离子吸附型稀土资源研究进展、存在问题及今后研究方向
王登红, 赵芝, 于扬, 赵汀, 李建康, 代晶晶, 刘新星, 何晗晗
稀土是中国的优势矿产资源,但真正引起世人瞩目的是离子吸附型稀土矿,尤其是其中的中稀土、重稀土成分。离子吸附型稀土矿是中国极其重要、全球罕见的矿床类型。自1969年发现至今的四十多年来,对其成矿机制、富集规律、开采方式、环境保护等方面的研究取得了显著进展。本文从离子吸附型稀土矿床成矿理论、勘查技术方法、资源综合利用及矿政管理等方面评述了近年来取得的进展及存在的问题,重点分析了合理评价资源储量、储量优化开采利用方案、加强稀土开发管理等方面存在的亟待解决的现实问题。本文认为现行的稀土矿产地质勘查规范已经不适应当前的形势,需要修改;当前对离子吸附型稀土矿产实行不分单元素矿种的资源分类方式也不利于资源的充分利用,需要建立单元素稀土矿种的评价、管理体系;对于矿业权设置和开采总量控制指标等方面的管理工作今后只能加强不能放松。
关键词: 离子吸附型稀土矿床, 成矿机制, 勘查技术, 开采方式, 矿政管理
湘南骑田岭矿集区深部探测剖面的稀土元素地球化学特征
何晗晗, 李建康, 李超, 苏晓云, 赵芝, 张怡军, 王国瑞
湖南骑田岭白石渡—飞仙镇剖面是我国深部探测专项工作实施的重点剖面之一,前人对该剖面穿过的骑田岭岩体稀土元素特征开展了大量研究工作,但并未系统地就岩体、风化壳及其邻近的地层等各地质单元稀土元素地球化学特征作出分析。本文运用电感耦合等离子体质谱技术,对该剖面穿切的5种地质单元(灰岩岩屑、砂岩岩屑、第四纪残破积黏土、花岗岩及花岗岩风化壳)的稀土元素含量进行分析。结果表明:①剖面中各地质体的稀土配分曲线均为轻稀土富集型,但稀土总量存在显著的差异,骑田岭花岗岩风化壳的稀土含量最高(均值605×10-6),灰岩的稀土含量最低(均值154.3×10-6);对于相同岩石类型的岩性,其稀土总量也存在着较大差异,往往是越靠近岩体的地层其稀土元素含量越高;②结合REEs-Y/ΣREEs、ΣREEs-δEu图解及前人对花岗岩中锇同位素示踪结果,推测骑田岭花岗岩混入了较多的幔源物质;③骑田岭花岗岩风化壳的稀土含量(RE2O3平均含量814.8×10-6)超过了离子吸附型稀土矿床的边界品位(重稀土RE2O3 0.05%,轻稀土0.07%)。研究指出,骑田岭矿集区的稀土是否以离子吸附状态存在以及能否构成工业矿床有待进一步评价。
关键词: 骑田岭矿集区, 白石渡—飞仙镇剖面, 稀土元素, 地球化学特征
南岭东段淋洋岩体的锆石铀-铅定年及其构造和成矿意义
孙艳, 李建康, 陈振宇, 陈郑辉, 侯可军, 赵正
南岭东段淋洋岩体研究程度低,成岩时代众说纷纭,其主要由中细-中粗粒斑状黑云(二云)花岗岩组成。本研究运用激光剥蚀-多接收器电感耦合等离子体质谱(LA-MC-ICPMS)对岩体进行锆石U-Pb精确测年。定年结果表明,淋洋岩体某一断层附近花岗岩的成岩年龄为(233.1±1.3) Ma(MSWD=1.11),下村矿点附近岩体的成岩年龄为(243.3±2.1) Ma(MSWD=2.3),二者均属于印支期,说明淋洋岩体形成于印支期陆陆碰撞和地壳抬升和增厚的构造环境,暗示淋洋岩体可能存在印支期或燕山期的成矿作用,具有进一步研究的价值。
关键词: 淋洋岩体, 下村矿点, 锆石LA-MC-ICPMS, U-Pb定年, 成岩时代, 印支期
江西赣县韩坊岩体的成岩时代及成矿条件分析
李建康, 陈振宇, 陈郑辉, 侯可军, 赵正
选择我国重要的离子吸附型稀土矿床产地——韩坊花岗岩体开展了锆石激光剥蚀-多接收器电感耦合等离子体质谱法(LA-MC-ICPMS)定年工作。研究结果表明,岩体中锆石的晶型较完整,环带明显,属于典型的岩浆锆石; 韩坊岩体存在两期岩浆活动,粗粒黑云二长花岗岩形成于加里东期,而细粒黑云二长花岗岩形成于燕山早期。加里东期的花岗岩是扬子陆块与华夏陆块拼接的结果,燕山期花岗岩是古太平洋板块向华南板块俯冲而导致岩石圈拆沉和减薄的结果。如果说南岭燕山期花岗岩控制了大规模钨锡成矿作用的发生,则加里东期花岗岩对南岭离子吸附型稀土矿床的形成具有重要贡献。加里东期的花岗岩含有褐帘石、锆石、萤石等易风化的富稀土副矿物,且因经受多起构造事件,断裂发育,加之多位于炎热多雨的地理位置,易于遭受强烈的风化作用。因此,易于形成离子吸附型稀土矿床。
关键词: 韩坊岩体, LA-MC-ICPMS, U-Pb定年, 加里东期, 离子吸附型稀土矿床
赣南吉埠黄沙岩体的锆石铀-铅年代学研究及其地质意义
郑国栋, 李建康, 陈振宇, 陈郑辉, 侯可军, 赵芝
赣南地区吉埠黄沙岩体的风化壳产出离子吸附型稀土矿床,但对其年代归属缺乏准确认识。利用从黄沙岩体风化壳中挑选出的锆石,开展了U-Pb法年代学研究。激光剥蚀-多接收器电感耦合等离子体质谱法(LA-MC-ICPMS)分析表明,岩体的206Pb/238U加权平均年龄为(242.5±1.8)Ma,说明吉埠黄沙岩体的成岩时代为印支期初期,而不是前任推断的燕山期。结合南岭区域发现的其他印支期岩体可知,印支运动在华南地区具有广泛影响,岩浆活动规模和出露面积较以往认识增大。纬度较高的黄沙岩体发生稀土矿化的事实进一步说明,1∶20万兴国幅、井冈山幅,乃至宁化幅内的印支期岩体也具有发生稀土矿化的条件,在今后的找矿工作中应给予重视。
关键词: 吉埠黄沙岩体, LA-MC-ICPMS, U-Pb定年, 印支期, 稀土矿床
应用X射线荧光光谱-电感耦合等离子体质谱法研究湖南传梓源地区稀有金属矿床伟晶岩地球化学特征
文春华, 罗小亚, 李胜苗, 李建康
doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2015.03.017
本文利用X射线荧光光谱和电感耦合等离子体质谱分析技术对传梓源地区锂辉石伟晶岩、钠长石伟晶岩和钾长石伟晶岩开展研究, 获得三种类型伟晶岩地球化学特征。锂辉石伟晶岩具高Al2O3(16.23%~16.4%)、高K2O(3.05%~5.22%)和高分异指数(DI=91.13~94.9), 微量元素富集Rb、K而亏损Ba、Sr、Ti, 稀土元素含量低(ΣREEs=2.9×10-6~3.5×10-6); 钠长石伟晶岩富Na2O(5.58%~7.41%)而贫K2O(0.98%~2.62%), 微量元素Rb/Sr值相对于锂辉石伟晶岩呈降低变化而稀土元素为升高变化; 钾长石伟晶岩富K2O(9.13%)而贫Na2O(1.69%), 微量元素Zr/Hf和K/Rb值相对于锂辉石伟晶岩和钠长石伟晶岩呈升高变化的特征。表明岩浆在演化过程中发生了不混溶作用、钠长石交代作用和钾长石交代作用, 分别形成了Li、Rb矿化锂辉石伟晶岩, Nb、Ta、Be矿化钠长石伟晶岩和无矿化钾长石伟晶岩, 这些地球化学特征是稀有金属矿床找矿地球化学标志。
关键词: X射线荧光光谱法, 电感耦合等离子体质谱法, 传梓源地区稀有金属矿床, 地球化学特征, 锂辉石伟晶岩, 钠长石伟晶岩, 钾长石伟晶岩
广西大厂锡多金属矿区深部碳酸盐岩的稀土元素特征及其地质意义
秦燕, 王登红, 梁婷, 李建康, 侯可军
广西大厂巴里地区锡多金属矿体经过多年的快速开采,导致浅部资源枯竭,深部找矿迫在眉睫。本文以广西大厂超大型锡多金属矿区深部钻探ZK39-1钻孔(钻孔深度1580 m)获得的新鲜岩心为研究对象,采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)详细分析了该钻孔钻遇的泥盆系中下统灰岩样品的稀土元素含量(REEs),以期为深部找矿提供依据。研究结果表明,稀土元素总量(ΣREEs)为3.49~261.07 μg/g,稀土总量变化较大,且岩心样品在顶部与底部相差较大,其中1100~1580 m之间岩心样品ΣREEs(3.49~45.81 μg/g)明显低于1100 m以浅稀土总量(188.96~242.36 μg/g),达到了区域背景值的10倍左右,且远超过普通沉积成因的石灰岩;轻稀土与重稀土比值LREEs/HREEs为2.96~10.04,反映了该区轻、重稀土元素分馏程度较高,δEu为0.11~1.00,δCe为0.53~0.99;球粒陨石标准化分布型式图呈“右倾”轻稀土富集型。10~1100 m之间样品Eu异常不明显,1100~1580 m之间样品Eu明显亏损,顶部到底部Ce亏损逐渐降低。1100~1580 m之间岩心样品球粒陨石标准化型式图与大厂花岗岩型式图相似,认为这套碳酸盐岩可能受到了花岗岩浆热液的蚀变作用,指示深部可能还存在岩浆热液成因或矽卡岩型多金属矿化,即在近花岗岩部位或花岗岩与围岩接触带部位存在“第三成矿空间”。
关键词: 碳酸盐岩, 稀土元素, 深部找矿, 广西大厂超大型锡矿
内蒙古武川县赵井沟铌钽多金属矿床白云母40Ar-39Ar同位素年龄及地质意义
高允, 孙艳, 赵芝, 李建康, 何晗晗, 杨岳清
doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201612290190
内蒙古赵井沟铌钽多金属矿是近年来取得较大找矿进展的大型稀有金属矿床,初步探明铌钽氧化物储量超过8200吨,前人对其矿床地质特征已有初步研究,但其成矿时代尚未精确厘定。本文以赵井沟铌钽多金属矿区内天河石花岗伟晶岩脉中的白云母为研究对象,利用40Ar-39Ar同位素年代学方法,以确定其成矿时代。研究发现矿区内铌钽矿化主要赋存在碱长花岗岩、碱长花岗细晶岩、云英岩和天河石花岗伟晶岩中,且铌钽矿物与白云母同时形成,有重要的共生关系,故本次研究获得的白云母坪年龄123.57±0.66 Ma和等时线年龄124.0±2.0 Ma具有地质意义,可代表成矿年龄。这一成果表明赵井沟铌钽多金属矿床形成于燕山晚期(至少延续至早白垩世),与前人获得的锆石年龄有较大差异,这对分析其矿床成因有重要意义。同时,结合区域地质资料,本文认为华北地台北缘内蒙古地轴中部在燕山运动的晚期存在一次重要的稀有金属成矿事件。
关键词: 铌钽多金属矿床, 天河石花岗伟晶岩, 白云母, 40Ar-39Ar同位素年龄, 赵井沟
河北曲阳县中佐伟晶岩脉中电气石的类型和成岩成矿环境研究
侯江龙, 王登红, 王成辉, 黄凡, 李建康, 陈振宇
doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201704130056
电气石在成岩、成矿作用中具有重要的示踪意义,利用电气石化学组成特征可有效指示其形成的成岩、成矿环境,也是一种有用的找矿标志。我国华南、西部等地区伟晶岩型稀有金属矿床找矿已取得较大进展,但华北地台区伟晶岩型稀有金属矿床尚未取得找矿突破,亟待开展系统而深入的地质找矿工作。河北曲阳县中佐伟晶岩脉中分布有大量的灰黑色自形电气石,适合开展系统的矿物学研究。本文在详细野外地质调查的基础上,系统采集研究样品,结合镜下鉴定,采用粉晶X射线衍射和电子探针相结合的研究方法,对河北曲阳县中佐伟晶岩脉中电气石的化学成分进行测试,以查明电气石的类型及其成岩、成矿环境。粉晶X射线衍射和电子探针分析结果均显示中佐伟晶岩脉中电气石属镁电气石(但接近于铁电气石),而电气石化学成分Ca-Fe-Mg三角图解显示电气石成岩环境为贫Ca变质泥质岩、变质砂屑岩和石英-电气石岩。电气石化学成分常与围岩岩石类型存在明显关联,认为中佐伟晶岩脉中的镁电气石是在较高温度(700~600℃,早期结晶的伟晶岩)条件下,岩浆熔体与高温流体和围岩发生同化混染的过程中形成的,围岩中Mg、Fe等物质成分为电气石的形成提供了必要的物质来源。中佐伟晶岩脉中电气石化学成分的系统研究,为我国地台区伟晶岩矿床的找矿提供了基础地质资料和找矿方向。
关键词: 镜下鉴定, 粉晶X射线衍射, 电子探针, 中佐, 伟晶岩脉, 镁电气石

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