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中国稀土学报2025年第03期:南祁连构造带上庄磷稀土钪矿床钪赋存状态及机制

来源:期刊VIP网 时间:


作者:王进寿;陈鑫;

单位: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;

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Sc_2O_3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Sc_2O_3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Sc_2O_3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Sc_2O_3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Sc_2O_3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Sc_2O_3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Fe~(2+)和Mg~(2+),置换式为3Sc~(3+)/■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。

关键词:钪;;赋存状态;;成因;;磷稀土钪矿;;南祁连构造带

基金资助:青海省自然科学基金应用基础研究项目(2021-ZJ-741,2024-ZJ-903)资助