碳质页岩镓、稀土元素富集及赋存状态研究

滇黔川相邻地区上二叠统宣威组底部广泛发育厚约5-20米的碳质页岩夹高岭石硬质粘土岩。申请者在贵州西部系统测制3条地球化学剖面证实，Ga含量35-150ppm,超过煤矿、铝土矿中伴生Ga边界品位；REE含量1000-5000ppm，也超过华南风化壳型REE矿床的工业品位。但是作为工业矿床经济而言，重在浸出品位而不是总量分析品位。正因为该地区上述成矿元素分布和矿物赋存状态研究滞后，影响了矿化层位的工业评价。本申请拟以此为研究对象，通过5-10条地球化学剖面的系统分析，在宏观上控制含矿层位分布变化特点；通过电镜、电子探针、X衍射分析，在微观上确定矿物赋存状态和成矿元素的分布型式。针对Ga、REE等成矿元素在工业利用上的可行性，提出资源远景评价建议。如果这一地区的成矿元素存在工业价值，将是一种新的工业类型，因此，本研究不仅有成矿理论意义，也有重要的找矿价值。

中国贵州西部广泛分布宣威组沉积岩, 其下部地层岩性主要为灰白色高岭石硬质粘土岩夹灰黑色薄层碳质泥岩, 它们超常富集稀土和稀散元素。为了详细查明这些成矿元素在岩石中的分布特征和赋存状态, 我们开展了地质剖面测量及相应的矿物学和岩石地球化学研究, 取得以下研究结果: (1) 富集稀土元素的岩性层主要是灰白色高岭石硬质粘土岩和灰黑色碳质粘土岩，其晶质成分主要矿物为高岭石, 其次是蒙脱石、伊利石, 勃姆石、普通角闪石、叶腊石等, 长石、石英晶屑; 非晶质成分比例较高; (2) 全岩∑REE含量为89.06-9964.95ppm, 平均值为1312.17ppm, 含量大于1300ppm的岩性层的单层厚度大于4m, 构成“REE富集层”; (3) 粘土岩晶质成分的主要矿物高岭石与稀土元素含量负相关, 次要矿物勃姆石、角闪石、含铁矿物则呈现正相关, 蒙脱石、伊利石、叶腊石与稀土元素含量呈现较弱的正相关性, 暗示其REE可能以离子吸附态存在于粘土矿物的层间空隙中; (4) 富集稀土元素的岩层与下伏峨眉山玄武岩相比, REE配分模式比较相似, 但轻重稀土均有较高的富集程度, HREE的富集程度相对高于LREE。研究认为,超常富集REE的物源来自峨眉山玄武岩组, 古风化壳物质的搬运和沉积过程控制REE富集作用。它们显然具有成矿意义, 因为在“REE富集层”中REE、Ga、Nb、Zr含量远大于“风化壳型稀土矿床”的工业品位。