滇西南西盟—澜沧地区土壤稀土地球化学异常的发现及找矿意义

doi:10.11720/wtyht.2024.2014

滇西南西盟—澜沧地区土壤稀土地球化学异常的发现及找矿意义

谢岿锐^,¹^,², 宋旭锋¹^,², 周坤¹^,³, 周余国^,²^,⁴, 佘中明⁵, 唐鉴¹^,²

1.云南省地质调查院,云南昆明 650214

2.自然资源部三江成矿作用及资源勘查利用重点实验室,云南昆明 650061

3.云南省核工业地质调查院,云南昆明 650106

4.云南大学地球科学学院,云南昆明 650091

5.云南省地质勘查基金管理中心,云南昆明 650224

REE geochemical anomalies in soils of the Ximeng-Lancang area in southwestern Yunnan and their discovery and their implications for ore prospecting

XIE Kui-Rui^,¹^,², SONG Xu-Feng¹^,², ZHOU Kun¹^,³, ZHOU Yu-Guo^,²^,⁴, SHE Zhong-Ming⁵, TANG Jian¹^,²

1. Yunnan Institute of Geological Survey, Kunming 650214, China

2. Key Laboratory of Sanjiang Metallogeny and Resources Exploration and Utilization,Ministry of Natural Resources, Kunming 650061, China

3. Yunnan Nuclear Industry Geological Survey Institute, Kunming 650106, China

4. School of Earth Science, Yunnan University, Kunming 650091, China

5. Yunnan Geological Exploration Fund Management Center, Kunming 650224, China

通讯作者: 周余国(1967-),男,博士,高级工程师,副教授,主要研究方向为矿床学、矿床地球化学、资源经济学。Email:yngoldman@163.com

第一作者: 谢岿锐(1963-),男,大学本科,正高级工程师,主要从事物化探、地质调查研究工作。Email:738304156@qq.com

责任编辑: 蒋实

收稿日期: 2022-01-14 修回日期: 2024-01-15

基金资助:

云南省地质勘查基金项目(D2017006)

Received: 2022-01-14 Revised: 2024-01-15

摘要

滇西南西盟—澜沧地区属西南“三江”造山带南段,通过1∶5万土壤地球化学测量工作,发现研究区稀土地球化学异常24个,并主要集中分布在昌宁—孟连深大断裂带上及其附近的石炭系平掌组基性火山岩、石炭—二叠系鱼塘寨组碳酸盐沉积岩地层中。通过对评序靠前的AP00稀土地球化学异常进一步进行1∶1万土壤地球化学测量、1∶1万专项地质测量和少量的轻型山地探矿工程等工作的详细解剖,首次在沉积型碳酸盐岩地层中发现了新型的风化壳型稀土矿,初步估算稀土资源量已达中型规模,取得了较好的找矿突破,拓宽了找矿思路,值得业界借鉴。通过区域地质地球化学背景和AP00稀土异常区资料的综合分析,认为AP00风化壳型稀土矿的形成是经历了4次不同地质作用逐渐富集成矿的过程,是多因复成型稀土矿。根据AP00稀土矿的浸出率较低,重稀土Y元素构造(岩浆)叠加成矿作用明显,推断在深部可能存在以钇为主的重稀土原生矿,预示着寻找重稀土矿具有较大潜力。

关键词： 稀土地球化学异常; 风化壳型稀土矿; 找矿意义; 土壤; 西盟—澜沧

Abstract

The Ximeng-Lancang area in southwestern Yunnan resides in the southern section of the Nujiang-Lancangjiang-Jinshajiang orogenic belt in Southwest China. The 1∶50,000 geochemical soil survey revealed 24 rare-earth-element (REE) geochemical anomalies, which are primarily distributed in the Carboniferous Pingzhang Formation mafic volcanic rocks and the Carboniferous-Permian Yutangzhai Formation sedimentary carbonate rocks within and near the Changning-Menglian deep fault zone. Furthermore, the AP00 REE geochemical anomalies ranking high in the evaluation were analyzed in detail through a 1∶10,000 geochemical soil survey, a 1∶10,000 special geological survey, and light-duty prospecting engineering in mountainous areas. A new type of REE ores in weathering crusts has been first discovered in sedimentary carbonate strata, with preliminarily estimated REE resources reaching a medium scale, suggesting a prospecting breakthrough. This finding shows a new prospecting approach, which can be referenced for similar research. As revealed by a comprehensive analysis of the regional geological and geochemical settings and the data of AP00 REE anomalies, the AP00 REE ores in weathering crusts have undergone a gradual enrichment and mineralization process involving four different geological processes, suggesting polygenetic compound REE ores. Considering the low leaching efficiency of AP00 REE ores and significant structural (magmatic) superimposed mineralization of the heavy REE yttrium, it is inferred that yttrium-dominated primary REE ores might exist in the deep part, implying high potential for heavy-REE ores.

Keywords： REE geochemical anomalies; REE ores in weathering crusts; prospecting implication; soil; Ximeng-Lancang

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本文引用格式

谢岿锐, 宋旭锋, 周坤, 周余国, 佘中明, 唐鉴. 滇西南西盟—澜沧地区土壤稀土地球化学异常的发现及找矿意义[J]. 物探与化探, 2024, 48(3): 660-667 doi:10.11720/wtyht.2024.2014

XIE Kui-Rui, SONG Xu-Feng, ZHOU Kun, ZHOU Yu-Guo, SHE Zhong-Ming, TANG Jian. REE geochemical anomalies in soils of the Ximeng-Lancang area in southwestern Yunnan and their discovery and their implications for ore prospecting[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2024, 48(3): 660-667 doi:10.11720/wtyht.2024.2014

0 引言

稀土元素是我国极为重要的战略性关键矿产资源。稀土矿床可以分为原生稀土矿和次生稀土矿,其中原生稀土矿可以分为碳酸岩型、碱性花岗岩型、磷块岩型和IOCG(iron oxide-copper-gold)型等,次生稀土矿可以分为离子吸附型(又称风化壳型)、独居石、磷钇矿砂矿、海滨砂矿和深海泥型等^[1]。离子吸附型稀土多为中酸性、碱性岩浆岩风化残坡积所致,但近年来峨眉山玄武岩风化壳中也不断有所发现^[2-3],表明基性岩浆岩也可以是稀土矿床成矿母岩。

2017年开始,云南省地质调查院承担了云南省地质勘查基金管理中心下达的滇西南西盟—澜沧地区4个1∶5万图幅矿产地质调查联测,由于调查区内的后的垭口断裂(见图1)北东盘为云南省规模最大的临沧花岗岩基勐海岩浆岩带,且区域地球化学资料表明在临沧花岗岩风化壳上有不少稀土异常并相继发现稀土矿产地^[4-5],所以在矿产地质调查联测阶段布置的1∶5万土壤(8个样/km²)地球化学测量中分析了La、Ce、Eu、Tb、Yb、Y、REE(REE为La、Ce、Eu、Tb、Yb、Y 6个元素累加,∑REE为镧系+钇共16个元素累加,下同)等元素。结果显示,印支期花岗岩风化壳上稀土元素仅只表现为高背景区,REE最高值仅为542×10^-6且并未出现明显的浓集中心,反而在上古生界石炭—二叠系鱼塘寨组(CPy)碳酸盐岩及石炭系平掌组(Cp $\hat{z}$ )基性火山岩中的构造地形有利部位出现了大量稀土地球化学异常,取REE异常下限T=500×10^-6,全区共圈定了24个稀土元素地球化学异常。2018年,对异常评序排名靠前的稀土元素土壤化探异常开展了较深入的地质及化探工作,发现了新型的风化壳型稀土矿床,取得了良好的找矿效果。

图1

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图1 西盟—澜沧地区大地构造划分(a)及研究区地质(b)简图(据参考文献[6]简化修编)

a中:1—一级界线;2—二级界线;3—断裂;4—大地构造划分编号;Ⅵ-2—上扬子古陆块;Ⅶ-5—昌都-兰坪-思茅地块;Ⅶ-6—乌兰乌拉-澜沧江结合带;Ⅶ-7—崇山-临沧地块;Ⅷ-3—班公湖-怒江结合带;Ⅸ-4—保山地块;5—调查区位置

b中:6—第四系砂、砾、漂砾岩块、砂土、黏土;7—中侏罗统花开左组泥岩、砂岩、砾岩;8—中二叠统大名山组碳酸盐岩;9—二叠系拉巴组砂岩、板岩;10—石炭-二叠系鱼塘寨组碳酸盐岩;11—石炭系平掌组玄武岩、安山岩、凝灰岩;12—泥盆-石炭系南段组砂岩、板岩、片岩、千枚岩;13—泥盆系曼信组粉砂岩、板岩;14—泥盆系温泉组石英砂岩、长石石英杂砂岩;15—新元古界允沟岩组大理岩、片岩、千枚岩;16—新元古界王雅岩组片岩;17—中元古界惠民岩组片岩;18—三叠纪细粒二云二长花岗岩;19—实测断层、推断断层;20—地质界线;21—实测角度不整合界线;22—次生面理界线;23—AP00稀土异常区

Fig.1 Geological map of Ximeng-Lancang area (simplified revision according to reference[6])

矿产勘查可以分为模式找矿和非模式找矿两种思路。区域性的地球化学勘查可以说是最直接、快速、有效的非模式找矿思路,但因所涉及化学元素动辄数十个,所以在非结晶岩石分布区一般很少考虑分析稀土元素。本区在上古生界玄武岩系和碳酸盐岩组合风化壳上“种豆得瓜”的新类型稀土找矿突破,无疑是非模式找矿成功的典型案例。在当前“三稀”矿产勘查热的大背景下,为业界今后的稀土矿产勘查拓宽了找矿思路,值得业界借鉴。

限于篇幅,下面只选择其中的一个异常AP00(注:非实际异常编号),介绍其地质—地球化学特征,并对其稀土元素的富集成矿机制作初步探讨。

1 区域地质地球化学背景

1.1 区域地质背景

西盟—澜沧地区位于西南“三江”造山带的南段,三级构造单元属班公湖—怒江结合带,东西夹于崇山—临沧地块和保山地块之间(图1)。本区北东侧的中元古界惠民岩组(Pt₂h)片岩是该地区最古老的地层,总体呈NW向带状展布;同时该地区西侧(保山地块)发育的新元古界王雅岩组(Pt₃w)、允沟岩组(Pt₃y)为一套受构造强烈改造的变粒岩、片岩、大理岩和千枚岩,二者皆为冈瓦纳古陆结晶和褶皱基底。

进入晚古生代,本区的主要沉积作用为泥盆—石炭纪火山—碎屑沉积,同时伴随着古特提斯洋的拉张成盆,石炭纪发生大规模基性岩浆的喷溢作用并形成了以火山熔岩、角砾岩、碎屑岩和凝灰岩为主的洋岛玄武岩系,之后由于造山作用导致的地壳缩短、增厚以及隆升等,石炭—二叠纪沉积浅海相碳酸盐岩。印支晚期随着碰撞造山的进一步加剧,本区主要表现为NNW向带状展布的临沧花岗岩基的形成。燕山期,随着地壳的进一步抬升扩展,本区抬升为陆,中侏罗世(J₂)主要在上古生代东西两侧的残留河湖中发生红层沉积。喜山期,本区除在沟谷形成砂、砾石、沙土沉积外,在流水地质作用下,对地表地貌进一步塑造,在早期断褶和后期流水的双重作用,本区可见AP00异常区“背斜成谷”这样的典型地貌。

本区地处印度板块、欧亚板块两大板块结合部,是我国青藏高原—三江造山带向中南半岛的过渡地带,地质构造格架和现代地貌的形成离不开欧亚板块与印度板块的碰撞、俯冲、挤出等长时期、多机制的综合作用^[7]。青藏高原印度板块—欧亚板块碰撞时间目前存在70 Ma、65 Ma、55 Ma、50 Ma、45 Ma、40~34 Ma等多种观点^[8]。近年来,国外学者提出中性岩是研究地质历史时期地壳增厚及隆升的重要物质记录^[9⇓-11],胡懿灵等^[12]将青藏高原中部早期隆升时间往前推至早白垩世晚期,而在两大板块碰撞之前,青藏高原中部已经发生大规模的地壳缩短、增厚以及隆升^{[13⇓⇓⇓⇓-18]}。考虑到在两大板块碰撞之后远离应力集中区(藏南)的西盟—澜沧地区岩层断褶的滞后效应,本区应是在燕山晚期侏罗系红层(J₂h)形成之后,主要由于喜山运动的抬升、挤出(逃逸),在保山地块和临沧地块之间形成晚古生代地层向北收敛、向南撒开,总体NW向展布并由多个断褶相间分布的特征(图1)。

1.2 区域土壤地球化学背景

根据矿产调查阶段布置的1∶5万土壤地球化学测量所分析的La、Ce、Eu、Tb、Yb、Y、REE等元素数据统计区内各地质单元及全区土壤地球化学参数(土壤样品数15 298件,其中石炭系大平掌组基性火山岩812件;石炭—二叠系鱼塘寨组碳酸盐岩1 378件,参数统计时剔除极值),结果见表1。

表1 西盟—澜沧地区各地质单元及全区土壤稀土元素参数特征^[19]

Table 1 Content characteristics of soil rare earth elements in various geological units and the whole region in Ximeng-Lancang area^[19]

地层单元	参数	Y	La	Ce	Eu	Tb	Yb	REE
N-Q	平均值	35.2	49.5	97.1	1.65	1.27	3.91	193
N-Q	富集系数	1.17	1.09	1.03	1.19	1.09	1.18	1.07
J	平均值	21.5	37.0	76.0	1.09	0.84	2.47	141
J	富集系数	0.71	0.81	0.81	0.78	0.72	0.75	0.78
P	平均值	45.8	46.8	99.3	1.71	1.37	4.61	207
P	富集系数	1.52	1.03	1.06	1.23	1.17	1.39	1.15
CPy	平均值	169	101	137	3.53	3.45	9.10	442
CPy	富集系数	5.62	2.22	1.46	2.54	2.94	2.75	2.45
$\hat{C p z}$	平均值	63.1	75.3	145	3.37	2.34	5.18	305
$\hat{C p z}$	富集系数	2.09	1.66	1.54	2.43	2.00	1.56	1.70
DC	平均值	18.2	32.9	74.1	0.88	0.71	2.16	131
DC	富集系数	0.60	0.72	0.79	0.64	0.61	0.65	0.73
D	平均值	41.3	53.3	102	1.76	1.45	4.70	207
D	富集系数	1.37	1.17	1.08	1.26	1.24	1.42	1.15
Pt₃	平均值	30.5	49.5	111	1.69	1.37	3.13	202
Pt₃	富集系数	1.01	1.09	1.19	1.22	1.17	0.95	1.12
Pt₂	平均值	23.9	42.5	90.8	1.41	1.19	2.15	163
Pt₂	富集系数	0.79	0.94	0.97	1.01	1.01	0.65	0.90
ηγT	平均值	34.1	50.0	122	0.95	1.49	2.67	214
ηγT	富集系数	1.13	1.10	1.29	0.69	1.27	0.81	1.19
全区	平均值	30.1	45.4	94.0	1.39	1.17	3.13	180
中国土壤^[20]	平均值	23.0	38.0	72.0	1.20	0.80	2.60	138

注:元素含量单位为10^-6;测试单位为自然资源部昆明矿产资源监督检测中心。下同。

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由表1看出,如果不考虑侵入岩出露区风化壳,本区土壤稀土元素主要表现出Y、La、Ce高含量的特征,且主要集中在上古生界特别是石炭—二叠系鱼塘寨组碳酸盐岩地层之上的残坡积土壤中,同时其下石炭系平掌组玄武岩风化壳中的稀土元素也普遍富集。主成矿元素Ce在上述两套地层中的含量差异不大,La差异较明显,而重稀土元素Y则差异显著。

2 AP00稀土异常剖析

根据1∶5万土壤测量信息,该异常呈近SN向的长椭圆状分布于近SN向破背斜东翼石炭—二叠系鱼塘寨组(CPy)碳酸盐岩为主的地层中,异常面积9.55 km²,REE最大值1 655×10^-6,为全区最高。2018年,在此异常上布置1∶1万土壤地球化学规则网测量(100 m×40 m)8.0 km²(土壤样品2 051件),1∶1万专项地质测量6 km²和1∶2 000地质剖面测量1.99 km,系统分析了镧系+钇共计16个稀土元素,从16个元素中选出含量最高且最具经济价值的Y、La、Ce和稀土总量(∑REE)作异常剖析图,各元素及稀土总量的异常下限及异常中、内带取值参见图2。

图2

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图2 AP00稀土异常主成矿元素及稀土总量异常剖析

Fig.2 Main ore-forming elements and total rare earth elements anomaly analysis in AP00 rare earth anomaly

由图2看出,Y、La、Ce元素异常套合极好,轻稀土Ce异常普遍在150×10^-6以上,但无明显浓集中心,显示矿源层碳酸盐岩典型的风化成因;重稀土Y既有与La、Ce相重叠的异常空间,也有SN向串珠状、带状平行排列的超常富集(成矿),极值高达1 670×10^-6,明显揭示了构造叠加成矿的特征;轻稀土La与重稀土Y异常特征相似,套合较好,但极值较弱且变化不大。上述3种元素地球化学异常特征表明,本异常稀土成矿作用具多期性(玄武岩原始高背景富集→鱼塘寨组(CPy)碳酸盐岩沉积吸附富集→中—低温成矿热液改造富集→风化淋滤富集成矿),轻稀土Ce的富集只与碳酸盐岩长期持续不断的表生风化作用有关,而重稀土Y(和轻稀土La)既有表生风化作用,更有内生构造(岩浆)热液的叠加成矿作用,深部可能存在重稀土钇为主的原生富集成矿(富集成矿机制、依据及证据后面再详细阐述)。

稀土总量∑REE是评价稀土矿床最重要的指标。AP00异常∑REE极值达3 835×10^-6。根据异常浓集中心8个取样钻(钻孔深2.8~3.4 m,均未见底)探查结果显示,∑REE含量为0.05%~0.53%,其中位于化探稀土异常的最高值中心点施工的QYZ01孔品位最高,平均品位0.37%。初步浸出试验结果显示其浸出率偏低(44%),可见非离子吸附稀土仍占较大比重。通过对矿体纵剖面的研究,稀土矿化由浅到深有逐渐升高的趋势。根据周边公路人工揭露风化壳厚度的情况看,碳酸盐岩全风化层厚度约有5~15 m,推测碳酸盐岩风化壳型稀土矿化在本区具有一定的分布规模^[6]。

如果考虑矿床规模较大、开采条件较好、可选性较好等因素,风化壳型轻稀土的边界品位可取0.05%,重稀土的边界品位可取0.03 %^[21],该异常轻、重稀土共生,∑REE圈定异常下限所采用的600×10^-6已经超过轻重稀土的综合边界品位,再加上取样钻揭示由浅入深轻稀土品位逐渐升高,这样整个异常区可以形成一个集中连片的面积达2.20 km²的稀土矿床。假设风化壳平均延伸8 m(保守估计),稀土平均品位0.29%,矿石体重按1.2 t/m³计算,则该异常稀土预测资源量可达61 400 t(受矿业权限制,异常区南侧未开展进一步工作),已达中型规模。

3 AP00稀土异常富集成矿机制初探

通过区域地质、地球化学背景的探讨和该异常大比例尺地质地球化学勘查+轻型山地探矿工程(浅钻和剥土)等的系统工作以及浅表地理地貌因素的综合考虑,初步将该稀土异常富集成矿机制探讨如下。

3.1 基性岩浆喷发作用携带稀土元素最初原始富集

该区地处中国西南“三江”造山带南段^[22],在古生代时期处于冈瓦纳大陆与劳亚大陆之间的特提斯构造域^[23],自晚古生代开始进入古特提斯构造发展演化阶段。在古生代泥盆—石炭纪的华力西运动时处于特提斯大洋逐渐拉张成盆阶段,形成昌宁—孟连洋盆,在洋盆扩张过程中地幔(超)基性岩浆携带丰富的亲基性元素、重金属元素及“三稀”元素沿着被拉张开的深大断裂向上运移,形成以火山熔岩、角砾岩、碎屑岩、凝灰岩成分为主的石炭系平掌组(C $\hat{p z}$ )洋岛玄武岩系,并具有大陆边缘斜坡的沉积特点,形成了稀土元素最初的原始富集,并作为风化壳型稀土矿的成矿母岩。从表1中可以看出,所分析的稀土元素及总量(REE)在平掌组(C $\hat{p z}$ )中的富集系数都大于1.5,其稀土元素的富集程度仅次于鱼塘寨组(CPy),为最初成矿富集作用的有力依据。

3.2 基性岩破碎水解+碳酸盐岩沉积作用使稀土元素第二次富集

从晚石炭世开始,昌宁—孟连洋盆由于受到向东俯冲作用的影响,地壳进一步下降处于海浸阶段,随着海平面的升高,海水的入侵,早期形成的平掌组基性火山岩被浸泡在海水中。由于海水中含有丰富盐分及各种阴阳离子成分,玄武岩中矿物和碎屑发生水解,各种微量及稀土元素被海水浸取出来以离子或络合物的形式存在,并以微包裹体、类质同象置换Ca²⁺等形式混入碳酸盐中,随碳酸盐一起沉积形成鱼塘寨组碳酸盐岩地层,稀土元素在碳酸盐岩中进一步富集。从表1中可以看出,所分析的稀土元素及总量(REE)除Ce外,其余元素在鱼塘寨组(CPy)中的富集系数都是最大的,其中Y的富集系数更是高达5.62,达到了极富集状态,充分说明了稀土元素在鱼塘寨组(CPy)中的进一步成矿富集作用,即第二阶段的成矿富集作用。

经过对AP00稀土异常区鱼塘寨组(CPy)、大名山组(P₂d)碳酸盐岩和相应的风化壳层取样做∑REE的对比分析,结果见表2。可以看出,同为碳酸盐岩,石炭系鱼塘寨组碳酸盐岩石及风化壳中的∑REE远比大名山组碳酸盐岩石及其风化壳中的稀土含量高得多,有力地说明了石炭—二叠系鱼塘寨组(CPy)为风化壳型稀土矿矿源层的事实,同时也是稀土第二阶段成矿富集的一个佐证。

表2 AP00异常区不同地质层位中∑REE的含量对比^[6]

Table 2 Content comparison of ∑REE in different geological layers in AP00 anomaly area^[6]

地质层位		∑REE均值/10^-6
矿(化)区风化壳	稀土矿化层	640
鱼塘寨组碳酸盐岩	风化层	546
鱼塘寨组碳酸盐岩	基岩	485
大名山组碳酸盐岩	风化层	259
大名山组碳酸盐岩	基岩	211

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3.3 喜山期深部构造(岩浆)热液作用使以重稀土钇为主的成矿元素叠加改造成晕成矿

AP00异常区东距印支晚期临沧花岗岩基不远,北距该区域澜沧老厂超大型铅锌银钼多金属矿仅约13 km,老厂矿区深部花岗岩普遍钼矿化已被钻孔证实,花岗岩成岩年龄为44.6±1.1 Ma^[24]。AP00异常区Y、La、Ce异常特别是重稀土Y地球化学异常特征清楚表明深部构造(岩浆)热液的叠加成矿作用,带来大量重稀土钇,而成岩年龄推测与澜沧老厂铅锌银钼多金属矿一致,皆为喜山期,成矿年龄则有可能更晚。1∶5万稀土地球化学异常的分布规律指示,稀土异常基本上都分布在老厂铅锌银钼多金属矿周围及昌宁—孟连深大断裂带上,并且或多或少都有一定的中温(Cd-Zn-Pb-Ag)、低温(Sb-Hg-As)成矿热液元素异常相伴生;在1∶1万大比例尺地球化学测量范围内的稀土异常中,异常中、内浓集带都呈近SN向的狭长带状展布,与区内断裂构造带的延伸方向一致,并都伴生有相应的低温(Sb-As-Au)、中温(Pb-Zn-Ag-Cu)成矿热液元素的弱异常。从本次调查评价工作中所发现与碳酸盐岩及玄武岩有关的风化壳型稀土矿(化)也都分布在昌宁—孟连深大断裂带上,这些都说明了在稀土矿(化)的成作用过程中,经历了成矿热液的改造富集作用阶段,即第三阶段的稀土成矿富集作用。另外,在无深大断裂构造分布的其他地方也出露有作为成矿母岩的平掌组(C $\hat{p z}$ )玄武岩、作为矿源层的鱼塘寨组(CPy)碳酸盐岩,但在其上面都无较好的稀土地球化学异常分布,这也是稀土热液改造成矿作用阶段存在的一个佐证。

3.4 表生风化成矿作用形成风化壳型稀土矿(化)

本区自燕山晚期上升为陆,具备了成矿母岩及矿源层之后,只要在表生环境下,表生风化成矿作用就已开始。长期的表生地质历史演化,使该异常区在地貌上演变为与破背斜相协调的SN走向的宽缓谷地,这一宽缓谷地控制了整个稀土异常及稀土矿(化)的空间展布。

该地区位于滇西南北回归线以南,属南亚热带夏湿冬干山地季风气候,气温高,热量足,雨量充沛,年均降水量达1 600 mm以上,日照充足,年日照时数达2 000 h以上,植被茂密,森林覆盖率高达55%^[25],加上构造(岩浆)活动使岩石易于破碎,所以该区化学风化强烈,辅以物理风化和生物风化,区内易于形成较厚的风化壳,其中的稀土元素也易被胶体及黏土矿物吸附在原地堆积,部分稀土以离子态的形式存在于风化壳中,最终形成风化壳型(离子吸附)稀土矿(化),即第四阶段的富集成矿作用。从表2中可知,风化壳中的稀土总量都高于基岩中的稀土总量,矿(化)区风化壳的稀土总量又高于其他地方的稀土总量,同样说明了稀土在第四纪风化壳中的富集成矿是一个不可缺少的过程,由此也才能形成含离子态的风化壳型稀土矿,也才有更高的工业价值。

所以,该风化壳型稀土矿的形成经历了4次不同地质作用逐渐富集成矿的过程,是多因复成型稀土矿。该地区岩性组合复杂多样,构造(岩浆)活动强烈,重稀土钇在断褶带上串珠状、带状的超常富集和该稀土矿较低的浸出率,也预示深部具有找寻重稀土钇为主成矿元素原生矿巨大潜力的可能性。

4 结论

1)本区区域地质地貌格局主要受控于喜山运动的抬升、挤出(逃逸),在古老的保山地块和临沧地块之间形成晚古生代地层向北收敛、向南撒开,总体NNW向展布并具有多个断褶相间分布的特征。

2)区域土壤稀土元素地球化学参数特征表明,本区稀土矿主成矿元素为Y、La、Ce,具有轻重稀土共生的特征,通过大面积取样共圈定稀土异常24个。稀土元素的富集主要集中在上古生界特别是石炭—二叠系鱼塘寨组碳酸盐岩地层之上的残坡积土壤中,而其下石炭系平掌组玄武岩风化壳中的稀土元素也普遍富集,主成矿元素Ce在两套地层中含量差异不大,La差异较明显,而重稀土元素Y则差异显著。

3)通过对AP00土壤稀土异常的解剖,该异常稀土成矿作用具多期性。轻稀土Ce的富集只与碳酸盐岩长期持续不断的表生风化作用有关,而重稀土Y(和轻稀土La)既有表生风化作用,更有内生构造(岩浆)热液的叠加成矿作用,深部可能存在重稀土钇为主的原生富集成矿。初步估算该异常稀土预测资源量可达中型规模。

4)根据上述资料分析,AP00风化壳型稀土矿的形成经历了4次不同地质作用逐渐富集成矿的过程,是多因复成型稀土矿。

本区在晚古生代玄武岩系和碳酸盐岩组合风化壳上“种豆得瓜”的新类型稀土找矿突破,是对非模式找矿的成功注解,在当前“三稀”矿产勘查热的大背景下,值得业界借鉴。因植被覆盖严重等原因,AP00异常区地质工作尚待今后进一步加强,深部以重稀土钇为主的原生矿找矿值得进一步验证。

致谢

感谢云南大学刘铮老师、王玉朝老师、李良老师对本文提出的宝贵修改意见。

参考文献

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被引期刊影响因子

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中国稀土元素地球化学背景与远景区优选

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