个旧青竹坡离子吸附型风化壳稀土矿地质特征及成矿规律

个旧青竹坡离子吸附型风化壳稀土矿地质特征及成矿规律

马建炳 黄兆熙 钱程

（云南省有色地质局三 0八队，云南 昆明 650214）

摘要：通过预查和普查工作，用地质调查和槽探、钻探等工程手段，基本查明个旧青竹坡稀土矿的地质特征和成矿规律，认为该稀土矿的稀土离子以吸附形式赋存于神仙水花岗岩岩体及贾沙二长岩、石英二长岩岩体风化壳中，矿体总体受地形及风化壳的发育程度、剥蚀程度控制。

关键词：风化淋滤富集、离子吸附、黑云母花岗岩体、含矿风化壳、成矿规律

第一作者简介：马建炳（1990年—），男，回族，云南大理人，2012年生毕业于中国矿业大学，地质工程师，现主要从事矿产勘查与找矿工作。

1 引言

个旧青竹坡稀土矿位于个旧市区240°方向，直线平距20公里处，属传统的“个旧西部矿区”。大地构造上位于滨太平洋构造域边缘与特提斯构造相接部位；中国东南微板块西南缘右江陆缘盆地的南盘江凹断褶束的西南隅。

1 矿区地质特征

青竹坡稀土矿产于贾沙岩体和神仙水岩体南部边缘地段，主要由二长岩、石英二长岩及黑云母花岗岩风化淋滤富集而成。矿区断裂构造发育，主要出露第四系（Q）、上三叠统(T₃)、中三叠统法郎组（T₂f）等地层。

1.1 地层

区内出露地层主要是三叠系法郎组（T₂f），第四系及大理岩。其岩性由新到老简述如下：

（1）第四系（Q）:为棕红色、棕黄色粘土组成的残坡积层和由沙砾、岩块等组成的洪积层，主要分布于山间洼地及缓坡地带，厚度0－3.8米。

（2）上三叠统(T₃):为黑色碳质、粉砂质板岩、石英粉砂岩、砂岩、砂质页岩、碳质页岩组成不等厚互层，间夹灰岩透镜体，透镜状无烟煤层，主要分布于矿区中部，神仙水花岗岩体南部边缘。

（3）中三叠统法郎组（T₂f）:为一套粉砂岩、页岩、泥质灰岩、石灰岩、砂质页岩的地层，该地层自北向南贯穿矿区，呈扫帚状向南散开，呈北西-北东走向，主体倾向为北西，厚度大于1000米。与下伏个旧组整合接触。

大理岩零星分布于二长岩及黑云母花岗岩的岩体内部，呈白色、灰白色，细晶结构。主要由方解石及少量的矽卡岩矿物组成。

1.2 构造

矿区内断裂构造较发育，贾沙复向斜褶皱构造主轴从矿区中部通过。沿轴部发育一系列的断裂构造，主要有普沙河断裂、F₁断裂、F₂断裂、F₃断裂。

1.3 岩浆岩

矿区内出露的岩浆岩体主要为矿区东部的神仙水花岗岩岩体和矿区西部的贾沙二长岩、石英二长岩岩体

有黑云母花岗岩、二长岩、石英二长岩、正长岩及辉长岩，这些不同类型的岩浆岩集中分布于矿区的北部及东部地区。其中，黑云母花岗岩出露于矿区的北东部，属于个旧西区神仙水黑云母花岗岩体的南端，该岩体风化壳较为发育，含有一定品位的稀土；二长岩和石英二长岩在矿区内分布较为零星，出露面积较小，多数都被黑云母花岗岩所包围，是区内较为重要的成矿母岩。

2 矿体（层）特征

2.1 含矿风化壳地质特征

区内主要为铈族轻稀土矿，稀土离子以吸附形式赋存于神仙水花岗岩岩体及贾沙二长岩、石英二长岩岩体风化壳中。其中黑云母花岗岩岩体风化壳面积最大，分布于矿区北东部；二长岩岩体风化壳零星分布于矿区北部；石英二长风化壳面积最小，分布于矿区北部及西部。

风化壳分布范围及形态受地形地貌、水系发育程度的控制，大致呈面型分布，平面形态不规则。由于被沟谷、溪流及冲积层分割，在矿区内，由3种不同类型的岩石风化形成5个不连续的块段，块段内风化壳连续性较好。尽管岩石类型不同，但所形成的风化壳在空间上不可分割，在稀土矿的成矿性质上差别不大。风化壳在山包或山梁平缓的地段厚度较大，而在山坡及沟谷，由于剥蚀作用较强，厚度相对较小，在沟谷地表径流两侧最薄。

2.2 矿体（层）特征

矿区稀土矿床主要产于黑云母花岗岩、二长岩、石英二长岩风化壳中，含矿风化壳主要分布于普洒河两侧平缓的山坡及山脊地段。矿体平面形态总体受地形及风化壳的发育程度、剥蚀程度控制。矿体边界不规则，多数呈港湾状、不规则状。矿体剖面上的形态与地形有着密切的关系，矿体顺山脊侧伏延伸，顺山坡坡向倾斜，呈缓倾斜似层状及透镜状沿地形变化呈波状起伏展布（图1）。

图1 青竹坡稀土矿地质剖面图

矿体层厚度主要受风化壳发育程度控制，矿体的厚大部位多分布于缓坡之间的鞍部及山脊两侧的缓坡地带。在地形相对较为平缓风化壳深厚的山顶和山脊地段，矿体厚度较大且较为连续稳定，地形坡度较陡的山坡两翼及坡脚，以及沟谷地表径流两侧切割较深地段，矿体较薄且连续性相对较差。

2.3 矿石质量

经取样鉴定：矿区矿石矿物成分主要有高岭石、埃洛石等粘土矿物及长石、石英、云母等残留原岩矿物，副矿物主要有磁铁矿、赤褐铁矿、钛铁矿。

矿石化学特征以富二氧化硅、氧化钾、氧化铝为特征，为铝过饱和系列。矿石矿物以钾长石含量高，K

₂O大于Na₂O，TiO₂、Fe₂O₃、MgO及CaO含量较低。矿区风化花岗岩、二长岩风化壳的主要化学成分见表1。

表1 青竹坡稀土矿风化壳矿石化学成分表

矿区矿石主要为中低品位矿石，综合平均轻稀土元素（La－Eu）占稀土总量的约89%，重稀土元素（Gd－Lu+Y）占稀土总量的约11%，矿区内二长岩、石英二长岩及黑云母花岗岩风化形成的稀土矿均以轻稀土元素为主。根据风化壳微量元素的含量分析结果，含矿风化壳各微量元素含量较低，无工业价值。

3 成矿规律

3.1 风化壳中稀土元素富集规律

（1）物源条件

该离子吸附型稀土矿是通过二长岩、石英二长岩及黑云母花岗岩等基岩的风化作用将基岩矿物中的稀土元素析出，同时在表生作用下形成的大量粘土矿物，成为稀土元素的吸附载体。当基岩风化作用析出的稀土离子和形成的粘土矿物达到一定的比例时，便具备了形成稀土矿床的物源条件基础。

基岩风化作用的条件及稀土元素的富集必须是相对温暖潮湿的气候环境，相对稳定的构造运动下形成的缓坡地貌，有利的原岩及一定的稀土元素丰度，又有易于稀土离子析出的矿物组合和适宜的岩石组构等。

（2）风化壳中的pH值条件

风化壳中，一般表土层因富含有机质呈弱酸性，由浅至深，随着有机质的含量逐渐降低，pH值逐渐升高。全风化壳pH值一般为5.0～7.0，半风化壳pH值一般为6.0～7.0。由于pH值的增高，使粘土矿物表面更多地被OH^— 基团占据，以带有更多负电荷，增强了对稀土阳离子的吸附能力，因此风化壳中由上向下随pH值的升高将导致稀土元素自上而下的迁移。

（3）稀土元素的迁移与分异

风化壳中，不同稀土元素自上而下的迁移能力是不同的。Eu在风化壳垂直剖面上均有向下迁移、富集的趋势，一般在全风化壳下部和半风化壳上部形成富集；因在酸性介质中Ce³⁺易被氧化成CeO₂沉淀，导致其在表土层富集，在全风化壳和半风化壳均强烈亏损。

在风化壳垂直剖面上，从上而下轻稀土降低而重稀土增高，稀土元素在风化壳剖面上迁移与分异作用能够改变稀土元素的分布，当作用强烈时能够使基岩稀土元素分布得到较大改造，这也是在相同的原岩条件下，风化壳不同部位能够形成不同配分类型的矿床的原因。

3.2 成矿作用

区内富含稀土的花岗岩、二长岩岩体在地表遭受风化，硅酸盐和稀土矿物一同被破坏、分解，其分解出来的稀土元素以离子状态进入到溶液中，除了部分被水带走外，大部分被长石等造岩矿物次生的高岭石、埃洛石等粘土矿物吸附成矿；随着风化剥蚀作用的不断进行，风化岩石逐渐向深部发育，原风化壳中的稀土阳离子逐步淋滤向下，进一步富集成矿。

在风化带中，介质程弱碱性，稀土元素在水溶液中的溶释能力较差，而此时形成的粘土矿物也较少，故稀土的富集较低。在完全风化带中，介质程酸性，稀土在溶液中的溶释能力相对较大，加之此时已有大量粘土矿物存在，有利于稀土离子的吸附，故此带稀土离子的次生富集程度最高。在残坡积层中，虽然介质也程弱酸性，粘土含量也较高，但由于Fe(OH)₃的大量存在，与粘土矿物发生胶体凝聚与电性中合作用，故粘土矿物对稀土元素的吸附量也减小，大量稀土离子被地表径流带走，从而造成稀土元素在地表残坡层的含量相对较低。

4 结论

（1）个旧青竹坡离子吸附型风化壳稀土矿稀土矿主要由二长岩、石英二长岩及黑云母花岗岩风化淋滤富集而成。

（2）该稀土矿的稀土元素在风化壳中，从浅部至深部轻稀土降低而重稀土增高。

参考文献

【1】彭留伟等.云南省个旧市青竹坡稀土矿普查报告【R】.云南省有色地质局308队，2014.8

【2】尹家和、杨勇.云南个旧青竹坡稀土矿矿床特征及形成条件【J】.地球，2015.3

【3】杨岳清等.离子吸附型稀土矿床成矿地质特征及找矿方向【C】.中国地质科学院矿床地质研究所文集（2），1981

Geological Characteristics and Metallogenic Regularity of Gejiu Qingzhupo Ion Adsorption Weathered Crust Rare Earth Deposit

Ma jianbing

(GEOLOGICAL TEAM 308 OF YUNNAN NON-FERROUS METALS GEOLOGICAL BUREAU,Kunming yunnan 650214, China)

Abstrct:Based on the analysis of the geological characteristics and metallogenic regularity of the Qingzhupo rare earth deposit in Gejiu, it is considered that the rare earth ions of Qingzhupo rare earth deposit occur in the weathering crust of Shenxianshui granite body and Jasha monzonite and quartz monzonite body in the form of adsorption. The ore body is generally controlled by the development degree and denudation degree of landform and weathering crust.

Key Words:Weathering leaching and enrichment, ion adsorption, biotite granite body, ore-bearing weathering crust and metallogenic regularity