地球科学青年编委文章|付伟等：广西离子吸附型重稀土找矿突破方向研究与科研性示范勘查进展

学术科学 2024-07-22 00:00 湖北

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离子吸附型稀土矿是关乎我国稀土关键矿产国际竞争优势和资源战略安全的重要矿床类型.广西作为中国南方盛产离子吸附型稀土的主要省份之一，矿床数量众多且资源总量丰富，但在配分特征上以轻稀土型为主，重稀土型则相对稀缺.为提高广西重稀土资源储备，在依照江西“足洞式”和广西本地“南安式”重稀土成矿模式找矿效果暂不理想的情况下，提出将近年来新报道的风化壳轻重稀土叠生型矿床作为找矿突破方向.进而选择灵山县佳平地区作为实验基地，开展了集成矿理论研究和找矿勘查为一体的科研性示范勘查工作.结果发现，在示范勘查区内除了常见的轻稀土成矿类型之外，还发育了以“上轻下重”双层结构为标志的轻重稀土叠生类型.内源与外生成矿条件综合研究指示，两种成矿类型的母岩条件类似，均与具有高稀土总量（ΣREE > 260×10-6）、低度轻稀土配分（1 < LREE/HREE < 4）且富含易风化稀土副矿物的中粗粒黑云母二长-闪长花岗岩有关.但相比于轻稀土型，轻重稀土叠生型更偏向于在覆盖厚层风化壳和存在强烈土壤水渗流活动的地貌-水文环境中发育.这种特定的外生环境能为稀土元素在风化过程中发生长距离的淋滤-淀积提供更有利的空间和动力条件，增强风化壳内部稀土元素的富集与分异效应，使得活动性更强的重稀土元素比轻稀土元素优先向风化壳下部迁移和富集，最终在持续的分异作用下形成“上轻下重”双层矿化结构.在上述成矿理论认识的指导下，笔者通过对常规勘查方法的调整和优化，采取了整体放稀勘查网度和局部加密钻孔验证相结合的方法，使得科研示范勘查工作取得良好实际找矿效果，探获重稀土资源量达到中型规模，这对指导广西乃至中国南方“上轻下重”叠生型稀土风化矿床的找矿工作具有参考意义.

本研究基于对广西离子吸附型重稀土潜在找矿方向的筛选，结合国内最新勘查进展，提出了轻重稀土叠生型矿床可作为广西提高重稀土资源储备的目标矿床类型.进而通过在广西灵山县佳平地区开展的科研性示范勘查工作，获得了有关此类矿床在成矿条件、矿床成因及勘查技术方法等方面的一些系统化认识，总结如下.

（1）佳平矿区同时发育了以“上轻下重”双层结构为标志的叠生型矿化和以单一轻稀土矿层为标志的轻稀土矿化两种成矿类型.二者在空间分布上并非受某一类特定控矿因素的支配，而是与多个控矿因素（母岩、地貌和水文）的组合影响有关.相比于常见的轻稀土矿化，轻重稀土叠生矿化在成矿条件上表现出更明显的偏向性，除了需要具备高稀土总量和低度轻稀土配分母岩提供的矿质来源条件，还需要有利于厚层风化壳发育和保存的地貌空间条件，以及存在强烈土壤水渗流活动的水文动力条件.相对苛刻的成矿条件是导致叠生型矿化表现出散点状或局部群聚状等不均匀分布的原因.

（2）“上轻下重”双层矿化结构的发育实质上是稀土元素在风化过程中发生富集效应的同时，又伴随着强烈内部分异效应的综合体现.它的成因是在风化产物在继承母岩初始轻稀土配分特征的基础上，又在风化过程中被强烈改造的结果.由于轻重稀土之间地球化学行为的差异，活动性更强的重稀土元素会优先向风化壳下部迁移和富集，尤其是在厚层风化壳中经过长距离的淋滤-淀积作用后，重稀土相对轻稀土的差异迁移和累积效应会被逐渐放大.最终经过持续的垂向分异，到达一定深度后风化产物的稀土配分属性发生了由轻向重的转折性变化，导致“上轻下重”双层矿化结构的发生.

（3）由于轻重稀土叠生型矿床的矿化特征空间变异大，这决定了在勘查方法上不能机械地套用常规勘查规范.适时地在地形地貌变化部位进行局部加密，并采用全孔不间断连续等距（1 m）取样与分析等方法，能有效地避免因重稀土成矿类型分布范围小和矿层薄而导致的漏矿现象，帮助勘查工作在以轻稀土型为主的矿区发现更多重稀土资源.

（4）科研性示范勘查工作的实施，证实了佳平地区轻重稀土叠生型矿床的良好找矿潜力，获得了符合勘查规范的实际找矿效果，新增重稀土资源总量达到中型规模.这为后续在矿区周边及区域上争取更大找矿突破奠定了工作基础，同时对广西乃至中国南方同类矿床勘查也具有启示意义.

图1大容山-十万大山花岗岩带岩体分布(a)、示范勘查区地质图(b)和示范勘查区地貌图(c)

a图改编自Zhao et al.（2012）图2 典型斜坡面高密度电阻率探测及反演结果(a)和基于电阻率数据的风化壳-基岩-潜水带解译(b)图3 典型稀土成矿风化壳剖面质量平衡计算指示的LREE和HREE地球化学行为差异

文章刊登在《地球科学》第49卷第6期

付伟, 董春放, 许成, 王瑞湖, 陆济璞, 周辉, 韩志轩, 易泽邦, 吕玉增, 黄光琼, 罗鹏, 2024. 广西离子吸附型重稀土找矿突破方向研究与科研性示范勘查进展. 地球科学, 49(6): 1931-1945. doi: 10.3799/dqkx.2024.016

Fu Wei, Dong Chunfang, Xu Cheng, Wang Ruihu, Lu Jipu, Zhou Hui, Han Zhixuan, Yi Zebang, Lü Yuzeng, Huang Guangqiong, Luo Peng, 2024. Research on Prospecting Direction of Ion-Adsorption Type Heavy Rare Earth Element Resources in Guangxi and Progresses in Scientific Demonstration Exploration. Earth Science, 49(6): 1931-1945. doi: 10.3799/dqkx.2024.016

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