南祁连构造带上庄磷稀土钪矿床钪赋存状态及机制
作者机构:青海省地质调查院青藏高原北部地质过程与矿产资源重点实验室 中国地质大学资源学院
出 版 物:《中国稀土学报》 (Journal of the Chinese Society of Rare Earths)
年 卷 期:2024年
核心收录:
学科分类:081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程]
基 金:青海省自然科学基金应用基础研究项目(2021-ZJ-741)资助
摘 要:钪是一种重要的战略性关键金属矿产,但不同源岩、岩浆组分和类型的钪矿床中,含钪岩石及矿物钪富集程度差异显著,富钪超镁铁质岩中Sc2O3含量≥50×10-6即可圈定工业矿体。近年来,发现南祁连构造带上庄磷稀土矿床镁铁质-超镁铁质岩体中普遍伴生钪,岩石中Sc2O3含量一般为75×10-6~192×10-6,但较低的研究程度严重制约着钪资源评价。为了查明上庄磷稀土钪矿床含钪镁铁质-超镁铁质岩的钪赋存状态和富集机制,本文采用岩相学、背散射(EDS)、能谱、电子探针(EPMA)等技术手段对单斜辉石中的钪赋存状态开展了矿物学、微区矿物化学研究,结果表明,富钪岩石单斜辉石岩、磷灰黑云单斜辉石岩和含硫化物磷灰黑云单斜辉石岩全岩中的Sc2O3含量分别为74.9×10-6~90.8×10-6(均值为83.0×10-6)、130×10-6~192×10-6(均值为158×10-6)、76.4×10-6~110×10-6(均值为95.5×10-6);单斜辉石岩中单斜辉石的Sc2O3含量为103×10-6~113×10-6(均值为108×10-6)、磷灰黑云单斜辉石岩中单斜辉石的Sc2O3含量为124×10-6~204×10-6(均值为161.2×10-6),含硫化物磷灰黑云单斜辉石岩中单斜辉石的Sc2O3含量为126×10-6~168×10-6(均值为151×10-6),钪主要赋存于磷灰黑云单斜辉石岩,岩石中Sc丰度具有随岩浆分异演化而逐步富集升高的趋势和规律。Sc在含硫化物磷灰黑云单斜辉石岩中的平衡分配率达92.0 %,单斜辉石为载钪的主要矿物,在Sc的富集成矿机制中,Sc以离子置换方式替代单斜辉石中的Fe2+和Mg2+,置换式为3Sc3+?2 (Mg, Fe)2+,为后续选矿工艺学流程最优设计和稀土、钪回收浸取的药剂优选提供了充分依据;富Sc的地幔源岩、大量挥发分F的加入及熔融程度是影响岩石中Sc富集的主要因素,而岩浆体系挥发分、寄主岩成分、单斜辉石的矿物/熔体分配系数及矿物结晶动力学作用可能共同制约着单斜辉石中Sc的浸入。