广西云开地区钛铁矿与离子吸附型稀土共生成矿的成因机制研究

REE deposits are widely developed in Yunkai area, Guangxi, South China, which is lately proposed to become a national REE resource development zone. A special type of ilmenite-ion adsorbed REE coexist deposit is occurred in this region, but its mineralization mechanism is poorly understood. Two typical deposits, named as Qinghu deposit in the Luchuan county and Tangcun deposit in the Tengxian county inspectively, are selected as the studying targets. Using the methods combined with the field investigation, mineralogy, geochemistry and progressive extraction experiments, three critical scientific problems, including the metallogenic background, paragenesis-separation mechanism between the ilmenite and REE and the REE occurrence state are hoped to be resolved. Our work aim to reveal the mineralization mechanism of the ilmenite-ion adsorbed REE coexist deposit, and make a metallogenic model for this special type deposit developed in the Yunkai area. Moreover, A comparative study, between the ilmenite-ion adsorbed REE coexist deposit with the " Zudong style" and the " Heling style" REE deposit, is also hoped to carry out for discussing the diversity occurrence of the ion-adsorbed REE coexist deposits. Our work have great scientific significance for the development of the ion-adsorbed REE metallogenic theory, and also can give good insights for the effective utilizing supergene mineral resources.

广西云开地区是有望成为稀土资源国家规划区的重要成矿带。区内离子吸附型稀土矿床与钛铁矿床密切共生，还伴生稀散金属钪，形成了"一壳双矿"甚至"一壳三矿"的独特现象，但成矿机制尚不清楚。拟选择陆川清湖矿床为重点解剖对象，利用野外矿床地质调查、矿物学、地球化学和元素形态提取实验等技术手段组合，重点解决制约矿床成因认识的三个关键问题：成矿背景专属选择性、钛铁矿与稀土矿共生分异机制和REE的赋存状态等，旨在阐明该类型矿床表生成矿作用的特殊性，构建具有广西云开地区区域成矿特色的离子吸附型稀土矿床成因新模式。此外，开展钛铁矿-离子吸附型稀土共生矿床（"云开式"？）与"足洞式"和"河岭式"等矿床类型的对比分析，探讨国内离子吸附型稀土矿床成因的多样性。研究对丰富我国南岭地区离子吸附型稀土矿床的成因理论具有重要科学意义，同时也将为我国政府高效开发、精细化利用表生矿产资源提供决策依据。

广西是我国南方除江西之外另一个重要的离子吸附型稀土资源产地。近年来勘查发现，在广西众多的花岗岩风化壳中，离子吸附型稀土与钛铁矿这两种看似不相关的矿种能共生发育，形成了独特的“一壳双矿”现象，但成因机制尚不清楚。本项目以广西藤县塘村、苍梧县回龙、陆川县清湖、崇左市六汤、玉林市小平山和平南县大洲等6处典型矿床为例，综合利用野外矿床地质调查、矿物学、地球化学和元素形态提取实验等技术手段，解决了制约矿床成因认识的三个关键问题：（1）成矿背景专属选择性，（2）钛铁矿与稀土矿共生分异机制，和（3）REE赋存状态，取得了一批理论研究和技术研发成果。重要进展包括：（1）获得了花岗岩母岩岩性如何影响化学风化及风化壳中稀土元素表生富集的重要证据；（2）丰富了对火山岩型离子吸附稀土矿床表生成矿作用过程及关键控矿因素的认识，并从整个华南尺度总结了该类型矿床的成因偏好，指出了它们与花岗岩型离子吸附稀土矿床在成矿特征及成矿条件上的差异；（3）创新性地将Rietveld物相定量技术引入花岗岩风化壳矿物组分精细定量分析，提出了完整的技术应用流程，开展了有效性检验及技术推广，推动了风化矿物定量技术进步，为揭示稀土元素循环与矿物演变关系提供了技术支持方案；（4）获得了成矿母岩地球化学、稀土元素寄主矿物以及风化壳中稀土元素赋存形态等方面的大量基础数据，为总结花岗岩风化过程中稀土元素表生演化规律及案例对比提供了数据支持；（5）通过对离子吸附型稀土矿石进行研磨和加热处理实验，发现了稀土相态特征会因研磨或加热而发生变化的现象，这一发现启示学术界和工业界在处理稀土矿石样品时，需要重视样品加工工艺对矿石中稀土相态组成的潜在影响；（6）揭示了特殊母岩岩性是导致钛铁矿与离子吸附型稀土这两种看似不相关矿种在桂东南地区火成岩风化壳中出现共生发育的关键因素；（7）系统总结了广西花岗岩风化矿床的成矿规律，在广泛对比研究的基础上，揭示了导致广西花岗岩区风化矿产多样性的内外生因素。研究对丰富我国南岭地区离子吸附型稀土矿床的成因理论具有重要科学意义，同时也将为我国政府高效开发、精细化利用表生矿产资源提供决策依据。