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[摘要]在对八尺稀土矿进行了系统的钻探详查揭露后，查明该稀土矿区域、矿区地质特征，矿石、矿体特征，并对矿成因进行了分析。查明离子吸附型稀土矿成矿母岩为花岗岩风化壳和熔结凝灰岩风化壳，稀土矿配分情况，离子相占全相稀土氧化物的占比，矿体分布形态与产状。
[关键词]地质特征 矿床成因 八尺稀土矿 离子吸附型 广东
[中图分类号] F407.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-4-105-1
八尺稀土矿位于仁差盆地西侧，鹧鸪隆断裂上下盘，主要岩性为花岗岩，少数为熔结凝灰岩。1985年八尺镇政府派员采取部分样品送广东省地质矿产局723地质大队进行化学分析，后经723地质大队组织踏勘后，发现八尺稀土矿。2010年至2013年，我队在该区开展了稀土矿详查，找到一大型离子吸附型稀土矿。笔者对八尺稀土矿地质特征及成矿条件进行了系统的总结，对此类型稀土矿的发现及勘查有一定的借鉴作用。
1区域地质概况
八尺稀土矿位于永梅—惠阳凹陷（Ⅲ6）、永梅凹褶断束（Ⅳ8）北侧广东省与江西省接壤处附近的广东省境内。南岭纬向构造东段与永梅凹褶断束的北北东向鹧鸪隆断裂带下盘。区域内出露的地层有震旦系、寒武系、泥盆系、石炭系、侏罗系、白垩系、古近系及第四系，以白垩系的火山岩地层分布最广。褶皱构造不发育，主要表现为一些开阔的向斜盆地，断裂构造发育，按断裂的走向，主要可分为北北东向、近东西向及北西向三组。区内岩浆活动频繁，侵入岩发育。本区大面积出露中细粒花岗岩（桂坑岩体），主要为燕山期岩浆活动的产物。桂坑岩体出露于鹧鸪隆断裂上下盘，出露面积约300.34km2，属罗浮山岩体的一部分。主要由燕山早期的中细粒花岗岩（γ52（3））、中细粒二云母花岗岩（γ53（2））组成。
2矿床地质特征
2.1地层
出露地层主要为白垩系上统叶塘组上组的第三岩性段（K2yt3c）和第四系冲积层（Q4al）、残坡积层（Q4el+dl）。
白垩系上统叶塘组上组第三岩性段（K2yt3c）：主要岩性为紫红色熔结凝灰岩，厚度约220m。岩石呈紫红色，无层理，貌似熔岩。岩石致密坚硬、性脆，节理发育。岩石具熔岩条带、浆屑和假流动构造。为风化壳离子吸附型稀土矿熔结凝灰岩矿石类型的成矿母岩。
第四系冲积层（Q4al）：由粘土、亚粘土、砂、卵石、砾石等组成，一般厚度2～5m。
第四系残坡积层（Q4el+dl）：主要呈面状大面积分布于山脊、山坡等地势较平缓地段。由土黄色、浅灰红色、褐红色砂质粘土、砂、岩屑及基岩风化碎块等组成，表层受腐殖质影响呈灰色、黄灰色，局部含植物碎屑等。部分稀土矿体赋存于残坡积层中。层厚0～10m，一般厚度1～4m，平均厚度2.54m。
2.2构造
断裂构造发育，根据出露的断裂走向，可分为北北东向、北西向、北北西向、近东西向和近南北向五组。规模较大的有北北东向、北西向和近东西向三组。
北北东向断裂：北北东向断裂构造规模较大，表现为硅化带，波状弯曲、膨胀收缩分支复合现象比较明显，形态不规则。充填物为强硅化花岗岩、硅质岩、角砾岩、碎裂花岗岩等，属先压扭后张扭性断裂。
北西向断裂：断裂总体走向290～310°，倾向SW或NE，以硅化带和石英脉形式产出，充填硅质胶结的围岩碎屑、硅化花岗岩、石英等。走向延长2～5km不等。
近东西向断裂：断裂总体走向80～120°，多倾向北，倾角65～85°，由长度为数十至数百米的一组张性断裂组成，主要充填物为中基性岩、石英岩、花岗斑岩、硅质岩等。规模大小不一，宽度几十厘米至5m，长一般数百米。
2.3岩浆岩
岩浆活动频繁，侵入岩发育。大面积出露燕山期第三阶段花岗岩（桂坑岩体），属罗浮山岩体的一部分。桂坑岩体为一巨大岩基，呈NE走向，倾向围岩，岩性主要为中细粒花岗岩，局部见中粗粒花岗岩，岩相分带不明显。在靠近鹧鸪隆断裂附近具弱红化、硅化、片理化，岩石结构模糊不清，呈眼球状、串珠状定向排列；石英颗粒加大，长石高岭土化，黑云母绿泥石化；正常岩石为灰白色、浅肉红色、斑状结构。
中细粒花岗岩（γ52（3））为燕山三期中细粒花岗岩，岩石呈肉红色、灰白色，为风化壳离子吸附型稀土矿主要成矿母岩。岩石呈灰白—浅肉红色，中细粒花岗结构，局部具似斑状、细粒结构，块状构造。岩石矿物成分主要为石英、钾长石、斜长石和黑云母；次生矿物有少量的绢云母和绿泥石；副矿物有榍石，偶见锆英石；金属矿物有少量的磁铁矿。中细粒花岗岩属罗浮山岩体的一部分，罗浮山岩体花岗岩属钙碱系列岩石。罗浮山岩体花岗岩化学成分列于表1。
由上表可见，SiO2含量主要在70～75%之间，K2O+Na2O接近8%且K2O>Na2O， Al2O3>K2O+Na2O+CaO。岩石化学特征为超酸性、铝饱和，贫Ca、富K、Na，K>Na。
罗浮山岩体钾长石含量高（30～50%），石英含量约占30%。岩石中含有稀土元素，其岩石化学特征有利于稀土矿形成。
花岗斑岩（γπ53（2））为燕山第五阶段岩浆活动的产物。岩石呈深肉红色，主要成分为石英和钾长石、少量的斜长石。岩石坚硬，块状构造，斑状结构；斑晶为石英、钾长石等，其大小为1～2mm，含量约占15%，一般晶形较好，基质为显微晶质结构，颗粒大小约为0.2mm。该花岗斑岩为仁居稀土矿南山下矿段风化壳离子吸附型稀土矿的成矿母岩。
2.4第四纪、地貌特征
含稀土的花岗岩类、火山岩类在湿热气候和低山丘陵的地貌条件下，经强烈的风化淋滤作用而形成花岗岩及其他岩类的风化壳矿床。稀土元素以离子状态吸附于矿石中的粘土类矿物表面形成特有的风化壳淋积型稀土矿床。此类稀土矿床与第四纪地貌具有很重要的关系。 八尺稀土矿第四纪主要以河流相冲积层、洪积层和坡积层等类型为主；地貌类型有低山剥蚀区、低山侵蚀区和河谷堆积区。
2.5矿体特征
八尺稀土矿主要赋存于燕山三期中细粒花岗岩风化壳中，少部分稀土矿赋存于白垩系上统叶塘组熔结凝灰岩风化壳中，属花岗岩、熔结凝灰岩风化壳离子吸附型稀土矿。剖面上依据长石的风化程度，高岭土类粘土矿物的含量，分为残积层、全风化和半风化层，各层界线呈渐变过渡关系，反映原岩风化由浅至深，由强转弱的渐变过渡性质。矿体分布及形态受风化壳控制，呈似层状，随地形起伏而变化；风化壳的覆盖层—残积层中也见有较好的矿化显示。
由于受风化壳发育程度及地表水径流的冲刷作用，基岩裸露或被第四系覆盖等因素的影响，矿体往往被分割成若干独立的矿块。矿体的规模、形态、产状与地形地貌及花岗岩、熔结凝灰岩的风化发育程度密切相关。表现为矿体顺山势产出，一般山顶、山坡（脊）矿体较厚，山沟较薄，直至无矿。从剖面上看矿体呈似层状，矿体的底板随地形起伏变化而变化。
2.6矿石特征
稀土元素在矿石中呈三种状态出现：即离子吸附相；矿物相；类质同象或固体分散相。绝大部份稀土元素呈离子吸附相存在于粘土矿物中，约占90%，而以独立矿物和类质同象形式存在的稀土元素仅占很少一部份。轻、重稀土在垂直方向上富集现象明显，轻稀土一般在全风化层中富集，重稀土多在半风化层中富集。由浅部到深部，轻稀土逐渐减少，重稀土逐渐增加。从水平方向上看，稀土元素的含量与风化壳风化程度和厚度呈正比关系。在低缓山坡、开阔浑圆的山头部位风化程度较高，风化壳厚度较大、平均品位也高；而在沟谷中厚度较小，平均品位也较低。稀土元素主要集中在全风化层。从全区平均品位看，全风化层略高于半风化层。稀土元素的分布呈现中间富、上下贫特点，这是风化壳型稀土矿的典型特征。矿石类型按成矿母岩分类有花岗岩风化壳离子吸附型和熔结凝灰岩风化壳离子吸附型两种类型。本矿属中钇富铕轻稀土矿。
花岗岩风化壳离子吸附型：矿石主要为土状和砂土状的全风化中细粒、中粗粒花岗岩，部分为呈半砂土状的半风化中细粒、中粗粒花岗岩和残破积层。风化壳中离子相稀土占全相稀土的比例为67.97%。原矿中轻稀土组占30.78～95.94%，平均76.41%；重稀土组占4.05～69.22%，平均23.59%。
熔结凝灰岩风化壳离子吸附型：矿石主要为土状全风化熔结凝灰岩。部分为呈半砂半土状半风化熔结凝灰岩和残坡积层。风化壳中离子相稀土占全相稀土的比例为63.14%。原矿中轻稀土组平均占81.23%；重稀土组平均占18.77%。
3矿床成因
八尺稀土矿主要产于鹧鸪隆断裂带下盘、罗浮山岩体中的中细粒花岗岩风化壳中，部分产于熔结凝灰岩风化壳中。矿区处于亚热带，温湿多雨，植被发育，有机酸来源丰富；矿区内硅化带、硅化破碎带、脉岩、裂隙等发育，以化学风化为主的表生作用强烈，花岗岩、熔结凝灰岩风化壳发育厚度较大。含稀土元素的中细粒花岗岩和熔结凝灰岩在表生作用下形成风化壳离子吸附型稀土矿。
花岗岩和熔结凝灰岩在地表遭受风化作用时，岩石发生分解，造岩矿物长石、云母类矿物被分解为高岭石、绢云母、绿泥石等粘土矿物。花岗岩和熔结凝灰岩中所含的硅酸盐和稀土矿物被破坏、分解、释放出来的稀土元素以离子状态进行到水溶液中。随着水溶液的渗透，稀土元素由风化壳上部向下部迁移，在迁移过程中，阻碍pH值的增加，溶液偏碱性，使稀土元素氢氧化物或碳酸盐沉淀，降低了稀土元素的迁移能力，被高岭石、水云母、蒙脱石等粘土矿物所吸附，使稀土离子在风化壳中富集。风化壳上部粘土矿物中的稀土元素较容易从矿物中被解吸、淋溶随水继续向下迁移和吸附，稀土离子再被粘土矿物吸附固定，这样迁移、吸附、解吸、再迁移、再吸附反复循环，最后在全风化层中形成具工业规模的风化壳离子吸附型稀土矿床。
4结束语
综上所述，八尺稀土矿产于花岗岩和熔结凝灰岩风化壳中，属中钇富铕风化壳离子吸附型轻稀土矿。矿体分布与形态严格受风化壳控制，随地形起伏而变化，稀土元素集中在全风化层，离子相占全相比例较高。成矿母岩在地表风化后，造岩矿物长石、云母类矿物分解为高岭石等粘土矿物，释放出来的稀土元素随水溶液渗透向下步迁移并被吸附，这样迁移、吸附、解吸、再迁移、再吸附反复循环，最终形成风化壳离子吸附型稀土矿床。
参考文献
[1] 陈伟贤.广东省平远县八尺稀土矿区初步普查地质报告.1987.
[2] 温开胜，朱晓琼，刘瑞强.广东省平远县八尺稀土矿资源储量核实报告.2013.
[关键词]地质特征 矿床成因 八尺稀土矿 离子吸附型 广东
[中图分类号] F407.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-4-105-1
八尺稀土矿位于仁差盆地西侧，鹧鸪隆断裂上下盘，主要岩性为花岗岩，少数为熔结凝灰岩。1985年八尺镇政府派员采取部分样品送广东省地质矿产局723地质大队进行化学分析，后经723地质大队组织踏勘后，发现八尺稀土矿。2010年至2013年，我队在该区开展了稀土矿详查，找到一大型离子吸附型稀土矿。笔者对八尺稀土矿地质特征及成矿条件进行了系统的总结，对此类型稀土矿的发现及勘查有一定的借鉴作用。
1区域地质概况
八尺稀土矿位于永梅—惠阳凹陷（Ⅲ6）、永梅凹褶断束（Ⅳ8）北侧广东省与江西省接壤处附近的广东省境内。南岭纬向构造东段与永梅凹褶断束的北北东向鹧鸪隆断裂带下盘。区域内出露的地层有震旦系、寒武系、泥盆系、石炭系、侏罗系、白垩系、古近系及第四系，以白垩系的火山岩地层分布最广。褶皱构造不发育，主要表现为一些开阔的向斜盆地，断裂构造发育，按断裂的走向，主要可分为北北东向、近东西向及北西向三组。区内岩浆活动频繁，侵入岩发育。本区大面积出露中细粒花岗岩（桂坑岩体），主要为燕山期岩浆活动的产物。桂坑岩体出露于鹧鸪隆断裂上下盘，出露面积约300.34km2，属罗浮山岩体的一部分。主要由燕山早期的中细粒花岗岩（γ52（3））、中细粒二云母花岗岩（γ53（2））组成。
2矿床地质特征
2.1地层
出露地层主要为白垩系上统叶塘组上组的第三岩性段（K2yt3c）和第四系冲积层（Q4al）、残坡积层（Q4el+dl）。
白垩系上统叶塘组上组第三岩性段（K2yt3c）：主要岩性为紫红色熔结凝灰岩，厚度约220m。岩石呈紫红色，无层理，貌似熔岩。岩石致密坚硬、性脆，节理发育。岩石具熔岩条带、浆屑和假流动构造。为风化壳离子吸附型稀土矿熔结凝灰岩矿石类型的成矿母岩。
第四系冲积层（Q4al）：由粘土、亚粘土、砂、卵石、砾石等组成，一般厚度2～5m。
第四系残坡积层（Q4el+dl）：主要呈面状大面积分布于山脊、山坡等地势较平缓地段。由土黄色、浅灰红色、褐红色砂质粘土、砂、岩屑及基岩风化碎块等组成，表层受腐殖质影响呈灰色、黄灰色，局部含植物碎屑等。部分稀土矿体赋存于残坡积层中。层厚0～10m，一般厚度1～4m，平均厚度2.54m。
2.2构造
断裂构造发育，根据出露的断裂走向，可分为北北东向、北西向、北北西向、近东西向和近南北向五组。规模较大的有北北东向、北西向和近东西向三组。
北北东向断裂：北北东向断裂构造规模较大，表现为硅化带，波状弯曲、膨胀收缩分支复合现象比较明显，形态不规则。充填物为强硅化花岗岩、硅质岩、角砾岩、碎裂花岗岩等，属先压扭后张扭性断裂。
北西向断裂：断裂总体走向290～310°，倾向SW或NE，以硅化带和石英脉形式产出，充填硅质胶结的围岩碎屑、硅化花岗岩、石英等。走向延长2～5km不等。
近东西向断裂：断裂总体走向80～120°，多倾向北，倾角65～85°，由长度为数十至数百米的一组张性断裂组成，主要充填物为中基性岩、石英岩、花岗斑岩、硅质岩等。规模大小不一，宽度几十厘米至5m，长一般数百米。
2.3岩浆岩
岩浆活动频繁，侵入岩发育。大面积出露燕山期第三阶段花岗岩（桂坑岩体），属罗浮山岩体的一部分。桂坑岩体为一巨大岩基，呈NE走向，倾向围岩，岩性主要为中细粒花岗岩，局部见中粗粒花岗岩，岩相分带不明显。在靠近鹧鸪隆断裂附近具弱红化、硅化、片理化，岩石结构模糊不清，呈眼球状、串珠状定向排列；石英颗粒加大，长石高岭土化，黑云母绿泥石化；正常岩石为灰白色、浅肉红色、斑状结构。
中细粒花岗岩（γ52（3））为燕山三期中细粒花岗岩，岩石呈肉红色、灰白色，为风化壳离子吸附型稀土矿主要成矿母岩。岩石呈灰白—浅肉红色，中细粒花岗结构，局部具似斑状、细粒结构，块状构造。岩石矿物成分主要为石英、钾长石、斜长石和黑云母；次生矿物有少量的绢云母和绿泥石；副矿物有榍石，偶见锆英石；金属矿物有少量的磁铁矿。中细粒花岗岩属罗浮山岩体的一部分，罗浮山岩体花岗岩属钙碱系列岩石。罗浮山岩体花岗岩化学成分列于表1。
由上表可见，SiO2含量主要在70～75%之间，K2O+Na2O接近8%且K2O>Na2O， Al2O3>K2O+Na2O+CaO。岩石化学特征为超酸性、铝饱和，贫Ca、富K、Na，K>Na。
罗浮山岩体钾长石含量高（30～50%），石英含量约占30%。岩石中含有稀土元素，其岩石化学特征有利于稀土矿形成。
花岗斑岩（γπ53（2））为燕山第五阶段岩浆活动的产物。岩石呈深肉红色，主要成分为石英和钾长石、少量的斜长石。岩石坚硬，块状构造，斑状结构；斑晶为石英、钾长石等，其大小为1～2mm，含量约占15%，一般晶形较好，基质为显微晶质结构，颗粒大小约为0.2mm。该花岗斑岩为仁居稀土矿南山下矿段风化壳离子吸附型稀土矿的成矿母岩。
2.4第四纪、地貌特征
含稀土的花岗岩类、火山岩类在湿热气候和低山丘陵的地貌条件下，经强烈的风化淋滤作用而形成花岗岩及其他岩类的风化壳矿床。稀土元素以离子状态吸附于矿石中的粘土类矿物表面形成特有的风化壳淋积型稀土矿床。此类稀土矿床与第四纪地貌具有很重要的关系。 八尺稀土矿第四纪主要以河流相冲积层、洪积层和坡积层等类型为主；地貌类型有低山剥蚀区、低山侵蚀区和河谷堆积区。
2.5矿体特征
八尺稀土矿主要赋存于燕山三期中细粒花岗岩风化壳中，少部分稀土矿赋存于白垩系上统叶塘组熔结凝灰岩风化壳中，属花岗岩、熔结凝灰岩风化壳离子吸附型稀土矿。剖面上依据长石的风化程度，高岭土类粘土矿物的含量，分为残积层、全风化和半风化层，各层界线呈渐变过渡关系，反映原岩风化由浅至深，由强转弱的渐变过渡性质。矿体分布及形态受风化壳控制，呈似层状，随地形起伏而变化；风化壳的覆盖层—残积层中也见有较好的矿化显示。
由于受风化壳发育程度及地表水径流的冲刷作用，基岩裸露或被第四系覆盖等因素的影响，矿体往往被分割成若干独立的矿块。矿体的规模、形态、产状与地形地貌及花岗岩、熔结凝灰岩的风化发育程度密切相关。表现为矿体顺山势产出，一般山顶、山坡（脊）矿体较厚，山沟较薄，直至无矿。从剖面上看矿体呈似层状，矿体的底板随地形起伏变化而变化。
2.6矿石特征
稀土元素在矿石中呈三种状态出现：即离子吸附相；矿物相；类质同象或固体分散相。绝大部份稀土元素呈离子吸附相存在于粘土矿物中，约占90%，而以独立矿物和类质同象形式存在的稀土元素仅占很少一部份。轻、重稀土在垂直方向上富集现象明显，轻稀土一般在全风化层中富集，重稀土多在半风化层中富集。由浅部到深部，轻稀土逐渐减少，重稀土逐渐增加。从水平方向上看，稀土元素的含量与风化壳风化程度和厚度呈正比关系。在低缓山坡、开阔浑圆的山头部位风化程度较高，风化壳厚度较大、平均品位也高；而在沟谷中厚度较小，平均品位也较低。稀土元素主要集中在全风化层。从全区平均品位看，全风化层略高于半风化层。稀土元素的分布呈现中间富、上下贫特点，这是风化壳型稀土矿的典型特征。矿石类型按成矿母岩分类有花岗岩风化壳离子吸附型和熔结凝灰岩风化壳离子吸附型两种类型。本矿属中钇富铕轻稀土矿。
花岗岩风化壳离子吸附型：矿石主要为土状和砂土状的全风化中细粒、中粗粒花岗岩，部分为呈半砂土状的半风化中细粒、中粗粒花岗岩和残破积层。风化壳中离子相稀土占全相稀土的比例为67.97%。原矿中轻稀土组占30.78～95.94%，平均76.41%；重稀土组占4.05～69.22%，平均23.59%。
熔结凝灰岩风化壳离子吸附型：矿石主要为土状全风化熔结凝灰岩。部分为呈半砂半土状半风化熔结凝灰岩和残坡积层。风化壳中离子相稀土占全相稀土的比例为63.14%。原矿中轻稀土组平均占81.23%；重稀土组平均占18.77%。
3矿床成因
八尺稀土矿主要产于鹧鸪隆断裂带下盘、罗浮山岩体中的中细粒花岗岩风化壳中，部分产于熔结凝灰岩风化壳中。矿区处于亚热带，温湿多雨，植被发育，有机酸来源丰富；矿区内硅化带、硅化破碎带、脉岩、裂隙等发育，以化学风化为主的表生作用强烈，花岗岩、熔结凝灰岩风化壳发育厚度较大。含稀土元素的中细粒花岗岩和熔结凝灰岩在表生作用下形成风化壳离子吸附型稀土矿。
花岗岩和熔结凝灰岩在地表遭受风化作用时，岩石发生分解，造岩矿物长石、云母类矿物被分解为高岭石、绢云母、绿泥石等粘土矿物。花岗岩和熔结凝灰岩中所含的硅酸盐和稀土矿物被破坏、分解、释放出来的稀土元素以离子状态进行到水溶液中。随着水溶液的渗透，稀土元素由风化壳上部向下部迁移，在迁移过程中，阻碍pH值的增加，溶液偏碱性，使稀土元素氢氧化物或碳酸盐沉淀，降低了稀土元素的迁移能力，被高岭石、水云母、蒙脱石等粘土矿物所吸附，使稀土离子在风化壳中富集。风化壳上部粘土矿物中的稀土元素较容易从矿物中被解吸、淋溶随水继续向下迁移和吸附，稀土离子再被粘土矿物吸附固定，这样迁移、吸附、解吸、再迁移、再吸附反复循环，最后在全风化层中形成具工业规模的风化壳离子吸附型稀土矿床。
4结束语
综上所述，八尺稀土矿产于花岗岩和熔结凝灰岩风化壳中，属中钇富铕风化壳离子吸附型轻稀土矿。矿体分布与形态严格受风化壳控制，随地形起伏而变化，稀土元素集中在全风化层，离子相占全相比例较高。成矿母岩在地表风化后，造岩矿物长石、云母类矿物分解为高岭石等粘土矿物，释放出来的稀土元素随水溶液渗透向下步迁移并被吸附，这样迁移、吸附、解吸、再迁移、再吸附反复循环，最终形成风化壳离子吸附型稀土矿床。
参考文献
[1] 陈伟贤.广东省平远县八尺稀土矿区初步普查地质报告.1987.
[2] 温开胜，朱晓琼，刘瑞强.广东省平远县八尺稀土矿资源储量核实报告.2013.