正巖漿礦床

【作者按】本文與前兩篇、是一組文章，形成稀有、稀土金屬礦床的系列文章，供地質(zhì)工作者參考。

一、稀有金屬礦床主要類(lèi)型

01

巖漿礦床分類(lèi)

根據(jù)中國(guó)科學(xué)院礦床地球化學(xué)開(kāi)放研究實(shí)驗(yàn)室《礦床地球化學(xué)》，巖漿礦床分為正巖漿礦床與巖漿熱液礦床(或稱(chēng)巖漿熱液過(guò)渡型礦床)。

表1 巖漿礦床主要成因類(lèi)型

02

稀有金屬礦床主要類(lèi)型

內(nèi)生稀有金屬礦床均為正巖漿礦床與巖漿熱液礦床。根據(jù)《稀有金屬礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范(DZ/T 0203-2002)》，分為內(nèi)生與外生礦床。

表2 稀有金屬礦床主要成因類(lèi)型

(來(lái)源：稀有金屬礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范DZ/T 0203-2002，并補(bǔ)充)

二、礦床蝕變垂直分帶

礦床中交代蝕變現(xiàn)象普遍而強(qiáng)烈，多為面型交代蝕變，蝕變分帶明顯，在發(fā)育完整的情況下，自下而上依次為：鉀化帶→鈉化帶→云英巖化帶→似偉晶巖帶→石英殼(圖1)，即下鉀上硅、內(nèi)鉀外硅。

在鉀化帶的中、下部，明顯地表現(xiàn)出成礦元素貧化或活化轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象;在鉀化帶最上部，或向鈉化帶的過(guò)渡帶中，有Zr、Hf、Nb、Ta及稀土元素的某些集中，但不具工業(yè)意義。鈉化帶是鈮、鉭的富集成礦帶，特別是其上部強(qiáng)鈉化帶和鈉化帶向云英巖帶的過(guò)渡帶，鈮，特別是鉭具有最明顯的富集，此帶中有時(shí)有鋰云母發(fā)育。云英巖帶一般鈮、鉭含量不高(個(gè)別情況下較高)，一般不具工業(yè)意義。似偉晶巖帶和石英殼雖有成礦元素的某些集中，但大多數(shù)情況下不具有工業(yè)意義。

圖1 礦床蝕變分帶規(guī)律

(來(lái)源《礦床地球化學(xué)》，中國(guó)科學(xué)院礦床地球化學(xué)開(kāi)放研究實(shí)驗(yàn)室)

三、稀有、稀土金屬礦床地球化學(xué)

(一)鈉長(zhǎng)石化花崗巖型稀有金屬礦床

01

概述

這類(lèi)礦床常位于酸性花崗巖上部的蝕變花崗巖體內(nèi)，礦石呈浸染狀分布。主要的礦石礦物有鉭鐵礦、鈮鐵礦、鈮-鉭鐵礦、細(xì)晶石和鋰云母等。伴生金屬礦物有鋯石、磷釔礦、釷石、獨(dú)居石、氟碳鈣釔礦、褐釔鈮礦和黑稀金礦等。礦床中的有用元素除Nb、Tb、W、Sn、Be外，常有Li、Rb、Cs、Zr、Hf、(Th)、(U)及稀土元素等。

鈉長(zhǎng)巖-云英巖型礦床也是與花崗巖有密切空間和成因關(guān)系。這類(lèi)礦床產(chǎn)在花崗巖體的頂部或大巖體附近的小巖株中，常發(fā)育較多含量的微斜長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石、鈉閃石、白云母、鐵鋰云母、石英、電氣石等礦物，一般認(rèn)為主要是廣泛強(qiáng)烈交代蝕變的結(jié)果，曾稱(chēng)之為“變花崗巖”。主要由鈉長(zhǎng)石組成的塊狀鈉長(zhǎng)巖和主要由白云母、石英組成的塊狀云英巖就是其中最重要的含礦巖石類(lèi)型。

02

礦床特征

①它們分布有花崗崗體的頂部或邊緣，蝕變巖石與下面花崗巖間為逐漸過(guò)渡的接觸關(guān)系；

②蝕變巖石內(nèi)常表現(xiàn)出一定的分帶，從下而上依次有：鉀長(zhǎng)石化帶→鈉長(zhǎng)石化帶→云英巖化帶→最上部還往往發(fā)育似偉晶巖帶和石英殼；

③蝕變巖石呈面狀分布，鈉長(zhǎng)石化帶只限于在巖體內(nèi)發(fā)育，內(nèi)部的成分結(jié)構(gòu)較均勻，云英巖化帶有時(shí)也沿裂隙發(fā)育，并可進(jìn)入頂部的圍巖中；

④通常變花崗巖成分相當(dāng)花崗巖類(lèi)中的堿長(zhǎng)花崗巖，但在結(jié)構(gòu)上則不同于典型花崗巖，巖石中有明顯交代結(jié)構(gòu)，但也不完全與一般熱液交代產(chǎn)物相同。

03

地球化學(xué)特征

這是一種特殊的礦床類(lèi)型，成礦的稀有金屬分布于細(xì)粒浸染狀副礦物(如鈮鉭鐵礦、細(xì)晶石、綠柱石、褐釔鈮礦等)中。含礦巖體均以巖株形式出現(xiàn)，礦體分布于巖株頂部或邊部，并常伴隨有鈉長(zhǎng)石化、云英巖化等交代蝕變作用。對(duì)這類(lèi)礦床的成因，過(guò)去存在巖漿期后和巖漿期成因之爭(zhēng)。

①富堿和稀堿金屬(Li、Rb)、富揮發(fā)分(特別是F)、富淺色云母(白云母、鋰云母)、常出現(xiàn)交代作用(鈉長(zhǎng)石化、云英巖化)、巖石熔點(diǎn)低(約600℃)、氣液包裹體與巖漿包裹體共存、以及典型“M”型四分組稀土分布模式等特點(diǎn)表明(Zhao and Masuda，1988)，這是一類(lèi)兼有晚期巖漿到巖漿期后熱液成礦特征的礦床類(lèi)型，巖漿可連續(xù)向熱液系統(tǒng)轉(zhuǎn)化。上述各種資料表明，稀有金屬花崗巖是晚期巖漿向巖漿期后礦床連續(xù)過(guò)渡的代表，作者曾形象地稱(chēng)之為“亦此亦彼”型礦床(即兼有晚期巖漿與巖漿期后熱液成礦作用的特征)。研究這類(lèi)礦床的地質(zhì)地球化學(xué)特征，對(duì)花崗巖漿的結(jié)晶分異演化以及有關(guān)的成礦作用均有重要理論和實(shí)際意義。

②變花崗巖中常量元素成分及含量與母體花崗巖是有規(guī)律演變的，有人研究過(guò)由微斜長(zhǎng)石化到鈉長(zhǎng)石化再到云英巖化各帶巖石中K2O相對(duì)Na2O含量從相近而略高到差別增大并略低，再到K2O又高于Na2O，稀有金屬Be含量相對(duì)于Nb含量的變化與K2O和Na2O含量變化有相似的規(guī)律(圖2)；

③鈉長(zhǎng)巖的標(biāo)型金屬是Zr、Nb、Ta和Th，云英巖的標(biāo)型金屬是Be、Li、Sn和W。

圖2 花崗巖交代時(shí)一些元素的重新分布略圖

(引自V.l.斯米爾諾夫)

1—鈉長(zhǎng)巖;2—微斜長(zhǎng)石化花崗巖3—頂板巖石;4—云英巖

(二)偉晶巖型稀有金屬礦床

01

概述

稀有金屬偉晶巖礦床多分布于巖體的內(nèi)外接觸帶處，少量分布于遠(yuǎn)離巖體數(shù)公里的圍巖中，圍巖為各種片巖、閃長(zhǎng)巖和輝長(zhǎng)巖。稀有金屬偉晶巖礦床是鋰、鈹、鈮、鉭的重要礦床類(lèi)型。

①巖漿結(jié)晶作用：在偉晶巖礦床形成的前期，巖漿結(jié)晶作用是主要的。伴隨花崗巖的侵入，富含揮發(fā)份和稀有元素的花崗偉晶巖漿，侵入到花崗巖或圍巖的構(gòu)造裂隙中，由于溫度降低，使組成偉晶巖礦床的主要礦物如長(zhǎng)石、石英和云母，以及一些稀有元素礦物如綠柱石、鈮-鉭鐵礦等，從偉晶巖巖漿中逐漸結(jié)晶出來(lái)。在比較穩(wěn)定的封閉環(huán)境中，在揮發(fā)組分的參加下，隨著結(jié)晶作用的進(jìn)行，可產(chǎn)生分異現(xiàn)象，從而形成帶狀構(gòu)造。巖漿結(jié)晶作用主要形成簡(jiǎn)單偉晶巖，成礦的意義相對(duì)較小。

在一條偉晶巖脈內(nèi)，結(jié)晶分異作用愈充分，帶狀構(gòu)造愈明顯，稀有元素愈可能匯聚在脈體的中心部位，出現(xiàn)富礦塊段。偉晶巖中交代作用與稀有元素礦化具有緊密的共生關(guān)系。

②熱液交代作用：在偉晶巖礦床演化的晚期，交代作用普遍發(fā)生，形成復(fù)雜偉晶巖，重要偉晶巖礦床在本階段形成。引起交代作用的溶液主要來(lái)自該偉晶巖巖漿本身。在主要的偉晶巖礦物結(jié)晶以后，殘留下來(lái)的富含稀有元素的氣水熱液，沿著裂隙及各原生結(jié)構(gòu)帶之間的接觸部位和塊狀長(zhǎng)石進(jìn)行交代，形成了白云母、鈉長(zhǎng)石、鋰云母等的交代帶或交代集合體，稀有元素在交代過(guò)程中也相應(yīng)得到富集。

另一方面，有時(shí)交代作用也可能使偉晶巖中富礦段的稀有金屬貧化，促成稀有金屬在脈中的均勻化分布。

02

地球化學(xué)特征

偉晶巖的類(lèi)型及其礦化特征明顯受控于母巖的巖性(表3)。

表3 偉晶巖類(lèi)型與母巖關(guān)系

在二云母花崗巖的周?chē)Ｒ?jiàn)中、小型Be、Nb、Ta礦床和白云母礦床，有時(shí)出現(xiàn)大型Be、Nb、Ta、Li、Cs、Rb、Hf綜合型礦床。此外，環(huán)繞于同一母巖周?chē)膫ゾr常呈環(huán)帶分布，由內(nèi)帶至外帶，巖石類(lèi)型及礦化呈現(xiàn)出規(guī)律性變化，即由低類(lèi)型向高類(lèi)型演化，礦化由簡(jiǎn)單趨向復(fù)雜。

大量地球比學(xué)資料表明，稀有金屬花崗偉晶巖和稀有金屬花崗巖是花崗巖漿分異作用所形成的“同質(zhì)異象體”：它們均富含稀有元素或強(qiáng)不相容元素，如Li、Be、Rh、Cs、Nb、Ta、REE、Zr、Hf等;在花崗偉晶巖中存在的各種礦物在稀有金屬花崗巖中也均存在;它們的成巖溫度相近，巖石化學(xué)成分相似，均屬于Strecke-sen分類(lèi)表中的堿長(zhǎng)花崗巖，并均發(fā)育不同程度的鈉長(zhǎng)石化、云英巖化等交代作用。稀有金屬花崗巖和稀有金屬花崗偉晶巖常具“排斥性”，即在同一花崗巖巖基或復(fù)式巖體中或周?chē)?，?dāng)形成稀有金屬花崗偉晶巖時(shí)，一般不形成稀有金屬花崗巖，反之亦然。但有時(shí)兩者同時(shí)出現(xiàn)。

偉晶巖成巖成礦的地球化學(xué)演化過(guò)程還表現(xiàn)為一些堿金屬被另一些堿金屬的交代。A·H·金茲堡將整個(gè)偉晶巖作用劃分為六個(gè)地球化學(xué)階段：Ca-Na→K→Li→Na→K(Rb) →Li-K-Rb-Cs。王賢覺(jué)曾將新疆阿爾泰偉晶巖三號(hào)脈劃分為三個(gè)階段：K-Na→Na-Li→K。

偉晶巖同位素組成資料提供了其成巖成礦物質(zhì)來(lái)源及地球化學(xué)特征的依據(jù)。以阿爾泰區(qū)偉晶巖脈為例，其磷灰石的87Sr/86Sr比值隨偉晶巖的演化逐漸遞增，從二云母型→白云母型→鈉長(zhǎng)石鋰輝石型→鋰云母型，由0.7115→0.7219→0.7522→2.0368。

03

成礦物質(zhì)來(lái)源

含礦花崗巖及其母體花崗巖復(fù)式巖體均為硅鋁過(guò)飽和巖石，它們無(wú)疑是地殼硅鋁層巖石熔融而成的。以南嶺地區(qū)為例，燕山期大范圍的花崗巖漿活動(dòng)，使大量地殼巖石被熔融，無(wú)疑具有巨大的熱源。從地幔上涌的熱液除導(dǎo)致地殼巖石熔融外，產(chǎn)生的流體多次反復(fù)地運(yùn)移、沉積、再運(yùn)移，從而導(dǎo)致所攜帶的稀有稀土元素在流動(dòng)狀態(tài)中分異并在局部地段富集。

04

實(shí)例

尖峰嶺花崗巖型礦床及香花嶺條紋巖型礦床成礦的綜合模式 (圖3)。在尖峰嶺及香花嶺地區(qū)除發(fā)育Li、Be、Nb、Ta稀有礦化外，也發(fā)育W、Sn以及Pb、Zn礦化。不同礦化可能源于同一巖漿源，在空間上從花崗巖向外呈帶狀分布。

圖3 湖南尖峰嶺及香花嶺Li—Be—Nb—Ta—W—Sn礦床成礦模式

(根據(jù)杜紹華、黃蘊(yùn)慧，1995)

1—花崗巖漿;2—不混熔的氟化物熔漿;3—成礦流體;4—黑云母堿長(zhǎng)花崗巖;5—鉀長(zhǎng)花崗巖;6—鈉長(zhǎng)花崗巖;7—云英巖;8—富黃玉花崗斑巖;9—花崗斑巖;10—香花嶺巖;11—似偉晶巖;12—云英巖型鎢錫礦脈;13—斷裂;14—寒武系碎屑巖;15—下泥盆統(tǒng)碎屑巖;16—中上泥盆統(tǒng)碳酸鹽巖;17—含鈹條紋巖

(三)云英巖型稀有金屬礦床

01

概述

云英巖是由石英、云母和少量電氣石、黃玉、螢石組成的蝕變礦物集合體。與云英巖化作用有關(guān)的礦床傳統(tǒng)上認(rèn)為是高溫?zé)嵋旱V床。云英巖化作用主要與堿長(zhǎng)花崗巖(少數(shù)與鉀長(zhǎng)花崗巖)巖株、巖瘤有關(guān)。大的花崗巖巖基，或花崗閃長(zhǎng)巖、英云閃長(zhǎng)巖小巖體等一般不出現(xiàn)云英巖化。

云英巖礦床中出現(xiàn)的有用礦物為：含Ta(Nh)的細(xì)晶石、鉭錳礦，含Be的綠柱石、日光榴石、金綠寶石、鈹鎂晶石、香花石、羥硅鈹石、鈹石、藍(lán)柱石等，含Li的鋰云母、鐵鋰云母、黑鱗云母、鋰霞石等，含W的黑鎢礦，含Sn的錫石以及含Mo的輝鉬礦等。

02

礦床特征

①云英巖的含礦性，根據(jù)圍巖性質(zhì)、交代作用的強(qiáng)度和巖漿含礦程度而不同。我國(guó)南部鎢礦床的云英巖大約70%發(fā)育于酸性侵入巖中，20%發(fā)育于淺變質(zhì)巖中，10%發(fā)育于閃長(zhǎng)巖類(lèi)巖石中。

②云英巖常具有明顯分帶性，由巖體向含礦石英脈依次為：未蝕變花崗巖→云英巖化花崗巖→石英白云母云英巖→石英螢石云英巖→石英黃玉云英巖→石英電氣石云英巖→石英脈。按云英巖產(chǎn)出的形態(tài)可將其分為兩種類(lèi)型，即面型和脈型。面型云英巖在花崗巖體頂部均勻分布;脈型最為常見(jiàn)，主要發(fā)育在花崗巖體內(nèi)或圍巖的裂隙中，也常作為石英脈旁的蝕變帶出現(xiàn)。

③這類(lèi)礦床的形成，在時(shí)間上稍后于巖漿巖體，在空間上位于巖體之內(nèi)、外接觸帶。礦體形態(tài)復(fù)雜，有脈狀、帶狀、似層狀、筒狀、囊狀等。

④花崗巖體中，有W、Sn、Be、Nb、Th、Li、Rb、Cs及稀土元素(主要為釔族)等，均有較高的豐度，與礦床中的礦物極其近似。

⑤礦石中共生礦物復(fù)雜，多期、多階段礦化明顯，有較多的含揮發(fā)性組分的礦物，近礦圍巖蝕變強(qiáng)烈，常有多種蝕變重疊。

03

地球化學(xué)特征

在云英巖礦床中，一般有含氟和含鉀的礦物存在。林傳仙等(1984)用模式體系K2O-A12O3-SiO2-H2O-HF的礦物組合討論了云英巖礦床的形成機(jī)理。用μHF和μKF作為坐標(biāo)變量，若體系中SiO2大量存在，H2O為外部控制量，則體系的礦物相變化簡(jiǎn)化為一元系含鋁礦物的變化，體系中有鉀長(zhǎng)石、白云母、黃玉、石英和鋁硅酸鹽。μHF的增加和μKF的降低可促使鉀長(zhǎng)石變成白云母石英集合體，μHF進(jìn)一步增加則形成黃玉。反之，μHF降低和μK增加，則形成鉀長(zhǎng)石。

04

實(shí)例

柿竹園超大型W、Mo、Bi、Be多金屬礦床中產(chǎn)出典型的網(wǎng)脈狀云英巖礦體。云英巖礦體中硫化物的δ34S值為4.8‰～7.88‰，石英的δ18O值為11.6‰～14.0‰，黑鎢礦的δ18O值為5.8‰～6.3‰，成礦流體的δ18OH2O值為6.9‰～9.3‰，螢石和石英包裹體的δDH2O值為-53‰～-57%‰，表明云英巖化成礦介質(zhì)為巖漿水。

礦石類(lèi)型有云英巖型W、Sn、Mo、Bi礦石，網(wǎng)脈狀云英-矽卡巖型W、(Sn)、Mo、Bi礦石，矽卡巖型W、Bi礦石及大理巖細(xì)網(wǎng)脈型Sn(Be)礦石4種。礦石礦物和脈石礦物共計(jì)143種。成礦物質(zhì)十分復(fù)雜、多樣，有有色金屬博物館之美稱(chēng)。礦床已探明的W、Sn、Mo、Bi金屬總儲(chǔ)量達(dá)187萬(wàn)噸。其中，WO375萬(wàn)噸，Sn49萬(wàn)噸，Bi30萬(wàn)噸Mo13萬(wàn)噸，Be20萬(wàn)噸。

圖4 湖南柿竹園礦區(qū)地質(zhì)圖

(據(jù)陳毓川等，1993)

1—第四系;2—上泥盆統(tǒng)佘田橋組大理巖;3—中泥盆統(tǒng)棋梓橋組白云質(zhì)大理巖;4—中泥盆統(tǒng)跳馬澗組砂巖;5—震旦系石英砂巖及板巖;6—細(xì)粒斑狀黑云母花崗巖;7—中粗粒黑云母花崗巖;8—細(xì)粒(少斑)二云母花崗巖;9—花崗斑巖;10—石英斑巖(γ52-1淺成相);11—輝綠(玢)巖;12—絹云母巖(屬γ52-2);13—矽卡巖(平面);14—矽卡巖化大理巖;15—矽卡巖(剖面);16—大理巖錫礦帶;17—矽卡巖鉍礦帶;18—矽卡巖鎢鉍礦帶;19—網(wǎng)脈狀云英巖穿插的矽卡巖鎢鉍礦帶;20—云英巖化;21—石英脈;22—磁鐵礦;23—地質(zhì)界線(xiàn)和推測(cè)地質(zhì)界線(xiàn);24—漸變地質(zhì)界線(xiàn);25—實(shí)測(cè)及推測(cè)沖斷層;26—背斜軸;27—向斜軸;28—剖面位置;29—鉆孔;30—坑道

(四)堿性花崗巖型稀有金屬礦床

01

概述

傳統(tǒng)上人們對(duì)巖漿礦床的理解主要著眼于與超鎂鐵質(zhì)、鎂鐵質(zhì)巖漿活動(dòng)有關(guān)的鉻鐵礦礦床、銅鎳礦床、釩鈦磁鐵礦礦床等，但某些花崗質(zhì)巖漿在結(jié)晶階段也可以產(chǎn)生因成礦元素在副礦物中富集而形成的礦化或礦床，如堿性花崗巖型稀有金屬礦床。

這類(lèi)礦床的成礦母巖包括正長(zhǎng)巖、霞石正長(zhǎng)巖、霞石巖、霓霞巖、磷霞巖、碳酸巖及其他超基性巖。分布于地臺(tái)區(qū)，受深大斷裂或地幔熱點(diǎn)控制，呈點(diǎn)群式或帶狀分布。巖帶中巖漿巖類(lèi)型多，巖體分異程度高，多為層狀侵入體。與這類(lèi)堿性-超基性雜巖有關(guān)的礦床有磁鐵礦、鈦鐵礦、磷灰石、霞石、蛭石、燒綠石以及鈮、鉭、鈰等稀有稀土金屬礦床。

02

礦床實(shí)例

典型實(shí)例是西華山花崗巖型富釔族稀土元素礦床、姑婆山褐釔鈮礦花崗巖等(圖5)。西華山黑云母花崗巖體由五次侵人活動(dòng)形成，各次侵入活動(dòng)均有不同程度的稀土礦化，以第二期中粒黑云母花崗巖稀土礦化作用最強(qiáng)。稀土元素在巖體中分布均勻。根據(jù)609個(gè)樣品的分析結(jié)果，稀土元素平均含量為360×10-6，均方差僅31.6×10-6，變異系數(shù)88%。巖體中稀土元素濃度呈標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布。這些特點(diǎn)表明稀土元素在巖體中呈均勻狀態(tài)分布。根據(jù)稀土元素在巖體中各礦物中的含量，30%的稀土元素賦存于造巖礦物中(長(zhǎng)石、石英、黑云母、白云母)，其余賦存于稀土元素的獨(dú)立礦物(如硅鈹釔礦、菱氟釔鈣礦、磷釔礦等)中，這些礦物均呈浸染狀均勻分布于巖體中。巖漿結(jié)晶分異作用早期形成的巖石富含斜長(zhǎng)石、角閃石和磷灰石、榍石，稀土元素主要以類(lèi)質(zhì)同象形式置換Ca、Ti而分散于上述礦物中。因此，在結(jié)晶分異作用早期很少出現(xiàn)稀土獨(dú)立礦物，難以形成稀土礦化。在中期，K、Na含量增高，Ca、Ti含量降低，稀土元素在巖漿中相對(duì)富集，以獨(dú)立礦物(磷釔礦、硅被釔礦床)形式晶出。(K+Na)/Al原子比控制了稀土礦物的晶出，當(dāng)比值大于0.80時(shí)，稀土獨(dú)立礦物大量晶出，而小于0.80時(shí)稀土元素分散于造巖礦物中。在K、Na兩堿性元素中，稀土元素與K關(guān)系較為密切：具稀土礦化的花崗巖中的K含量大于Na含量;當(dāng)熔體中Na含量增加到近于K含量甚至大于K含量時(shí)，花崗巖漿成礦便從稀土元素轉(zhuǎn)入以Nh、Ta、B、W、Sn等為主了。

圖5 西華山富釔族稀土礦花崗巖礦床

(來(lái)源《礦床地球化學(xué)》，中國(guó)科學(xué)院礦床地球化學(xué)開(kāi)放研究實(shí)驗(yàn)室)

(五)花崗巖類(lèi)風(fēng)化礦床

01

概述

某些花崗巖類(lèi)經(jīng)過(guò)物理風(fēng)化和化學(xué)風(fēng)化，有用元素或礦物可以形成殘坡積礦床或風(fēng)化殼礦床。

風(fēng)化礦床的形成，是某些元素在風(fēng)化殼中遷移和集中的結(jié)果。原巖風(fēng)化分解出的某些元素遷移流失，而另一些元素由于難以遷移則富集成礦。由于風(fēng)化過(guò)程中元素發(fā)生了遷移，一部分元素及其化合物流失了，而另一部分則集中了并且相互發(fā)生作用(組成新礦物)，由此而可能形成礦床。例如殘余型粘土礦床，是風(fēng)化殼中難遷移的SiO2、Al2O3、Fe2O3等組分集中并相互作用而形成的。

02

礦床特征

①粘土吸附的吸附作用對(duì)成礦具控制作用。礦床的顯著特點(diǎn)是稀土元素以簡(jiǎn)單陽(yáng)離子形式被風(fēng)化作用形成的粘土礦物(埃洛石、高嶺石等)吸附而富集成礦床。

②垂直分帶：離子吸附型稀土元素礦床具明顯的垂直分帶，自上而下為：

富鐵殘積層：介質(zhì)為弱酸性，粘土礦物含量較高，但由于膠體Fe(OH)3的大量產(chǎn)生，與粘土礦物發(fā)生膠體凝聚和電性中和作用，粘土礦物對(duì)稀土元素的吸附容量減少。這樣，大量的稀土離子被地表流水帶走，或隨滲濾水下降到風(fēng)化殼的完全風(fēng)化帶中，因此在地表殘積層中稀土元素含量相對(duì)貧化

完全風(fēng)化帶：介質(zhì)呈弱酸性，稀土元素在水溶液中的溶解能力增強(qiáng)，高嶺石、多水高嶺石等粘土礦物大量存在，有利于稀土離子被吸附，因此該帶中稀土元素最為富集；

半風(fēng)化帶：介質(zhì)呈弱堿性，稀土元素的溶解能力差，主要由碎屑狀長(zhǎng)石、石英組成，粘土礦物較少，因此稀土元素的次生富集程度較低；

未風(fēng)化基巖：主要巖性為花崗巖、花崗斑巖等。

03

地球化學(xué)特征

對(duì)風(fēng)化殼不同部位的稀土分析表明，除Ce因其氧化過(guò)程中形成特殊的Ce+4而與其他稀土元素分離外，在風(fēng)化、吸附過(guò)程中稀土元素不發(fā)生選擇性分餾，風(fēng)化殼礦床基本保留了原巖的稀土組成。

這類(lèi)礦床原巖中的稀土礦物如氟碳釔鈣礦、氟碳鈰礦、鈦釔礦、砷釔礦、氟碳鈰鑭礦、硅鈹釔礦等和硅酸鹽礦物一起被破壞，稀土礦物和含稀土造巖礦物中的稀土元素轉(zhuǎn)變?yōu)閹д姾傻年?yáng)離子呈絡(luò)合物或碳酸鹽的形式被釋放至溶液中，在地表酸性條件下稀土元素呈正三價(jià)的離子遷移。

在含稀土元素的弱酸性溶液向風(fēng)化殼下部滲透的過(guò)程中，酸度變小，PH值逐漸升高，當(dāng)PH值為6～8時(shí)，稀土元素的遷移能力大大降低，而粘土吸附稀土的能力增強(qiáng)，因而被高嶺石、多水高嶺石和水云母等粘土礦物吸附，使稀土離子在風(fēng)化殼中富集成礦。

來(lái)源：劉先生的地質(zhì) 新浪博客

參考文獻(xiàn)：

1、翟裕生、姚振書(shū)等，《礦床學(xué)(第三版)》，地質(zhì)出版社，2011.

2、戴塔根、龔鈴蘭等《應(yīng)用地球化學(xué)》中南大學(xué)出版社，2005.

3、牟保磊等，《元素地球化學(xué)》北京大學(xué)出版社，1999。

4、中國(guó)科學(xué)院礦床地球化學(xué)開(kāi)放研究實(shí)驗(yàn)室，礦床地球化學(xué)，地質(zhì)出版社，1997.

5、林小明，陳國(guó)能，從離子半徑變化看元素地球化學(xué)場(chǎng)中的成礦分帶，中山大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，第41卷，第5期，2002.9.

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