风化壳稀土矿床的成矿作用

《风化壳稀土矿床的成矿作用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、矿床地质第17卷增刊1998年Ⅳ【INERALDEPOSITS苄风化壳稀土矿床的成矿作用1陈2俞3陈敬德3顾连兴1陈炳辉志澄受均(1南京大学地球科学系,南京2广东药学院,广州3中山大学地球科学系广州)提要:综述了近年来对风化壳稀土矿床中稀土元素的赋存状态、迁移形式和富集作用等方面的研究,指出稀土的微生物成矿作用的研究是本类矿床研究的重要动向。关键词:成矿作用稀土矿床风化壳风化壳稀土矿床最早发现于江西龙南,80年代以来在广东、广西、福建、湖南等地均我国华南特有的一种重要矿床。近十几年来,对该有发现。此类矿床储量大、采冶简便,是类矿床的基本特征、成矿母岩的特征、

2、风化壳剖面的物质组成、稀土元素在风化壳中的赋存工作,积累了丰富的资料。总的看来对成矿作用有了某状态以及成矿机理等方面做了大量的些共识,即此类矿床是富含稀土的原岩,在风化过程中稀土元素经短距离迁移(自上而下淋滤)后,在全风化壳的中下部富集而形成的。但是对稀土元素在风化壳中的赋存状态、迁移及富集形式等方面具有不同的看法。我们在近几年的研究中发现有机质及微生物对稀土富集一成矿起了不可忽视的作用。本文综述几年来对此类矿床成矿作用研究的进展,供同行进步研究工作参考。1风化壳中稀土元素的分布及赋存状态稀土元素具有相似的化学性质,常被认为在表生环境下是抗分异的。Nesbi

3、tt(1979)[161首先研究花岗闪长岩风化过程中稀土元素的活动性和分异现象,注意到弱风化岩石富含重稀土(HREE),而强风化的残留产物(如高岭土等)HREE亏损。此外,国外还有少数学者(16ˉ:)。近十几年来对华南风化壳稀土矿床的风化剖面研究表对风化壳中稀土元素做过研究[卜4],稀土元素具有如下分布特征:明一弱风上到下可分为表土层、全风化层、半风化(1)华南风化壳剖面发育层状结构,从化层。稀土元素在全风化层中下部最富集,可达0,1%~0.2%,构成工业矿体。(2)风化壳中各层的稀土元素球粒陨石标准化分布型式与原岩类似,总体上继承了原岩的稀土分布特征。但自

4、下而上,随着风化强度的增强,LREE/HREE的比值增大,即轻稀土元素相对在风化壳上部富集。全风化壳Ce的亏损明显(aCe0.59Ce正异常(εCe3.31~4.97),而(3)表土层出现~0.13),再往下至半风化层,则亏损减弱,逐渐接近原岩。艹广东省自然科学基金资助项目(编号:960042)山大学副教授,南京大学在职博士生,从事矿床学和地球化学的教学和科研工作。邮政编陈炳辉,男,1964年生,中￠告:5102754741998年(4)在富LREE原岩的风化壳中(如广东平远),Eu负异常自剖面下部往上减弱,全风化壳中出现正异常,有些剖面中Er有类似于Eu的

5、变化规律。剖面中稀土元素的活动性被认为取决于不同环境下pH值的变化,而分异作用取决于不同风化程度的矿物组合及其相对丰度。近年来的研究表明,有机质可能对稀土分异产生不可忽视的作用。风化壳中稀土元素的赋存状态一般认为有3种[195〕,即离子吸附相、单矿物相和类质同象或微固溶体分散相。王贤觉等[6]用电泳、电渗析、离子交换法进一步确定离子吸附相稀土以简单阳离子的形式被粘土所吸附。但用6%Nacl溶液或5%(NH4)2SO。所作的浸取实[2],REE浸验结果取率在表土层仅17%~22%,全风化层增高为48%~86%,半风化层仅21%~26%。而各层中Ce的浸取率仅2

6、%~25%,尤其是Ce呈正异常的表土层,其浸取液为Ce负异常,说明残留于表土层中Ce是不可交换的。而且广东平远有些矿体中基于离子交换的浸取工艺的浸取率更低。显然,风化壳中非矿物相稀土除了以简单阳离子形式存在之外,还有其他赋存形式。基于上述认识,我们利用不同试剂对风化壳试样中的稀土进行提取,实验研究了风化壳中稀土的赋存形式,结果表明,除了矿物相和类质同象之外,非矿物相稀土以活性态(含离[7〕子态)、「e、Al共沉淀态和有机结合态3种形式存在。在这3态中,以活性态为主,占40%~80%,在风化壳剖面中从上到下含量变化呈抛物线型分布,即在全风化壳的中下部最一高。有

7、机结合态稀土般占3态总和的15%以下,而在有些剖面中(如广东平远某些剖面)中可达40%以上,其在剖面中从上到下总体减低,而且在细粒级中相对富集,与粘土关系一[:)。密切。进步的研究表明此态稀土有以桥键的形式将粘土和腐殖酸结合起来的模式存在Fe、Al共沉淀态稀土一般在表土层中含量最高,从上到下至全风化壳下部有降低趋势,再往下至半风化壳又略有升高。吴澄宇等[10]认为,在南岭热带一亚热带风化壳中,REE有5种主要赋存形式:在粘土中呈可交换态;富集于铁锰氧化物中;呈次生稀土矿物或类似胶团;风化残余稀土副矿物;赋存于残余造山岩矿物碎屑中。风化壳中稀土元素的迁移形式N

8、esbitt[15]提到风化壳中稀土可以碳酸盐、羧基