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四川攀枝花地区下二叠梁山组发现锂、稀土、镓矿富集层岳相元 1，贾志泉 2，罗绍强 3，谭洪旗 1，梁兵 2，罗林洪 2（1.中国地质科学院矿产综合利用研究所，四川成都610041；2.四川省第三地质大队，四川成都611230；3.四川省第十地质大队，四川 绵阳 621000）摘要：这是一篇地球科学领域的论文。随着新一轮找矿突破战略行动的开启，寻找锂、稀土等关键矿产资源是国家能源资源安全的核心和关键，对国家经济、国防和战略性新兴产业发展至关重要。通过对四川攀枝花地区二叠系下统梁山组黏土岩系统的剖面测制和综合研究。表明该层位具有明显的铝、锂、镓、稀土等金属矿关键金属富集的特征。锂、镓、稀土等关键金属可能来自于下伏地层的风化产物（古风化壳），广泛分布于攀枝花一带，与风化有关的梁山组铝质黏土岩是一个锂、镓、稀土 等多种金属的富集层，具有较好的找矿前景。关键词：地球科学；锂；稀土；二叠系；梁山组；攀枝花地区doi:10.3969/j.issn.1000-6532.2023.04.018中图分类号:TD985;P572 文献标志码:A 文章编号:1000-6532（2023）04012205 稀土、锂矿被认为是“未来的石油”，是新能源和高科技产业、航天航空、国防军工等行业不可或缺的关键矿种1-5，已纳入新一轮找矿突破战略行动中突破矿种。四川攀枝花地区位于扬子陆块西缘,内广泛分布与风化壳有关的二叠系下统梁山组黏土岩（图 1a），为锂、稀土等资源提供了地质背景和成矿条件。对研究区内四川攀枝花地区二叠系下统梁山组铝质黏土岩进行评述，通过地质工作发现其铝、锂、镓、稀土等金属矿的富集层。通过专项地质测量、剖面测量、样品采集及测试分析等方法，对二叠系下统梁山组铝质岩土岩中铝、锂、镓、稀土等金属的品位、矿化体特征、沉积环境等进行分析研究。本次工作新发现的新类型锂、稀土、镓富集层，为支撑扬子地区战略性找矿勘查实现新突破提供支撑。1地质背景研究区位于扬子陆块西缘，属攀枝花断裂带与磨盘山断裂带交汇区，东临安宁河断裂带。自元古代以来经历了由洋转陆原始基底形成、基底再造、陆内伸展裂谷等复杂的地质构造演化过程，尤其晋宁-澄江期、华力西期是区域内强烈的构造-岩浆活动时期及主要成矿期。在四川省成矿区划中位于攀枝花钒钛磁铁矿成矿带北段，属扬子陆块西缘元古宙华力西燕山期铜铁（钡钛）铅锌银稀土稀有铝土矿磷成矿带、于盐边攀枝花前寒武纪华力西期铜铂镍铁煤灰岩耐火粘土石墨矿远景区。是区域上风化壳有关的铝、锂、稀土等资源重要成矿远景区域。攀枝花地区位于盐边鳡鱼断陷带分布区6，该带主要有基底杂岩、断块基底地层及盖层所组成，基底杂岩包括了晋宁期的石英正长岩、花岗闪长岩、辉长闪长岩、辉长岩、石英闪长岩等；基底地层主要为青白口系荒田组变玄武岩、变英安岩，少量的滹沱系冷竹关组二云母石英片岩以及渔门组炭硅质板岩等。盖层主要为震旦系灯影组，向南出现少量较新的盖层，包括了石炭系黄龙组、二叠系梁山组、阳新组、峨眉山玄武岩组及三叠系丙南组、大荞地组等（图 1a）。收稿日期:2023-06-06基金项目:中国地质调查局地质大调查项目（DD20230341）；国家自然科学基金集成项目（92262302）；四川省丹巴-攀枝花地区镍钴铂矿成矿地质条件与成矿预测研究（SCDZ-DZKC202304）.作者简介:岳相元（1985-），男，硕士，高级工程师，从事稀有金属找矿预测与潜力评价方面的研究。通信作者:贾志泉（1988-），男，高级工程师，从事岩石学、矿床学方面的研究。矿产综合利用 122 Multipurpose Utilization of Mineral Resources2023 年三叠系震旦系中元古界性质不明断层(a)(b)(c)012 km012 kmN图TZPtv60P3emP2 yP1 lC石炭系研究区BA例剖面位置及编号二叠系上统峨眉山玄武岩组二叠系中统阳新组二叠系下统梁山组橄榄岩正断层平行不整合接触界线图 1 研究区地质简图(a)及铝质黏土岩(b),含砾铝质黏土岩(c)Fig.1 Geologic map of study area(a)and Aluminous clay rock(b),Pebbly aluminous clay rock(c)2矿床特征含矿地层为二叠系梁山组，与下伏石炭系黄龙组平行不整合接触，岩性主要为一套含铝质灰褐、灰黄、灰黑色细砾岩、砂岩及粉砂岩、黏土岩夹煤层；含铝粘土岩为主要含矿层位，为铝、锂、镓、稀土等金属矿的富集层。铝质黏土岩主要由高岭石、蒙脱石、水铝石、水云母等,岩(矿)石类型主要有灰色含铝质黏土岩(图 1b)、含砾含铝质黏土岩等(图 1c)风化后为黄褐色色、灰白色。矿体呈薄层状、凸透镜状，厚 220 m 不等，局部膨大可达数十米。其矿（化）体与梁山组顶部的粘土岩关系密切，层位特征明显，走向延伸较为稳定，厚度变化较大，倾向南西，倾角2537不等。由于矿体延伸较远，样品控制长度7 km，根据分析成果，圈定矿化体长7000 m。矿石矿物为水硬铝石、高岭土等，脉石矿物为钛铁矿、褐铁矿等。矿石结构为致密块状、鲕状等。Al2O3品位在 34.18%36.22%左右。3矿床发现过程梁山组整合伏于阳新组含钙泥质粉砂岩之下，平行不整合覆于黄龙组厚层状灰岩之上，呈第 4 期2023 年 8 月岳相元等：四川攀枝花地区下二叠梁山组发现锂、稀土、镓矿富集层 123 条带状分布于大石房村-漆树坪-龙头山、龙头村-大厂坝-龙家坪一带、河门口-力马乡一带及团结镇-丫垭坪一带；分布范围与阳新组基本一致，岩性以砂岩、砾岩及粘土岩为主，与盆地内及其他区域上该地层的岩性相比，未见透镜状灰岩，且砂、砾岩含量较多。本次在攀枝花市盐边县鳡鱼乡河门口测制二叠系下统梁山组地层剖面，在梁山组内共识别出岩性层 10 层（图 2），归纳为 3 个韵律层。9623021565560123456710 m20 m321FeFeFeP2 yP2lC2h图例1.含铝粘土岩 2.粉砂质泥岩 3.砂岩 4.含钙粉砂质泥岩 5.砾岩 6.灰岩 7.泥晶灰岩图 2 下二叠统梁山组实测地层剖面图（剖面位置见图 1）Fig.2 Lower Permian Liangshan Formation measured stratum profile 上覆层：阳新组（P2y）深灰色极薄层状钙质粉砂质泥岩。与下层平行不整合接触。3 层 紫红色薄层状含铝粘土岩，岩石呈紫色、灰白色；泥质结构，薄层状构造。偶见一层厚度不大的灰白色中-粗粒石英砂岩，风化面上呈紫黑色，局部见有铜绿，3.59 m。2 层 浅灰色薄层状泥岩、薄-中层状砂岩、薄层状砾岩互层，粘土岩，4.5 m 14.11 m1 层 褐红色含赤铁矿泥质粉砂岩，泥质粉砂质结构，薄层状构造。在该层靠底部处夹有 2 层含红色鲕状赤铁矿粉砂岩，层厚 515 cm；局部有磁铁矿化蚀变，蚀变带宽约 5 cm-5.49 m下伏层：黄龙组（C2h）灰白色厚层状灰岩。与上层平行不整合接触。区域上二叠纪沉积盆地与岩相古地理是本区仅次于震旦纪的海侵较大的时期，因此，二叠纪的地层分布较为广泛。随着早二叠世海侵，本区一改晚石炭世时的沉积地理格局，海平面继续升高，区内西部已沦为海域，接受沉积；沉积了一套以梁山组为代表的海陆交互相的含铝粘土岩，细碎屑岩以及含赤铁矿粉砂质泥岩，底部发育薄层状的陆源碎屑岩系；在攀枝花地区渔门-二滩一带，延续了晚石炭世时期的沉积环境，而这一区域为一裂陷区，海水在晚石炭世时期已灌入，在这一时期，该地区海域无明显扩大之迹象。整体来看，该时期区内沉积一套滨岸带海陆交互相的沉积物，陆源碎屑物补给较充分，但化学环境已由晚石炭世的湿热的还原环境过渡为了干燥的氧化环境6。本次工作针对其中 10 层粘土岩采集了 10 件岩矿简项分析样品，并在地质调查路线上采集3 件岩矿简项分析样品(表 1)。样品中锂含量较均匀，有 7 件样品控制，含量为 418 g/t 497 g/t,平均 452.3 g/t，最高含量为497 g/t，达到了铝土矿中锂综合利用的指标(Li2O0.05%，Li232 g/t)。镓有 11 件样品控制，含量为 30.2 g/t45.5 g/t，平均 38.5 g/t，最高含量为45.5 g/t，现行的镓矿资源工业指标要求(30 g/t)，稀土（TREO）有 7 件样品控制，10 件样品控制，含量为 591 g/t1170 g/t，平均 817.6 g/t，最高含量为 1170 g/t，具有明显的富集特征，2 件样品TRE 在 0.1%及以上。锂、稀土、镓矿富集层主要与早二叠世炎热干燥的陆内裂陷盆地沉积有关。受华力西期地幔热柱及大陆裂离作用的影响，以西番田断裂为基础，在二滩三滩三台坡一带形成了近南北向及次级北东向三叉型裂陷系，并在炎热干燥的古气候下沉积。由于盆地有限及沉积时限较短，赋矿层位厚度皆不大，因而该沉积盆地的横向变化就直接影响了其是否成矿的标准。在三叉型裂陷 124 矿产综合利用2023 年系交叉部位为裂陷盆地的深位，物源也相对充足，赋矿层位相对较大。三叉口型沉积部位主要位于二滩河门口三滩一带，所以在此一带有望找到新的矿产地。表 1 下二叠梁山组锂、镓、稀土含量分析结果Table 1 Analysis results of Li,Ga and REE in Lower PermianLiangshan Formation岩性样品编号厚度/m TREO/(g/t)Li/(g/t)Ga/(g/t)含赤铁矿泥质粉砂岩HMK-2H11.868026930.4细砾岩HMK-3H12.3107036939.9泥质泥质粉砂岩HMK-4H1264629736.7含砾黏土岩HMK-5H13.1117048433.0含砾黏土岩HMK-6H11.659141845.5黏土岩HMK-7H1189449740.4含砾黏土岩HMK-8H11068944345.4细砂岩HMK-9H12.723371.612.9铝质黏土岩 HMK-10H12.312026624.9细砂岩HMK-11H1527436030.2黏土岩HMKB-H191242443.4黏土岩HMKBH281346041.0黏土岩HMKBH371144037.4极高值117049745.5 近些年来与四川邻接的贵州、重庆7、云南等地发现了风化形成的铝质黏土岩类型锂矿8，其中富含锂、稀土、镓等。研究区内下二叠统梁山组平行不整合于石炭系黄龙组灰岩之上，具有一定的碳酸盐黏土型锂矿特征；梁山组的构造古地理单元属海陆交互无障壁陆表海，由海相泥质岩类-含煤碎屑岩类构成，有大量腕足类等海相生物分布，该组下限为一区域上起伏较大的古剥蚀面，梁山组沉积物极大可能为古剥蚀面上早期沉积的志留系、泥盆系及石炭系碳酸盐岩地层长期风化形成以细粉砂及泥质为主的残留物经过沉积形成的，也是富锂、稀土物质的主要来源。其中锂、镓、稀土等关键金属可能来自于下伏地层的风化产物（古风化壳），广泛分布于攀枝花一带与风化有关的梁山组铝质黏土岩是一个锂、镓、稀土等多种金属的富集层，该区具有极大的找矿潜力。4结论（1）四川攀枝花一带，广泛分布与古风化有关下二叠统梁山组含铝质黏土岩是富含锂、铝、镓、稀土等矿产的关键富集层。（2）二叠统梁山组具有寻找三稀（稀有、稀土、稀散）资源的潜力。建议加大对四川攀枝花等地区开展相关的调查评价工作。参考文献:1 陈骏.关键金属超常富集成矿和高效利用J.科技导报,2019,37(24):1-3.CHEN J.Supernormal enrichment and high efficient utilizationof key metalsJ.Science and Technology Guide,2019,37(24):1-3.2 朱一民,刘杰,韩跃新,等.新型低温捕收剂 DGT-P 对齐大山铁矿石的反浮选应用研究J.矿产综合利用,2023(2):1-4.ZHU Y M,LIU J,HAN Y X,et al.Research on the applicationof a new low-temperature collector DGT-P in Qidashan ironore reverse flotation processJ.Multipurpose Utilization ofMineral Resources,2023(2):1-4.3 文俊,赵伟,李复勇,等.川西南马边地区永红萤石矿床地质特征、成因类型及其开发利用价值J.矿产综合利用,2023,44(1):1-9+15.WEN J,ZHAO W,LI F Y,et al.Geological characteristics,genetic types and utilization value of Yonghong fluorite depositin Mabian Area,Southwest Sichuan and its enlightenment toregional prospectingJ.Multipurpose Utilization of MineralResources,2023,44(1):1-9+15.4 刘棋勇,赖杨.贵州务川双河重晶石-萤石矿成矿地质特征及成因分析J.矿产综合利用,2022(1):25-31.LIU Q Y,LAI Y.Discussion on metallogenic geologicalcharacteristics and genesis of shuanghe barite-fluorite depositin Wuchuan,Guizhou ProvinceJ.Multipurpose Utilization ofMineral Resources,2022(1):25-31.5 蒋晓丽,龚大兴,周家云,等.滇黔相邻区二叠系宣威组富稀土黏土岩综合研究进展J.矿产综合利用,2022(1):32-41.JIANG X L,GONG D X,ZHOU J Y,et al.The researchprogress and problems of rare earth elements of rare earth richclay rock Permian Xuanwei Formation in the YunnanGuizhouBorder RegionJ.Multipurpose Utilization of MineralResources,2022(1):32-41.6 谢长江,骆志红,贾志泉,等.四川攀枝花地区 1:5 万新坪、普威、永兴、盐边、麻陇 5 幅区域地质调查报告报告R.四川省第三地质大队,2016.XIE C J,LUO Z H,JIA Z Q,et al.Report of 1:50,000Xinping,Puwei,Yongxing,Yanbian and Malong regionalgeological and mineral survey in Panzhihua area of SichuanProvinceR.The Third Geological Brigade of SichuanProvince,2016.7 李福林,段其发,石德强,等.重庆奉节地区发现粘土型锂矿 J/OL.中 国 地 质:1-32023-03-13.https:/ F L,DUAN Q F,SHI D Q,et al.Discovery of clay-typelithium deposit in Fengjie area,Chongqing MunicipalityJ/OL.Geology in China:1-32023-03-13.https:/ 4 期2023 年 8 月岳相元等：四川攀枝花地区下二叠梁山组发现锂、稀土、镓矿富集层 125 nqkjF7crzqfZgu7adnpPaeSRZKBkE5gpc1qkdRTyP9aU5qLf4YMIM5EofFKMO-G7v6FXzQY2mEiEv36or75Yw=&uniplatform=NZKPT 8 郝雪峰,彭宇,唐屹,等.川南兴文地区上二叠统龙潭组下部发现 Li、Ga、Nb、REE 等关键金属富集层J.地质论评,2022,69(1):415-418.HAO X F,PENG Y,TANG Y,et al.Critical metal enrichmentlayers of Li,Ga,Nb,REE found in the lower part of UpperPermian Longtan Formation in Xingwen area,southernSichuanJ.Geological Review,2022,69(1):415-418.Lithium,Rare Earth and Gallium-Rich Layers Found in the LowerPermian Liangshan Formation,Panzhihua,SichuanYue Xiangyuan1,Jia Zhiquan2,Luo Shaoqiang3,Tan Hongqi1,Liang Bing2,Luo Linhong2(1.Institute of Multipurpose Utilization of Mineral Resources,Chinese Academy of Geological Sciences,Chengdu,Sichuan,China;2.The Third Geological Brigade of Sichuan Province,Chengdu,Sichuan,China;3.The Tenth Geological Brigade of Sichuan Province,Mianyang,Sichuan,China)Abstract:This is an essay in the field of earth sciences.With the opening of a new round of miningbreakthrough strategic action,the search for key mineral resources such as lithium and rare earth is the coreand key to national energy resource security and is crucial to the development of the national economy,national defense and strategic emerging industries.The profile measurement and comprehensive study of theLower Permian Liangshan Formation(P1l)clay rock system in the Panzhihua area,Sichuan Province arecarried out.The key metals such as lithium,gallium and rare earth may come from the weathering productsof the underlying layer(ancient weathering crust),which are widely distributed in the area from Panzhihua toYa an.The aluminous clay rock of the Liangshan Formation,which is related to weathering,is a rich layerof lithium,gallium and rare earth metals,which has good prospecting prospects.Keywords:Earth Sciences;Lithium;Rare earth;Permian system;Liangshan formation;Panzhihua Area (上接第 121 页)Expanded Continuous Test for Comprehensive Utilization of a Rare Earthand Associated Fluorite Resources in HenanZhou Zheng,Ouyang Anni,Xiong Wenliang,Zhang Lijun,Chen Da,Lin Huijie(Institute of Multipurpose Utilization of Mineral Resources,CAGS,Sichuan Rare Earth TechnologyInnovation Center,Technical Innovation Center of Rare Earth Resources,China Geological Survey,Chengdu,Sichuan,China)Abstract:This is an essay in the field of mineral processing engineering.In this paper,a rare earth andassociated fluorite resource in Henan Province was studied.Based on the results of process mineralogy andsmall beneficiation experiments,an extended continuous test with a capacity of 60 kg/h was carried out.Through chemical analysis and AMICS microscopic identification,it was found that the content of REO andCaF2 was 1.53%and 18.22%,respectively.The target minerals for REO separation were hamartite andparisite.The process of mixed flotation-separation flotation of REO and fluorite was used to recoverREO and fluorite from ores.On this basis,the extended continuous test was carried out,and finally obtainedthe rare earth concentrate with REO grade of 52.54%and recovery rate of 51.15%,and the fluoriteconcentrate with a CaF2 grade of 94.76%and recovery rate of 60.80%.The concentrate product index wasgood,and comprehensive recovery and utilization of REE associated fluorite were preliminarily realized.Itis helpful to provide technical support for the production of enterprises and provide a basis for thecomprehensive development and utilization of the same type of rare earth and co-associated resourcedeposits.Keywords:Mineral processing engineering;Rare earth;Fluorite;Beneficiation process;Comprehensiveutilization 126 矿产综合利用2023 年