趙 芝, 王登紅, 陳振宇, 郭娜欣, 劉新星, 何晗晗

(1.國(guó)土資源部成礦作用與資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院 礦產(chǎn)資源研究所, 北京 100037; 2.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院 礦產(chǎn)資源研究所, 北京 100037; 3.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 地球科學(xué)與資源學(xué)院, 北京 100083)

南嶺東段與稀土礦有關(guān)巖漿巖的成礦專屬性特征

趙 芝1, 王登紅1, 陳振宇1, 郭娜欣2, 劉新星3, 何晗晗2

(1.國(guó)土資源部成礦作用與資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院 礦產(chǎn)資源研究所, 北京 100037; 2.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院 礦產(chǎn)資源研究所, 北京 100037; 3.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 地球科學(xué)與資源學(xué)院, 北京 100083)

南嶺 是我國(guó)特有的離子吸附型稀土礦集區(qū), 區(qū)內(nèi)出露的大面積巖漿巖為礦床的形成提供了成礦物質(zhì)來(lái)源。近十幾年來(lái), 積累了一批與稀土礦有關(guān)巖漿巖的同位素年代學(xué)、礦物學(xué)、巖石地球化學(xué)資料, 為其成礦 專屬性研究提供了新的依據(jù)。本文通過(guò)對(duì)南嶺東部成礦花崗巖類系統(tǒng)的年代學(xué)、礦物學(xué)及地球化學(xué)特征研究, 以及與非成礦花崗巖的對(duì)比, 認(rèn)為: (1) 成礦花崗巖類的鋯石 U-Pb 年齡主要分布在 150～461 Ma, 形成于加里東期、印支期和燕山期; (2) 成礦花崗巖中含一定量易風(fēng)化的稀土載體礦物, 尤其是可見(jiàn)稀土獨(dú)立礦物。稀土載體礦物的含量和配分類型決定成礦母巖中稀土含量和配分類型; (3) 基性、中性、酸性及堿性巖類均能成為良好的成礦母巖, 但鉀長(zhǎng)花崗巖、黑云母花崗巖、二長(zhǎng)花崗巖為主要的成礦巖石類型; (4) 成礦花崗巖中, 堿含量偏高, 且鉀含量大于鈉, 稀土含量也普遍偏高。重稀土型成礦花崗巖比輕稀土型成礦花崗巖更加富集重稀土, 也易富集 Rb、Pb 等元素, 更虧損 Ba、Zr 等元素。南嶺地區(qū)具有得天獨(dú)厚的稀土成礦條件, 仍具有較大的找礦潛力。

離子吸附型稀土礦; 巖漿巖; 成礦專屬性; 南嶺東部

南嶺是我國(guó)特有的離子吸附型稀土礦礦集區(qū)(袁忠信等, 2013), 尤其以產(chǎn)重稀土聞名中外。離子吸附型稀土礦發(fā)現(xiàn)至今已有四十多年, 我國(guó)對(duì)該類礦床進(jìn)行了大量研究, 20世紀(jì)80年代末至90年代初研究達(dá)到高峰, 其中對(duì)與稀土礦有關(guān)巖漿巖的專屬性也進(jìn)行了詳細(xì)研究, 并取得了一些重要成果(南京大學(xué)地質(zhì)學(xué)系, 1981; 贛南地調(diào)隊(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心, 1986①贛南地調(diào)隊(duì), 實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心. 1986. 贛南離子吸附型稀土礦成礦規(guī)律研究.; 江西省地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1990②江西省地質(zhì)礦產(chǎn)局. 1990. 南嶺地區(qū)稀土資源遠(yuǎn)景調(diào)查研究報(bào)告.; 白鴿等, 1989③白鴿, 吳澄宇, 丁孝石. 1989. 南嶺地區(qū)離子型稀土礦床形成條件和分布規(guī)律.)。近十幾年, 更多的離子吸附型稀土礦床在華南、甚至在東南亞國(guó)家不斷發(fā)現(xiàn)(Sanematsu et al., 2009),成礦母巖的巖石類型更加多樣化, 同時(shí)隨著高精度年代學(xué)資料的積累, 確定了一批稀土成礦母巖的形成時(shí)代(孫濤, 2006; 王登紅等, 2012)。大量資料積累、更新的同時(shí), 與稀土礦有關(guān)巖漿巖的專屬性研究也必須跟上。離子吸附型稀土礦床成礦母巖類型以花崗巖類最為常見(jiàn), 區(qū)分稀土花崗巖、以及進(jìn)一步研究輕、重稀土配分型花崗巖之間的差異, 對(duì)研究稀土成礦理論是必不可少的。南嶺東部離子吸附型稀土礦床最為發(fā)育, 成礦母巖研究程度也相對(duì)較高。因此, 本文對(duì)南嶺東部一些代表性的花崗巖體,包括稀土成礦巖體和非成礦巖體, 進(jìn)行了較深入、系統(tǒng)的年代學(xué)、巖石學(xué)以及地球化學(xué)研究, 在前人研究的基礎(chǔ)上對(duì)稀土巖漿巖的成礦專屬性有了進(jìn)一步認(rèn)識(shí)。

1 離子吸附型稀土礦床的基本特征

離子吸附型稀土礦床, 是指稀土元素大部分(比例大于 50%)呈交換型陽(yáng)離子狀態(tài)賦存于風(fēng)化殼黏土中的工業(yè)富集體, 可采用 NaCl、(NH4)2SO4等電解質(zhì)溶液提取(白鴿等, 1989③)。按照工業(yè)類型分為輕稀土型和重稀土型。離子吸附型稀土礦床的形成, 需要良好的成礦母巖(可以是花崗巖類、火山巖類、堿性巖等)、有利于化學(xué)風(fēng)化作用發(fā)育的溫暖潮濕的氣候條件以及低緩的丘陵地貌。目前, 該類礦床主要分布在我國(guó)的江西、福建、廣東、廣西、云南等地。

離子吸附型稀土礦主要分布在母巖的風(fēng)化殼中,礦體形態(tài)及產(chǎn)狀嚴(yán)格受風(fēng)化殼的控制, 隨地形起伏而起伏。風(fēng)化殼平面形態(tài)受含礦地質(zhì)體的地形、地貌條件和母巖風(fēng)化程度的制約。發(fā)育完整的風(fēng)化殼自上而下一般分為腐植層、殘坡積層、全風(fēng)化層、半風(fēng)化層及母巖(張祖海, 1990), 其中以全風(fēng)化層厚度最大。礦體主要分布在全風(fēng)化層的中上部, 常隨含礦地質(zhì)體的不同地貌要素而變化。

2 與稀土礦有關(guān)巖漿巖的時(shí)空分布

南嶺東部離子吸附型稀土礦床最為發(fā)育。礦床均分布在成礦巖體內(nèi)部, 同時(shí)也嚴(yán)格受地形地貌及氣候條件的控制。依據(jù)目前積累的 22個(gè)成礦巖體的同位素年代學(xué)資料, 形成時(shí)代主要集中在加里東期、印支期和燕山期。圖 1是南嶺東段北部花崗巖分布圖, 從圖中可知:

圖 1 南嶺東段北部花崗巖分布圖Fig.1 Distribution of the granites in the north-east section of the Nanling region

(1) 加里東期稀土花崗巖較為普遍, 鋯石 U-Pb年齡分布在 384～461 Ma, 可見(jiàn)晚奧陶世花崗巖已具礦化特征?？臻g上巖體主要分布在江西贛縣-信豐-安遠(yuǎn)-尋烏一帶, 有陽(yáng)埠巖體(461 Ma, 趙芝等, 2012)、龍舌巖體(457 Ma, 孫艷等, 2012)、安西巖體(416～423 Ma, 謝 振 東 和 楊 永 革 , 2000)和 三 標(biāo) 巖 體(384～432 Ma, 孫濤等, 2007), 部分集中在福建 西北部, 如寧化巖體(448 Ma, 張愛(ài)梅等, 2010)和瑋埔?guī)r體(441～447 Ma, 徐先兵等, 2009; 張愛(ài)梅等, 2010)等。

(2) 印支期稀土巖體較少, 鋯石 U-Pb 年齡集中在 228～242 Ma 之間。區(qū)域上分布不均, 贛縣出露清溪(228 Ma, 于揚(yáng)等, 2012)和黃沙兩個(gè)巖體(242 Ma,鄭國(guó)棟等, 2012), 且南北毗鄰。其次僅見(jiàn)于福建連城小面積出露 的 黃坊巖體(232.8 Ma)(項(xiàng) 目 未 發(fā)表資料)。印支期稀土巖體較少，這與該期花崗巖出露總面積較小密切相關(guān)。

(3) 燕山期稀土巖體最為發(fā)育, 巖體的鋯石U-Pb 年齡集中在 94～189 Ma, 時(shí)間跨度較大, 但多數(shù)巖體集中在 153～189 Ma 之間, 可見(jiàn)侏羅紀(jì)花崗巖更有利于稀土成礦。空間上巖體分布廣泛, 江西、福 建 、 廣 東 均 有 出 露 , 主 要 巖 體 有 桂 坑 (孫 濤 等 , 2007)、大埠(劉細(xì)元, 2000④劉細(xì)元. 2000. 1∶5 萬(wàn)大埠幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告.)、韓坊(李建康等, 2012)、柯樹(shù)北(楊永革, 2001)、白水寨、寨背(Li et al., 2003)、足洞、?？印②轭^(Li et al., 2003)、黃埠(Li et al., 2003)、彈前、武平(于津海和趙蕾, 2007)及河田巖體等(陳正宏等, 2008)。

3 與稀土礦有關(guān)巖漿巖的地質(zhì)特征

就稀土花崗巖體的形態(tài)、出露面積以及產(chǎn)狀特征而言, 各巖體相差懸殊(表 1), 有的巖體以巖基產(chǎn)出, 出露面積可超過(guò)數(shù)百平方公里, 甚至上千平方公里, 如武平巖體、寧化巖體、桂坑巖體等均以巨型巖基產(chǎn)出; 有的巖體出露面積僅數(shù)十平方公里,呈巖株、巖瘤產(chǎn)出, 最為典型的為龍舌和牛坑巖體。稀土花崗巖多侵入到震旦-寒武系(如陽(yáng)埠、安西、三標(biāo)、桂坑等巖體), 部分侵入到石炭-二疊系(黃埠、黃坊等巖體), 個(gè)別也侵入到中生界(如上甲巖體),但未見(jiàn)侵入到元古宇、太古宇及泥盆系中。巖體具有多期次巖漿活動(dòng)特征, 無(wú)論是出露面積較大的大埠巖體(加里東期和燕山期), 還是面積較小的黃埠巖體(印支期和燕山期)和韓坊巖體(加里東期和燕山期), 都為多期次復(fù)式巖體, 通常稀土礦化發(fā)育在晚期巖漿巖中。

表 1 南嶺東段北部代表性成礦花崗巖的地質(zhì)特征Table 1 Characteristics of the representative ore-bearing granites in the north-east section of the Nanling region

4 與稀土礦有關(guān)巖漿巖的巖石學(xué)、礦物學(xué)特征

稀土巖漿巖的巖石類型主要為花崗巖類, 亦有少量酸性火山巖及空間上密切相關(guān)的花崗斑巖, 還有稀土花崗巖中或其附近圍巖中的各種暗色脈巖(阮道源等, 1985)。最近, 云南某堿性巖體中也發(fā)現(xiàn)了離子吸附型稀土礦, 可見(jiàn)基性、中性、酸性及堿性巖類均可形成離子吸附型稀土礦, 但是中酸性花崗巖類, 尤其是鉀長(zhǎng)花崗巖、黑云母花崗巖、二長(zhǎng)花崗巖是主要的成礦巖石類型。

稀土巖漿巖中造巖礦物種類及含量與不含稀土礦花崗巖無(wú)顯著差異, 但是前者副礦物中常見(jiàn)含稀土礦物, 如磷灰石、褐簾石等, 特別是產(chǎn)稀土獨(dú)立礦物, 如氟碳鈰礦、獨(dú)居石、硅鈹釔礦、氟碳鈣釔礦等。稀土載體礦物(包含稀土獨(dú)立礦物和含稀土的礦物)的含量及稀土配分類型決定成礦母巖中稀土含量的多少和配分類型。輕稀土型成礦花崗巖和重稀土型成礦花崗巖中稀土獨(dú)立礦物組合、含量、配分類型均存在明顯差異。前者多含氟碳鈰礦等易風(fēng)化的稀土獨(dú)立礦物, 后者多含褐釔鈮礦、鈮釔礦、硅鈹釔礦、氟碳鈣釔礦等稀土獨(dú)立礦物。

5 與稀土礦有關(guān)巖漿巖的地球化學(xué)特征

5.1 主量元素特征

對(duì) 13 個(gè)含礦巖體(包含輕稀土型和重稀土型)79件母巖樣品的主量元素進(jìn)行了分析統(tǒng)計(jì), 結(jié)果顯示: SiO2含量較高, 介于 61%～77%之間, 均值為 72%; TiO2含量普遍偏低, 介于 0.01%～0.7%, 均值為 0.3%; Al2O3含量較高, 介于 11.5%～18.6%, 均值為 13.7%, A/CNK 指數(shù)均＞1.1; CaO 含量介于 0.2%～3.2%, 具有低鐵、低鎂(均值 0.3%)、低錳(均值 0.1%)、高堿(Na2O+K2O=7%～13%, 且 鉀 的 含 量 大 于 鈉 , K2O/ Na2O＞1)的特征。

5.2 稀土元素含量特征

各巖體稀土總量普遍偏高, 但又有其自身特征:

(1) 不同巖體的稀土總量存在顯著差異, 總量最高的為關(guān)西巖體的堿長(zhǎng)花崗斑巖(∑REE= 926 μg/g), 最低的 為 桂坑巖體 的 中粗粒黑 云 母花崗 巖(∑REE=40 μg/g), 所有巖體稀土均值為 289 μg/g, 高于南嶺花崗巖的平均值(227 μg/g)。部分輝長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)巖樣品的稀土總量也較高, 如東坑坳輝長(zhǎng)巖的稀土總量高達(dá) 1910 μg/g, 寧化巖體半風(fēng)化的閃長(zhǎng)巖脈中, 稀土總量雖然不高, 但 Sc 含量達(dá) 54.5 μg/g, 明顯高于花崗巖。可見(jiàn), 高的稀土總量并非是酸性巖的專屬性, 而高的 Sc 含量是基性-中性巖的專屬性。

(2) 同一巖體不同巖石類型之間稀土總量也存在區(qū)別。如三標(biāo)巖體含電氣石白云母花崗巖、黑云母花崗巖、二長(zhǎng)花崗巖的稀土總量分別為 133 μg/g(2件樣品均值)、265 μg/g(6 件樣品均值)和 153 μg/g。黃埠巖體中石英正長(zhǎng)巖、霓輝石正長(zhǎng)巖、石英二長(zhǎng)巖的稀土總量分別為 324 μg/g(3 件樣品均值)、176 μg/g(4 件樣品均值)和 244 μg/g(3 件樣品均值)。

(3) 同一巖體不同產(chǎn)狀的巖石, 其稀土總量也有所不同。三標(biāo)巖體花崗斑巖稀土總量(∑REE=399 μg/g, 2 件樣品均值)高于黑云母花崗巖(∑REE=265 μg/g, 6件樣品均值)和二長(zhǎng)花崗巖(∑REE=132 μg/g); 關(guān)西巖體堿長(zhǎng)花崗斑巖的稀土總量(∑REE=673 μg/g, 2 件樣品均值)也顯著高于黑云母堿性花崗巖(∑REE= 359 μg/g)。

(4) 不同巖體、同一類型的巖石稀土總量也存在區(qū)別。清溪巖體黑云母花崗巖稀土含量(∑REE=228 μg/g, 2 件樣品均值)高于桂坑巖體黑云母花崗巖(∑REE= 161 μg/g, 6 件樣品均值), 且前者重稀土含量較高。寨背巖體鉀長(zhǎng)花崗巖稀土總量與陂頭巖體鉀長(zhǎng)花崗巖的稀土總量相差不多, 但前者重稀土總量(∑HREE=108 μg/g, 11 件 樣 品 均 值 )略 高 于 后 者(∑HREE=79 μg/g, 5 件樣品均值)?？梢?jiàn), 稀土獨(dú)立礦物的含量影響了巖石中稀土元素含量。

5.3 稀土元素配分特征

(1) 不同巖體的稀土配分類型存在明顯差異。多數(shù)巖體稀土配分曲線呈右傾型, 輕重稀土分餾明顯,屬輕稀土型, 具有明顯的 Eu 負(fù)異常(圖 2a, b, c); 少數(shù)巖體, 如足洞、大埠、韓坊巖體, 稀土配分曲線呈左傾式, 重稀土含量高于輕稀土, 屬重稀土型, 具有明顯的 Eu 負(fù)異常(圖 2d)。

圖 2 南嶺代表性成礦花崗巖的球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化 REE 配分圖Fig.2 Chondrite-normalized REE patterns of the representative ore-bearing granites in the Nanling region

(2) 同一巖體、不同巖性的巖石, 稀土配分類型也存在較大差異。如黃埠巖體霓輝石正長(zhǎng)巖顯示 Eu正異常, 有別于石英正長(zhǎng)巖和石英二長(zhǎng)巖的 Eu 負(fù)異常。武平巖體石榴石花崗巖因產(chǎn)石榴石, 而引起中重稀土含量明顯偏高, 稀土配分類型變?yōu)橹叵⊥列?而不含石榴石的黑云母花崗巖稀土配分類型為輕稀土型(圖 2c)。

5.4 微量元素特征

63 件輕稀土型花崗巖樣品的 Nb/Ta 比值介于4～12 之間, Zr/Hf 比值 介于 14～65 之 間, 并 隨 SiO2含 量 的 增 加 而 迅 速 降 低 。Nb/Ta 比 值與 Zr/Hf 比值之間為正相關(guān)。Rb 含量介于 68～490 μg/g, 均值為250 μg/g, Sr 含量介于 3～621 μg/g 之間, 均值為103 μg/g, 低于 地殼 豐度 。Ba 含 量介 于 4～1799 μg/g,均 值為 474 μg/g。Th 含 量 較 高, 介于 2～51 μg/g, 均值為 26 μg/g, 高于地殼豐度。

稀土元素 Eu 與 Ba、Ca 成正相關(guān)性(圖 3a), 巖漿演化中由于 Eu 呈+2 價(jià), 與其他稀土元素(呈+3 價(jià))發(fā)生分餾, Eu2+因離子半徑與 Ca2+、Ba2+相近, 呈類質(zhì)同象進(jìn)入含 Ca、Ba 礦物(如斜長(zhǎng)石、磷灰石等), 由于巖漿演化過(guò)程中這些礦物的大量分離結(jié)晶導(dǎo)致母巖呈 Eu 負(fù)異常。稀土元素與 Th 呈正相關(guān)性, 隨著稀土總量的增加, Th 含量逐漸增加(圖 3b)。Y 和 Ta同樣具有較好的正相關(guān)性。

6 與稀土礦有關(guān)巖漿巖的專屬性

6.1 成礦花崗巖與非成礦花崗巖的差異

南嶺地區(qū)花崗巖出露廣泛, 但并非所有的花崗巖風(fēng)化均能形成離子吸附型稀土礦, 那么成礦花崗巖與非成礦花崗巖在礦物學(xué)、巖石學(xué)及地球化學(xué)特征上有何差異？本文以南嶺地區(qū)的足洞、西華山及栗木巖體為例, 對(duì)稀土花崗巖(前者)和未成礦的花崗巖(后兩者)進(jìn)行了對(duì)比分析(表 2):

(1) 巖石類型不同。足洞巖體以黑云母鉀長(zhǎng)花崗巖和白云母鉀長(zhǎng)-堿長(zhǎng)花崗巖為主, 西華山巖體主要為黑云母花崗巖和白云母花崗巖, 栗木巖體有鋰白云母花崗巖、黑云母花崗巖及鈉長(zhǎng)石花崗巖等。

圖 3 成礦花崗巖的 Ba-Eu 圖解(a)和 Th-REE 圖解(b)(數(shù)據(jù)來(lái)源：清溪巖體(于揚(yáng)等, 2012); 其余巖體同圖 2)Fig.3 Ba vs. Eu (a) and Th vs. REE (b) correlation diagrams of the ore-bearing granites

表 2 南嶺地區(qū)與稀土礦有關(guān)花崗巖和非成礦花崗巖之間的主要地質(zhì)特征Table 2 Geological characteristics of the ore-bearing granites and barren granites in the Nanling region

(2) 均為重稀土型花崗巖(圖 4), 但礦化類型不同。足洞巖體產(chǎn)離子吸附型重稀土礦, 西華山巖體為鎢礦化, 栗木巖體以 Sn、Nb、Ta 礦化為特征。

(3) 侵入地層不同。足洞巖體侵入二疊紀(jì)煤系地層、侏羅紀(jì)流紋巖中, 西華山巖體侵入震旦-寒武系變質(zhì)砂巖、板巖中, 而栗木巖體侵入泥盆-石炭系中,該套地層中稀土含量很低(白鴿等, 1989③)。

(4) 副礦物組合存在較明顯差異。足洞和西華山花崗巖均發(fā)育稀土獨(dú)立礦物, 如氟碳鈣釔礦、硅鈹釔礦等, 且伴生螢石。足洞和西華山花崗巖不同的是:西華山花崗巖中可見(jiàn)黑鎢礦和白鎢礦。栗木花崗巖中不含稀土獨(dú)立礦物, 而發(fā)育錫石、黑鎢礦、磁鐵礦、鈮鉭鐵礦等金屬礦物, 伴生黃玉、電氣石等。

(5) 蝕變類型不同。足洞花崗巖具有顯著的螢石-碳酸鹽化, 有利于氟碳鈣釔礦的形成, 而西華山和栗木花崗巖均發(fā)育鈉長(zhǎng)石化、云母化及硅化,形成大量黑鎢礦、錫石等礦物, 鎢錫花崗巖本身及其熱液蝕變和礦化的產(chǎn)物都十分堅(jiān)硬, 抗風(fēng)化能力較強(qiáng)。

(6) 稀土元素含量不同。足洞巖體白云母堿長(zhǎng)花崗巖(14 個(gè)樣品均值)的稀土總量(∑REE)為 262 μg/g,黑云母鉀長(zhǎng)花崗巖(6 個(gè)樣品均值)為 266 μg/g(黃典豪等, 1989); 西華山黑云母花崗巖(13 個(gè)樣品均值)的稀土總量為 270 μg/g(肖劍等, 2009), 兩巖體稀土總量偏高, 與二者出現(xiàn)稀土獨(dú)立礦物相吻合。栗木鈉長(zhǎng)石花崗巖(3 個(gè)樣品均值)的稀土總量偏低, 僅為11 μg/g(曹睿欣, 2009)。

6.2 輕稀土型成礦母巖與重稀土型成礦母巖之間的差異

巖漿巖中 LREE/HREE 比值＞1 為輕稀土型, 相反為重稀土型。大量的資料對(duì)比表明, 兩種不同稀土配分類型的成礦母巖存在以下差異:

(1) 從巖漿巖的產(chǎn)出特征來(lái)看, 重稀土型巖漿巖主要為中深成相, 亦有淺成-超淺成相, 但很少與火山作用、混合巖化直接相關(guān), 且多為巖漿分異晚期的產(chǎn)物, 或流體交代作用形成。而輕稀土型巖漿巖在花崗巖、流紋巖、混合巖中均可形成。

圖 4 成礦花崗巖和非成礦花崗巖的球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化REE配分圖Fig.4 Chondrite-normalized REE patterns of the orebearing granites and the barren granites

(2) 從 副 礦 物 組合 來(lái)看, 如 足 洞 巖 體黑 云母 鉀長(zhǎng)花崗巖(重稀土型)的副礦物為鋯石、獨(dú)居石、磷釔礦、褐釔鈮礦、硅鈹釔礦等。與之相鄰的關(guān)西巖體黑云母鉀長(zhǎng)花崗巖(輕稀土型)的副礦物為磁鐵礦、鈦鐵礦、榍石、鋯石、磷灰石、褐簾石、重晶石等。

(3) 從 巖 石 地 球化 學(xué)特 征來(lái) 看, 重 稀土 型成 礦花崗巖為巖漿高度分異演化的產(chǎn)物, 相對(duì)輕稀土型花崗巖有更高的 SiO2含量。部分微量元素也存在著較大差異, 如相對(duì)于輕稀土型花崗巖重稀土型花崗巖普遍高 Rb、低 Zr、Hf(圖 5)。

總之, 離子吸附型稀土礦床成礦時(shí)代均為第四紀(jì), 但是成礦母巖形成的時(shí)代各異, 其時(shí)空分布及地形特征影響著稀土礦床的分布。與非成礦花崗巖相比, 成礦花崗巖具有特殊的稀土礦物組合, 以出現(xiàn)稀土獨(dú)立礦物為顯著特征, 且具有較高的稀土元素含量。輕稀土型和重稀土型成礦花崗巖在巖石成因、副礦物組合及蝕變類型等方面均存在顯著差異。離子吸附型稀土礦床的類型多繼承了成礦母巖的稀土配分特征, 但也受風(fēng)化作用的影響而發(fā)生改變。

7 結(jié) 語(yǔ)

圖 5 HREE 與 LREE 型成礦花崗巖的 Zr-Rb 圖解(數(shù)據(jù)來(lái)源同圖 2)Fig.5 Zr vs. Rb diagram of the ore-bearing granites

南嶺東部與稀土礦有關(guān)的花崗巖具有一定的專屬性, 表現(xiàn)為鋯石 U-Pb 年齡分布在 150～461 Ma, 形成于加里東期、印支期和燕山期; 常含一定量易風(fēng)化的稀土載體礦物, 稀土總量普遍偏高。重稀土型成礦花崗巖類與輕稀土型成礦花崗巖在副礦物組合及部分微量元素含量上存在差異: 前者富含重稀土強(qiáng)配分型的稀土獨(dú)立礦物, 微量元素 Pb、Rb 等含量相對(duì)偏高; 后者富含輕稀土強(qiáng)配分型的稀土獨(dú)立礦物, 微量元素 Zr、Hf 等含量相對(duì)偏高。

致謝: 衷心感謝中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所袁忠信和白鴿研究員在南嶺東段與稀土礦有關(guān)巖漿巖的成礦專屬性特征研究中給予的指導(dǎo)和幫助, 感謝他們對(duì)本文的修改提供了寶貴意見(jiàn), 提高了質(zhì)量。謹(jǐn)以本文祝賀陳毓川院士 80華誕！

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Metallogenic Specialization of Rare Earth Mineralized Igneous Rocks in the Eastern Nanling Region

ZHAO Zhi1, WANG Denghong1, CHEN Zhenyu1, GUO Naxin2, LIU Xinxing3and HE Hanhan2
(1. MLR Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Resources Assessment, Institute of Mineral Resources, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037, China; 2. Institute of Mineral Resources, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037, China; 3. School of Earth Sciences and Resources, China University of Geosciences (Beijing), Beijing 100083, China)

The Nanling region is famous for the ion-adsorption type rare earth ore resources in the world. The widespread igneous rocks in the area provide ore-forming materials for the formation of the rare earth ores. In the last decade, we compiled a huge mass of data of isotope chronology, mineralogy, geochemistry of rare earth ore-bearing igneous rocks which enable us to carry out the research of metallogenetic specialization. This paper studied on isotope chronology, mineralogy, geochemistry of rare earth ore-bearing igneous rocks in the eastern Nanling region, and compared the difference between the ore-bearing and barren granites. Finally, four conclusions can be drawn: (1) Rare earth ore-bearing granites have zircon U-Pb ages ranging from 461 to 150 Ma, formed in the Caledonian, Indosinian and Yanshanian periods. (2) Rare earth ore-bearing granites contain REE-bearing minerals which vulnerable to weathering, especially the independent REE minerals. Thus, REE contents and patterns of ore-bearing granites are controlled by the characteristics of the REE carriers. (3) The types of rare earth ore-bearing rocks include basic, neutral, acid, and alkaline rocks, however, moyite, biotite granite, and adamellite are more important. (4) Ore-bearing granites have high alkali (K2O＞Na2O) and REE contents. Relative to LREE-bearing granites, HREE-bearing granites are more enriched in heavy rare earth, Rb, Pb and more depleted in Ba and Zr. With the good metallogenic conditions, the Nanling region still has great prospecting potential of ion-adsorption type rare earth resources.

ion-adsorption type rare earth ore; ore-bearing igneous rock; metallogenic specialization; the eastern Nanling region

P618.7; P59

A

1001-1552(2014)02-0255-009

2013-10-05; 改回日期: 2013-11-04

項(xiàng)目資助: 國(guó)家青年科學(xué)基金(批準(zhǔn)號(hào): 41303035)及中國(guó)地質(zhì)大調(diào)查項(xiàng)目(編號(hào): 1212011120989、1212011220804、1212011220369)聯(lián)合資助。

趙芝(1984-), 女, 助理研究員, 主要從事巖石、礦床地球化學(xué)研究。Email: zhaozhi_sun@163.com