量最大,研究工作最多,其中产出多种多样 的稀有稀土金属,特别是 、、、、 是国内以前开发利用的主要对象。与成 矿有关的岩石主要分布在不同时期的造山带内,多呈岩株、岩瘤、岩脉等形式产出,或 为岩基状复式岩体的晚期成员,主要见有黑云母花岗岩、二云母花岗岩和白云母花岗 岩,其次有角闪石黑云母花岗岩,甚至花岗闪长岩。岩石形成时代不一,从太古宙直到 燕山期。与酸性岩有关的矿床具工业价值的稀有稀土矿物主要有锂辉石、磷锂铝石、锂 云母、铯沸石、绿柱石、硅铍钇矿、羟硅铍石、金绿宝石、日光榴石、铍榴石、铌铁 矿、铌锰矿、钽铁矿、钽锰矿、铌钽铁矿、细晶石、锆石、铪锆石、独居石、磷钇矿 等。稀有稀土矿物在矿体中或呈浸染状分布,或呈集合体块状、囊状体分布。带状构造 是这类矿床的共同特征。通常从矿体边缘向中心方向可分出在结构上和矿物组成上不同 的带。交代蚀变作用也是这类矿床的常具特征,有钠长石化、云英岩化、白云母化、锂 云母化、硅化、电气石化、黄玉化、萤石化以及粘土化等,常参与不同结构带的构成。 稀有稀土矿物通常富集在交代蚀变作用强烈的地带或地段内。 花岗岩型 花岗岩型矿床广泛分布在全国各地,尤其集中在华南,成矿时代多为燕山期。这类 矿床是指稀有稀土金属矿化赋存在花岗岩体内的矿床而言,包括矿化花岗岩、矿化云英 岩以及岩体内的矿化细小石英长石脉,也包括矿化细晶岩脉。矿化花岗岩中的稀有稀土 矿物多呈浸染状分布。云英岩、石英长石脉中的呈浸染状及集合体囊状分布。花岗岩中 矿化常富集在岩体的尖顶突出部位,从岩体最上部到深部稀有稀土金属品位逐渐降低。 这类矿床又可分出若干亚类黑云母花岗岩 、 矿床;黑云母花岗岩 、 矿床;黑鳞云母钠长石化花岗岩 矿床;二云母钠长石化花岗岩 矿床;白云母钠长石化花岗岩 矿床;锂白云母钠长石化花岗岩 、 矿 床;锂云母钠长石花岗岩 、、、矿床。 第三篇我国典型金属矿床找矿新方法新技术与成矿规律预测及评价 花岗伟晶岩型 花岗伟晶岩矿床广泛见于全国各地。有工业价值的伟晶岩矿床成矿时代多为海西 印支期。含矿伟晶岩的母岩主要是黑云母花岗岩、二云母花岗岩、混合花岗岩及片麻状 花岗岩。 矿化伟晶岩多赋存在花岗岩体外接触带围岩中。据统计,矿化伟晶岩的围岩多为角 闪岩相变质岩。根据选岩矿物及稀有稀土矿物组合不同,伟晶岩矿床可进一步分类。根 据云母类矿物可分出黑云母伟晶岩类、二云母伟晶岩类、白云母伟晶岩类以及锂云母伟 晶岩类。结合其他造岩矿物及稀有稀土金属,花岗伟晶岩矿床可分出如下亚类黑 云母更长石微斜长石伟晶岩型 、 矿床;二云母钠长石微斜长石伟晶岩型 、 、 矿床;白云母钠长石微斜长石伟晶岩型 、、 矿床;白云母钠长 石微斜长石锂辉石伟晶岩型 、、、 矿床;锂云母钠长石锂辉石伟晶岩型 、、、、、、 矿床。 在个别矿区,从花岗岩体接触带向外可以见到上述从第一亚类到第五亚类伟晶岩矿 床的空间带状分布。愈远离花岗岩体,伟晶岩中交代蚀变作用愈强烈,挥发组分愈富 集,稀有稀土金属矿化愈多样,愈发育。 接触交代型和热液脉型 这两类矿床均属于与花岗岩岩浆活动有关的气成热液(交代或充填)矿床。前一类 矿床又可分为两类。一类是一般夕卡岩矿床,夕卡岩中铍矿物日光榴石、铍榴石与铅锌 硫化物共生,如江西安远碛肚山。另一类是条纹岩矿床,产出大量金绿宝石、塔菲石, 以及锂云母、锂铍石及铍镁晶石等锂、铍矿物,仅见于湖南临武香花岭。条纹岩矿床的 、储量大,选矿难度也大,目前工业上尚未利用。后一类矿床以石英脉或石英长 石脉为主,主要产出铍矿物,绿柱石常与黑钨矿、辉钼矿、辉铋矿等共生。有时见到几 乎全为绿柱石充填的绿柱石脉。这一类多为中小型矿床。云南中甸麻花坪产出大型石英 脉型 矿。铍矿物除以绿柱石为主外,尚见有蓝柱石及硅铍石。矿脉赋存在隐伏岩体 外接触带大理岩中,十分罕见。此外,在广东见有产出独居石(又名网顶石)的石英 脉。 火山热液型 这类矿床赋存在火山岩中,发育 、、 矿化。赋矿或成矿岩石有流纹英安岩、 流纹岩、酸性凝灰岩以及这些岩石中的次火山岩、花岗斑岩及细晶岩等。岩石形成时代 为燕山期。岩石普遍受到交代蚀变作用,如云英岩化、钠长石化、硅化、萤石化、黄玉 化、绢云母化以及泥化。稀有稀土矿物见有绿柱石、日光榴石、硅铍石、羟硅铍石、铌 铁矿、锆石等,常与萤石共生。此外常见辉钼矿、钼铅矿及闪锌矿等金属矿物。稀有稀 土矿物在岩石中呈浸染状及细脉浸染状分布。矿体与围岩无明显界限,矿体范围由元素 品位圈定。这类矿床被发现和确定得较晚,在工业上尚未开发利用。 第九章稀有稀土金属矿床找矿潜力与成矿规律预测 三、变质矿床 (一)与沉积变质有关的矿床 这类矿床由于岩石变质,较难准确恢复原岩,一些矿床成因问题还不十分清楚,大 体上可分出正常沉积变质矿床和火山沉积变质矿床两类。至于有关变质热液参与成矿 作用问题,尚没有详细研究。正常沉积变质矿床可以辽宁辽阳生铁岭为例。矿区内赋矿 岩石为,钠长浅粒岩、磁铁浅粒岩及黑云变粒岩。矿体由含独居石的重晶石磁铁矿岩构 成,与围岩界线清楚,矿体顶、底板与围岩接触处有一清楚的黑云母带。矿体呈扁豆体 状,相互平行排列,与围岩产状整合。主要矿石矿物是磁铁矿、赤铁矿、独居石和稀土 磷灰石,脉石矿物有石英、黑云母、重晶石、绿泥石等。生铁岭矿床形成于元古宙,独 居石 同位素地质年龄为 。 火山沉积变质矿床可以湖北应山广水为例。矿区内赋矿岩石为二长浅粒岩、钾长 浅粒岩、钠长浅粒岩以及钠长白云变粒岩。矿石可分出浅粒岩型及变粒岩型两类,以前 者为主。两类矿石呈互层产出,相互间渐变过渡,矿体与围岩间也为渐变过渡。两类矿 石的稀有稀土矿物大致相同,主要有硅铍钇矿、褐钇铌矿及磷钇矿,其次有锆石、榍石 及褐帘石,呈浸染状赋存在岩石中。浅粒岩矿石的脉石矿物有钠长石、微斜长石、石英 及少量白云母,变粒岩矿石的脉石矿物主要为钠长石、石英和