"寨背式"离子吸附型稀土矿床多类型稀土矿化及其成因

赣南寨背离子吸附型稀土矿床产于寨背复式花岗岩体的风化壳中,自20世纪80年代发现以来一直以轻稀土型开采,近年在轻稀土型花岗岩风化壳中发现了重稀土矿.为了探讨轻稀土型花岗岩风化过程中重稀土元素的迁移、分馏和富集机制,本文选择了区内三个具有代表性的风化壳钻孔(ZK1、ZK2和ZK4)对其进行了全相和离子交换相稀土元素地球化学研究.结果显示:钻孔ZK4中离子交换相稀土含量介于14.90×10-6～835.8×10-6之间,并富集轻稀土(LREE/HREE=2.28～10.78);钻孔ZK1中离子交换相稀土含量达1470×10-6(9件样品均值),具有从轻稀土型向重稀土型过渡的配分特征(LREE/HREE = 1.30～1.65),并且剖面自上而下显示轻、重稀土逐渐富集的趋势;钻孔ZK2中离子交换相稀土含量为492.4 × 10-6(8件样品均值),自上而下稀土配分类型从轻稀土型过渡至重稀土型(LREE/HREE =0.43～2.25),且轻稀土富集在全风化层上部而重稀土则富集在下部.三个钻孔的Nb/Ta和Zr/Hf比值与寨背花岗岩过渡相的黑云母正长花岗岩比值范围相近.此类岩石的稀土配分类型具有从轻稀土型(LREE/HREE＞3.20)向过渡型转变的特征(LREE/HREE = 1.45～2.65,Y/REE = 15％～25％,前人称之为中钇轻稀土型).由此推测:风化壳ZK4的母岩可能是轻稀土型黑云母正长花岗岩,其稀土配分类型继承了母岩特征.风化壳ZK2和ZK1的母岩可能为中钇轻稀土型黑云母正长花岗岩.ZK2中从母岩释放出的较高浓度的重稀土向剖面下部迁移,逐渐增大了轻、重稀土的分馏程度,最终使风化壳的稀土配分类型从轻稀土型转变为重稀土型.与ZK2相比,ZK1具有较高的风化蚀变指数(CIA值),随风化程度增加富集在风化壳上部的轻稀土逐渐向下迁移,而已富集在下部的重稀土部分从剖面中迁出至地表水从而缩小了轻、重稀土的分馏程度,剖面ZK1的稀土配分类型均为过渡型.可见,华南地区中钇轻稀土型母岩风化后可形成重稀土矿体/矿层.