1.与基性—超基性岩有关的矿床
这类矿床主要产出轻稀土矿物。含矿岩石见有磷灰石透辉石岩、次透辉石岩、透辉石钾长石岩、角闪辉石岩等。矿体呈脉状或似层状、透镜状赋存在岩石中。矿石矿物主要是磷灰石、磁铁矿、钛铁矿及稀土矿物。后者主要是独居石,其次见有硅钛铈矿及稀土磷灰石。脉石矿物除辉石、透辉石、角闪石、钾长石外,尚有黑云母、蛇纹石、绿帘石、斜长石及方解石等。这类稀土矿床的规模一般较小。
2.与碱性岩-碳酸岩有关的矿床
(1)碱性岩-碳酸岩型
这是国内最重要的铌和稀土金属储量最大的矿床类型。与成矿有关的岩石多分布于较稳定的地台区或其边缘,常沿深断裂分布。成矿物质具深源或幔源特征。成矿岩石呈岩株、岩瘤、岩脉、岩床等形式产出,岩石形成时代从元古宙到第三纪。这类矿床含有多种多样的稀有稀土矿物,具工业价值的矿物有硅铍钇矿、兴安石、铌铁矿、烧绿石、铌金红石、褐钇铌矿、易解石、铈铌钙钛矿、独居石、氟碳铈矿、氟碳钙铈矿、硅钛铈矿、绿层硅钛铈矿以及锆石等。稀有稀土矿物呈浸染状,间或呈细脉浸染状赋存在岩石中。矿体与围岩无明确界线,稀有稀土金属达到工业品位要求的即构成矿体。在这类矿床上常发育交代蚀变作用,以霓长岩化及碳酸盐化最常见。前者包括霓石化、钠闪石化、钠长石化及微斜长石化等,后者见有方解石化、白云石化、铁白云石化以及菱铁矿化等。此外,萤石化和重晶石化也常见。这类矿床可进一步分出如下几个亚类:①与碱性花岗岩有关的HREE、LREE、Nb、Be、Zr矿床,如内蒙古巴尔哲;②与英碱正长岩有关的LREE矿床,如四川冕宁牦牛坪;③与正长岩或正长斑岩有关的LREE矿床,如山东微山郗山;④与霞石正长岩或霓霞正长岩有关的LREE、Nb矿床,如辽宁凤城赛马;⑤与粗面岩或正长岩-碳酸岩有关的LREE、Nb矿床,如内蒙古白云鄂博及湖北竹山庙垭。
上述第五亚类矿床有时又简称碳酸岩型矿床。其中湖北竹山庙垭矿床,成矿岩石为正长岩和碳酸岩。在内蒙古白云鄂博矿床,与成矿有关的岩石除见有呈层状产出的粗面质凝灰岩及呈脉状产出的碳酸岩外,主要产出大量呈层状产出的含矿碳酸盐岩石——含矿大理岩。粗面质凝灰岩及碳酸岩脉为碱性岩-碳酸岩岩浆喷出地表或近地表产物。含矿大理岩具层状产状,成矿物质来自深处,具幔源特征。有关矿床成因,国内存在很大争论。笔者认为,含大量Nb、REE及挥发分的碱性岩-碳酸岩岩浆火山-沉积成矿最可能是内蒙古白云鄂博矿床的主要成矿机制。
(2)碱性伟晶岩型、接触交代型和热液脉型
这三类是指与碱性岩-碳酸岩岩浆活动有关的碱性伟晶岩矿床、与碱性岩有关的接触交代矿床和热液脉矿床。第一类矿床见于四川会理路枯,碱性伟晶岩与碱性细晶岩共同产出。第二类矿床见于辽宁赛马,矿体赋存于霓霞正长岩与大理岩之间的接触交代岩中。第三类矿床见于全国各地碱性岩-碳酸岩产出地区的外接触带围岩中。这三类矿床的矿物组成相似,主要脉石矿物有钾长石、钠长石、霓石或霓辉石、钠闪石或钠铁闪石、黑云母、方解石、白云石、萤石、重晶石、磷灰石,有时见有霞石。稀有稀土矿物主要有烧绿石、褐钇铌矿、铌钙矿、独居石、氟碳铈矿、硅钛铈矿、锆石等。这三类矿床的矿体产状和矿石结构构造迥然不同,这从三类矿床的名称便可看出。这三类矿床常与上述碱性岩-碳酸岩型矿床,共见于一个矿区,稀有稀土金属矿化相对较弱。
3.与酸性岩有关的矿床
目前已知,在内生矿床中这类矿床的数量最大,研究工作最多,其中产出多种多样的稀有稀土金属,特别是Li、Rb、Cs、Be、Ta是国内以前开发利用的主要对象。与成矿有关的岩石主要分布在不同时期的造山带内,多呈岩株、岩瘤、岩脉等形式产出,或为岩基状复式岩体的晚期成员,主要见有黑云母花岗岩、二云母花岗岩和白云母花岗岩,其次有角闪石黑云母花岗岩,甚至花岗闪长岩。岩石形成时代不一,从太古宙直到燕山期。与酸性岩有关的矿床具工业价值的稀有稀土矿物主要有锂辉石、磷锂铝石、锂云母、铯沸石、绿柱石、硅铍钇矿、羟硅铍石、金绿宝石、日光榴石、铍榴石、铌铁矿、铌锰矿、钽铁矿、钽锰矿、铌钽铁矿、细晶石、锆石、铪锆石、独居石、磷钇矿等。稀有稀土矿物在矿体中或呈浸染状分布,或呈集合体块状、囊状体分布。带状构造是这类矿床的共同特征。通常从矿体边缘向中心方向可分出在结构上和矿物组成上不同的带。交代蚀变作用也是这类矿床的常具特征,有钠长石化、云英岩化、白云母化、锂云母化、硅化、电气石化、黄玉化、萤石化以及粘土化等,常参与不同结构带的构成。稀有稀土矿物通常富集在交代蚀变作用强烈的地带或地段内。
(1)花岗岩型
花岗岩型矿床广泛分布在全国各地,尤其集中在华南,成矿时代多为燕山期。这类矿床是指稀有稀土金属矿化赋存在花岗岩体内的矿床而言,包括矿化花岗岩、矿化云英岩以及岩体内的矿化细小石英长石脉,也包括矿化细晶岩脉。矿化花岗岩中的稀有稀土矿物多呈浸染状分布。云英岩、石英长石脉中的呈浸染状及集合体囊状分布。花岗岩中矿化常富集在岩体的尖顶突出部位,从岩体最上部到深部稀有稀土金属品位逐渐降低。这类矿床又可分出若干亚类:①黑云母花岗岩LREE、HREE矿床;②黑云母花岗岩Nb、HREE矿床;③黑鳞云母钠长石化花岗岩Nb矿床;④二云母钠长石化花岗岩Li矿床;⑤白云母钠长石化花岗岩Be矿床;⑥锂白云母钠长石化花岗岩HREE、Ta矿床;⑦锂云母钠长石花岗岩Li、Be、Nb、Ta矿床。
(2)花岗伟晶岩型
花岗伟晶岩矿床广泛见于全国各地。有工业价值的伟晶岩矿床成矿时代多为海西—印支期。含矿伟晶岩的母岩主要是黑云母花岗岩、二云母花岗岩、混合花岗岩及片麻状花岗岩。
矿化伟晶岩多赋存在花岗岩体外接触带围岩中。据统计,矿化伟晶岩的围岩多为角闪岩相变质岩。根据选岩矿物及稀有稀土矿物组合不同,伟晶岩矿床可进一步分类。根据云母类矿物可分出黑云母伟晶岩类、二云母伟晶岩类、白云母伟晶岩类以及锂云母伟晶岩类。结合其他造岩矿物及稀有稀土金属,花岗伟晶岩矿床可分出如下5亚类:①黑云母更长石微斜长石伟晶岩型REE、Nb矿床;②二云母钠长石微斜长石伟晶岩型Be、Nb、REE矿床;③白云母钠长石微斜长石伟晶岩型Be、Nb、Ta矿床;④白云母钠长石微斜长石锂辉石伟晶岩型Li、Be、Nb、Ta矿床;⑤锂云母钠长石锂辉石伟晶岩型Li、Rb、Cs、Be、Nb、Ta、Hf矿床。
在个别矿区,从花岗岩体接触带向外可以见到上述从第一亚类到第五亚类伟晶岩矿床的空间带状分布。愈远离花岗岩体,伟晶岩中交代蚀变作用愈强烈,挥发组分愈富集,稀有稀土金属矿化愈多样,愈发育。
(3)接触交代型和热液脉型
这两类矿床均属于与花岗岩岩浆活动有关的气成热液(交代或充填)矿床。前一类矿床又可分为两类。一类是一般夕卡岩矿床,夕卡岩中铍矿物日光榴石、铍榴石与铅锌硫化物共生,如江西安远碛肚山。另一类是条纹岩矿床,产出大量金绿宝石、塔菲石,以及锂云母、锂铍石及铍镁晶石等锂、铍矿物,仅见于湖南临武香花岭。条纹岩矿床的Li、Be储量大,选矿难度也大,目前工业上尚未利用。后一类矿床以石英脉或石英长石脉为主,主要产出铍矿物,绿柱石常与黑钨矿、辉钼矿、辉铋矿等共生。有时见到几乎全为绿柱石充填的绿柱石脉。这一类多为中小型矿床。云南中甸麻花坪产出大型石英脉型Be矿。铍矿物除以绿柱石为主外,尚见有蓝柱石及硅铍石。矿脉赋存在隐伏岩体外接触带大理岩中,十分罕见。此外,在广东见有产出独居石(又名网顶石)的石英脉。
(4)火山热液型
这类矿床赋存在火山岩中,发育Be、Nb、Zr矿化。赋矿或成矿岩石有流纹英安岩、流纹岩、酸性凝灰岩以及这些岩石中的次火山岩、花岗斑岩及细晶岩等。岩石形成时代为燕山期。岩石普遍受到交代蚀变作用,如云英岩化、钠长石化、硅化、萤石化、黄玉化、绢云母化以及泥化。稀有稀土矿物见有绿柱石、日光榴石、硅铍石、羟硅铍石、铌铁矿、锆石等,常与萤石共生。此外常见辉钼矿、钼铅矿及闪锌矿等金属矿物。稀有稀土矿物在岩石中呈浸染状及细脉浸染状分布。矿体与围岩无明显界限,矿体范围由元素品位圈定。这类矿床被发现和确定得较晚,在工业上尚未开发利用。