矿床地球化学国家重点实验室知识库

本文首次报道华南古生代武夷-云开造山带东南缘的兰排镁铁-超镁铁质岩体富钪（Sc）风化壳，初步计算获得区域内钪的潜在资源为524～566 t，为一潜在大型风化壳型钪矿。兰排岩体呈小型岩株侵入到永和闪长质岩体内，主要由橄榄岩、辉石岩和辉长岩组成，辉石岩锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄为（428.3±2.0） Ma（MSWD=0.92）。镁铁-超镁铁质岩全岩w（TFe₂O₃）为12.1%～18.7%，其中辉石岩钪含量为44×10^–6～97×10^–6，总体高于橄榄岩(20×10^–6～89×10^–6)和辉长岩(28×10^–6～48×10^–6)。兰排这类富钪岩石组合与以往认为富钪的碳酸岩-碱性岩体和阿拉斯加型岩体都存在较大差异，可能代表了一种新的钪成矿母岩类型，推测碰撞后陆内伸展诱发富钪地幔源区熔融可能是富钪母岩浆形成的重要机制。镁铁-超镁铁质岩体上部发育完整的风化壳剖面，可分为全风化层和半风化层。全风化层的上部富集铁（氢）氧化物（磁铁矿、赤铁矿、针铁矿），而中下部以高岭石等黏土矿物为主。半风化层除了包含蒙脱石等黏土矿物，还包括铁钛氧化物及辉石等硅酸盐矿物或相关蚀变矿物。风化壳样品的Sc含量为21×10^–6～304×10^–6，富集程度最高可达相应基岩的3倍以上。其中，钪含量最高的样品主要分布在铁氧化物最富集的全风化层上部，其钪含量多数超过100×10^–6。风化壳钪含量与红土化指数（IOL）呈明显的正相关性，表明红土化过程对风化壳钪的富集有显著影响。初步研究认为钪在风化壳红土化过程中经历了活化-迁移-沉淀的多阶段富集过程：1)风化早期钪以类质同象替换的形式赋存在蒙脱石等黏土矿物中；2)风化后期磁铁矿和蒙脱石溶解，钪赋存在以铁（氢）氧化物为主的矿物中，并达到最高程度的富集(Sc>100×10^–6);3)风化晚期铁（氢）氧化物溶解，一部分钪向下迁移到特定层位。兰排镁铁-超镁铁质岩体富钪风化壳的发现弥补了我国高品位风化壳型钪矿床的空白，丰富了成矿母岩的类型，为华南早古生代成矿作用的理论研究和战略性矿产的找矿勘查提供了一个新的方向。