大别造山带石关地区变质岩风化壳中REY富集和分异研究

最新的找矿勘查在大别造山带变质岩风化壳中发现稀土元素(REY、REEs+Y)的富集,为揭示高纬度地区变质岩风化壳中REY风化富集规律提供了契机。本文以大别山地区石关变质岩风化壳剖面作为研究对象,通过岩相学、地球化学、XRD、V-SWIR、顺序提取实验等分析,探讨原生矿物-次生矿物转变、REY来源、迁移富集规律及分异机制。研究认为:石关风化壳的基岩为石英二长片麻岩,稀土元素总量(∑REY)范围为280×10^(-6)~310×10^(-6),呈LREE相对富集的右倾式稀土配分型式,角闪石(∑REY=722×10^(-6)~795×10^(-6))和榍石(∑REY=12635×10^(-6)~13351×10^(-6))是基岩中主要的REY载体,也是风化壳内REY的主要来源,风化壳整体的稀土元素配分继承于基岩。风化壳剖面由下至上REY含量逐渐增高(∑REY=469×10^(-6)~535×10^(-6)),对应的矿物组成上长石类矿物减少、石英和次生矿物(黏土矿物、铁锰氧化物等)增多,其中黏土矿物中伊利石含量逐渐减少,绿泥石、高岭石含量逐渐增多。顺序提取实验表明残余态是风化壳中REY的主要赋存状态(占比69%~88%),越靠近风化壳上部,可被提取出的、活化的REY占比越高,活化的REY以离子交换、铁锰氧化物结合和有机质结合等方式被固定在风化壳中。(La/Yb)N指示离子吸附态、有机质结合态和铁锰氧化物态均显示HREY相对富集的稀土分异趋势。