湘南益将-四都石英闪长岩及其风化壳中稀土元素地球化学特征

来源 :中国地质大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:lieying97023
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稀土是重要的战略资源,钪作为稀土元素之一,在冶金、新材料及新能源领域具有重要的应用。近年来美国、日本、俄罗斯、欧盟纷纷将钪列入关键矿物名单。我国《全国矿产资源规划(20162020)》中也将钪归属于战略金属。湖南益将钪矿床发现于1987年,湘南除了益将钪矿外,还有四都及雷公仙钪矿点。为了查明石英闪长岩风化过程中稀土元素,尤其是钪的迁移及富集特征,本文选择了益将和四都岩体,对石英闪长岩及其风化壳开展了岩石学及地球化学特征研究,利用了岩矿鉴定、扫描电镜-能谱分析、X衍射分析(XRD)、X荧光光谱及等离子质谱(ICP-MS)等分析方法,并辅以稀土元素淋滤实验研究。结果表明,益将和四都石英闪长岩的主要矿物为斜长石(6070%)、石英(515%)、黑云母(812%)、角闪石(512%)和辉石(57%);副矿物为磁铁矿、锆石、黄铁矿、独居石、磷灰石等。其风化壳主要成分为高岭石(15.181%)、石英(12.564.5%)、白云母(016%)、斜绿泥石(08.7%)和针铁矿(03.8%)。风化过程中,主量元素TFe2O3、Al2O3、TiO2含量升高,SiO2、MnO、MgO、CaO、Na2O、K2O和P2O5含量降低;稀土元素富集程度升高,尤其是重稀土元素,全风化层中稀土配分曲线呈近水平;风化壳剖面自上而下,钪的含量随风化程度的升高而增高,但与石英闪长岩相比,并未出现明显的富集。结合矿区地质特征认为:(1)石英闪长岩风化壳中离子相稀土元素占总量的68%92%,其余的稀土元素多赋存于稀土矿物中;石英闪长岩风化壳中离子相钪元素占总量的1127%,其余钪元素多呈类质同象赋存于针铁矿中。(2)石英闪长岩风化壳,自表土层至全风化层,离子相稀土元素浸取率升高,全风化层下部稀土浸取为(7094%),风化壳中离子相钪浸取率为(1128%),随着风化程度的增加,离子相钪元素无明显规律变化。(3)风化过程中,随着造岩矿物与副矿物的风化,稀土元素由矿物相和类质同象转变为离子相,离子相稀土元素吸附于粘土矿物表面发生富集;钪自类质同象转变为Sc3+,Sc3+置换出针铁矿中Fe3+形成富含Fe3+和Sc3+的固溶体,钪元素发生富集。
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