江西相山下家岭稀土矿风化球体地球化学特征及其指示意义

罗武平等(2019)在研究相山下家岭稀土矿时发现其球形风化层稀土元素最为富集,该层位于风化壳下部,与基岩相接,在下家岭稀土矿的形成过程中可能起“承上启下”的作用。然而,前人对风化早期阶段稀土元素地球化学行为的研究非常薄弱。风化球体作为原岩风化到全风化层的中间产物,记录了大量矿化信息,对其开展深入研究,对于更加全面的认识风化壳淋积型稀土矿的成矿过程具有重要意义。

江西相山下家岭稀土矿风化壳剖面地球化学特征

在详细野外地质考察的基础上,将相山下家岭稀土矿风化壳剖面自上而下划分为黄壤层、铁盘层、红壤层、球形风化层、母岩层。借助X射线粉晶衍射、X射线荧光光谱、电感藕合等离子体质谱等研究手段对剖面样品开展了岩相学、元素地球化学的研究工作。分析结果表明,岩石风化程度至上而下逐渐减弱,斜长石、钾长石、黑云母含量呈增加趋势,并出现伊利石、高岭石等粘土矿物。从黄壤层到母岩层,易移动元素K、Na、Ca含量以及FeO总量呈增加趋势;氧逸度OX值与Fe2O3含量呈先增后减的变化趋势,且最大值都出现在铁盘层;SiO2的含量先减少后增加,Al2O3含量则表现为先增后减。微量元素分析结果表明难活动元素Th、U、Ta、Nb、Zr、Hf、Ga在各层中的含量相近,分异不显著;易活动元素Rb、Ba、Sr含量自上而下逐渐增加。在黄壤层、铁盘层、红壤层以及母岩层中的稀土元素含量远低于球形风化层,分析认为,由于黄壤层、铁盘层、红壤层中粘土矿物与Fe(OH)3胶体结合,使其对稀土元素吸附量大大降低从而导致稀土元素在球形风化层最富集;Ce在黄壤层、铁盘层、红壤层中富集明显,而在球形风化层中则表现为亏损,母岩层中异常并不明显,可能因为风化壳上层风化过程中形成方铈石等矿物固定了Ce。