南祁连构造带上庄磷稀土钪矿床钪赋存状态及机制

作     者：王进寿 陈鑫 

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 

主　　题：钪 赋存状态 成因 磷稀土钪矿 南祁连构造带 

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。