2. 自然资源部三江成矿作用及资源勘查利用重点实验室, 昆明 650051;
3. 昆明理工大学国土资源工程学院, 昆明 650093
2. Key Laboratory of Sanjiang Metallogeny and Resources Exploration and Utilization, Ministry of Natural Resources, Kunming 650051, China;
3. Faculty of Land Resource Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650093, China
0 引言
随着我国三稀金属资源战略调查的展开，在华南地区对花岗岩风化壳型稀土矿开展了新一轮调查工作，新发现了一系列花岗岩风化壳型稀土矿[1-7]，进一步掀起了花岗岩风化壳型稀土矿找矿热。
滇西特提斯构造带是东特提斯造山带的重要组成部分之一，由多个地块和地块相间的构造带组成，如腾冲地块、保山地块、昌宁—孟连结合带等。该地区的大地构造格局和演化对全球特提斯研究具有重要的地质意义，而且滇西特提斯构造带因其复杂地质历史而备受关注[8-10]。长期以来，众多学者对滇西地区岩浆岩开展了大量岩石学、岩石地球化学、锆石U-Pb年代学、Hf同位素特征的研究，获得了大量锆石U-Pb年龄数据与Hf同位素数据[11-18]，构建了滇西地区岩浆岩演化动力学背景与年代学框架。对滇西地区岩浆作用成矿研究往往局限于钨锡等常规矿产，而对花岗岩风化壳稀土成矿作用研究相对较少。近年，有关部门在临沧花岗岩带、腾冲花岗岩带新发现了一批花岗岩风化壳型稀土矿床(点)，而加里东期花岗岩是否能形成风化壳型稀土矿则鲜有报道。笔者在开展1:5万乌木寨幅矿产地质调查工作时，对保山地块西部边缘加里东期平河复式花岗岩体开展了野外调研工作，通过花岗岩类锆石U-Pb年代学、锆石Hf同位素数据和全岩元素地球化学数据进行研究，探讨其形成环境、构造意义，并对花岗岩风化壳特征开展研究; 以厘清大团山地区加里东期花岗岩风化壳中稀土氧化物分布特征，探讨加里东期花岗岩风化壳型稀土矿成矿的可能性。
1 地质背景和样品保山地块经历了漫长的地质构造演化历史，强烈的构造-岩浆活动使不同时期的地层、岩浆岩发生大规模的俯冲、走滑、复合、叠嵌，形成了特殊的构造地质单元。加里东期岩浆活动主要集中于平达—平河一带，出露面积约1 200 km2，侵位于震旦系—中寒武统公养河群类复理石建造(图 1)。地层以震旦系—中寒武统公养河群碎屑岩为主，整体围绕平河复式岩体分布，其主体为一套巨厚类复理石建造，由多个粗到细的沉积旋回组成，岩石普遍具轻变质现象。奥陶系-二叠系主要为浅海相具有盖层特征的陆源碎屑建造和碳酸盐岩建造，各时代地层间多为整合或假整合关系。岩浆岩以二长花岗岩、似斑状二长花岗岩为主，局部为英云闪长岩、花岗岩、花岗闪长岩，零星辉绿岩脉，岩石整体呈灰白色、浅紫红色，中粗粒花岗结构、似斑状结构，局部中细粒花岗结构，块状构造。似斑状二长花岗岩斑晶以正长石为主，由斜长石、钾长石、石英和部分黑云母、铁泥质、金属矿物等混杂分布组成。其中：斜长石呈半自形柱状—他形粒状，具有不同程度的绢云母化，不均匀分布；钾长石呈他形粒状，少数含斜长石、石英、黑云母包体，局部交代斜长石，不均匀分布；石英呈他形粒状不均匀充填于长石粒间，大部分具有波状消光；黑云母呈片状，少数绿泥石化、绿帘石化，不均匀分布于长石粒间；隐晶质铁泥质不均匀充填并浸染，他形粒状金属矿物零星分布。二长花岗岩由斜长石、钾长石、石英等组成。其中:斜长石呈半自形柱状—他形粒状，具有不同程度的绢云母化，少数颗粒具有裂纹，不均匀分布；钾长石呈他形粒状，少数含斜长石、石英包体，局部交代斜长石，不均匀分布；石英呈他形粒状不均匀充填于长石粒间，大部分具有波状消光。
本次研究过程中，在大团山中粗粒似斑状二长花岗岩岩体与勐堆中粗粒似斑状二长花岗岩岩体分别采集了新鲜花岗岩样品TD2006、TD2007，用以进行全岩地球化学、锆石U-Pb年代学及锆石Hf同位素研究。主量、微量、稀土元素由国土资源部昆明矿产资源监督检查中心分析测试完成，主量元素分析测试实验仪器采用ZSX Primus ⅡX荧光光谱仪，微量和稀土元素分析测试实验仪器采用XSERIES2电感耦合等离子体质谱仪，实验结果见表 1。同时，对大团山地区中粗粒似斑状二长花岗岩与中细粒黑云二长花岗岩全风化层采集垂向1 m长的样品进行了稀土氧化物分量研究，稀土元素分析测试由国土资源部昆明矿产资源监督检查中心采用XSERIES2电感耦合等离子体质谱仪分析测试完成，换算成稀土氧化物结果见表 2。
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锆石单矿物挑选在河北省廊坊诚信地质技术服务公司完成，锆石阴极发光图像在北京地时科技有限公司完成。利用锆石阴极发光(CL)图像，重点选择锆石的环带部分进行U-Pb同位素定年。锆石U-Pb同位素定年在国家地质测试中心利用LA-ICP-MS分析完成，实验仪器为New Wave 213nm激光+Thermo Element XR质谱仪，分析结果见表 3。
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锆石Hf同位素组成分析是基于阴极发光(CL)图像和锆石U-Pb定年测试的基础上进行的，在国家地质测试中心完成，实验仪器为New Wave 213nm激光+Thermo Element XR质谱仪，分析结果见表 4。
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根据主量元素化学成分计算的标准矿物进行岩石分类，该岩体岩石类型主要为花岗岩和二长花岗岩(图 2a)；在A/NK-A/CNK图解中均属过铝质花岗岩(图 2b)。岩体w(SiO2)分别为71.79%和75.02%，w(Al2O3)分别为12.50%和13.69%，w(K2O)分别为4.57%和5.00%，w(Na2O)分别为1.89%和2.87%，全碱w((K2O+Na2O))值分别为6.89%和7.44%，K2O/Na2O值分别为1.59和2.65，铝饱和指数(A/CNK)值分别为1.58和1.76，里特曼指数(σ)分别为1.65和1.73，显示花岗岩体具有“高硅、铝过饱和”的特征，属钙碱性过铝质S型花岗岩。
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| 图 2 研究区花岗岩QAP图解(a)和A/NK-A/CNK图解(b) Fig. 2 QAP classification diagram(a) and A/NK-A/CNK diagram(b) of granite in the sutdy area |
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岩体稀土元素质量分数分别为169.40×10-6和281.53×10-6，LREE/HREE为1.40和6.43，表明基岩以轻稀土为主；δEu值分别为0.16和0.75，具低—中等负铕异常，δCe值分别为0.78和0.91。(La/Sm)N值分别为2.73和5.94、(Gd/Yb)N值分别为0.81和1.88，表明轻稀土分馏程度较重稀土分馏明显。稀土元素配分模式为向右倾斜的轻稀土富集型。在微量元素原始地幔标准化蛛网图解上，表现为Rb、Th、U、K、Pb、Nd、Y选择性富集，Ba、Nb、Ta、Sr、P、Zr、Ti则表现为不同程度的亏损，总体上显示了富集Rb、Th等大离子亲石元素，亏损Nb、Ta等高场强元素的特点(图 3)。
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| 图 3 研究区稀土元素球粒陨石标准化配分曲线图(a)和微量元素原始地幔标准化蛛网图(b) Fig. 3 Chondrite-normalized REE patterns(a) and primitive mantle-normalized trace element patterns(b) in the study area |
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样品中锆石颗粒自形程度高，多为长柱状晶体，部分短柱状，长为100~300 μm，长宽比为1.5:1~3.0:1，锆石阴极发光图像可见清晰的生长环带(图 4)，锆石Th/U值均大于0. 1(Th/U = 0.12~2.05)，为典型的岩浆成因锆石。
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| 图 4 研究区花岗岩典型锆石阴极发光图像 Fig. 4 Cathodoluminescence images of representative zircon grains from granite in the study area |
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在分析过程中，选择锆石环带边部打点，每个样品分析20个点，剔除个别异常点后，分析点均分布在谐和线上或其附近(图 5)，显示出很好的谐和性，表明锆石形成后U-Pb同位素体系是基本封闭的，没有U或Pb同位素的明显丢失或加入，测试结果真实可信。样品TD2006谐和年龄为482.0~470.9 Ma，206Pb/238U加权平均年龄值为(476.6±2.4)Ma (MSWD=0.41)；样品TD2007谐和年龄为484.4~472.3 Ma，206Pb/238U加权平均年龄值为(478.8±2.5)Ma (MSWD=0.39)。本次测定的年龄结果均在允许误差范围内，可以确定岩体的形成年龄为478~476 Ma，与董美玲等[15]对平河花岗岩类测试结果(486~480 Ma)相差不大，属早奥陶世，说明平河岩体主体侵位年龄应为早奥陶世。
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| 图 5 研究区花岗岩锆石U-Pb年龄谐和图 Fig. 5 Zircons U-Pb concordia diagrams for the granite in the study area |
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2件花岗岩样品锆石的176Yb/177Hf和176Lu/177Hf值范围分别为0.020 432~0.084 844和0.000 758~0.003 241 (表 4)，176Lu/177Hf值多数小于0.002，表明锆石在形成以后，仅具有较少的放射成因Hf的积累，因而可以用初始176Hf/177Hf值代表锆石形成时的176Hf/177Hf值[23]。样品的fLu/Hf值在-0.977 170~-0.902 381之间，明显小于镁铁质地壳的fLu/Hf值(-0. 34[24])和硅铝质地壳的fLu/Hf值(-0.72[25])，因此，二阶段模式年龄更能反映其源区物质从亏损地幔被抽取的时间(或其源区物质在地壳的平均存留年龄)。2件样品共38颗锆石的εHf(t)值显示较大的变化范围，为-14.299 176~-3.061 619，对应的地壳模式年龄TDM2集中在2.2~1.7 Ga之间(图 6)。
3.4 构造意义讨论
区域上平河复式岩体侵位于震旦系—中寒武统公养河群碎屑岩中，其侵位时代一直广受学者关注，早在1:20万潞西幅中认为属加里东期—华力西中期。研究者在平河岩体中先后通过花岗闪长岩黑云母K-Ar法获得了466 Ma[26]，全岩Rb-Sr等时线获得495、526和529.9 Ma[26]，花岗岩锆石SHRIMP及LA-ICP-MS U-Pb定年方法获得502~498 Ma[19]、495~466 Ma[20]、486~480 Ma[16-18]等一些加里东期年龄数据。本文采用LA-ICP-MS定年方法在平河复式岩体中大团山、勐堆地区花岗岩获得了(476.6±2.4)Ma(TD2006)、(478.8±2.5)Ma(TD2007)的锆石U-Pb年龄。上述年龄数据显示，平河复式岩体侵位于502~466 Ma，主体形成时间为490~475 Ma，比泛非运动的主期(600~550 Ma)稍晚，属于泛非构造运动晚期由造山环境向板内稳定环境构造转换的一个阶段，经历了碰撞—抬升—减压作用而形成花岗质岩浆。在w(Al2O3)-w(SiO2)图解(图 7a)上，样品均落入POG中，显示造山期后花岗岩特征；在Rb/30-Hf-3Ta图解(图 7b)上，亦显示碰撞造山期后花岗岩特征。
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| 图 7 研究区w(Al2O3)-w(SiO2)图解(a)和Rb/30-Hf-3Ta图解(b) Fig. 7 w(Al2O3)-w(SiO2) diagram(a) and Rb/30-Hf-3Ta diagram(b) in the study area |
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近年来，随着锆石Hf同位素测试技术的不断成熟，锆石Hf同位素示踪已广泛应用于岩石的源区判别。岩浆锆石Hf同位素的研究表明，源区为下地壳重熔或经过地壳混染的岩石，其往往具有较低的176Hf /177Hf以及εHf(t)值；而地幔或由幔源岩浆分异的新生壳源物质则具有较高的176Hf/177Hf以及εHf(t)值[21]。本文样品分析显示，平河复式岩体具有较低的锆石εHf(t)值(-14.30~-3.06)，在εHf(t)值-t图解(图 6)中，样品点均落在球粒陨石演化线以下区域，表明其岩浆来源于地壳熔融。董美玲等[16-18]研究认为，平河复式岩体与拉萨地体中部的变质酸性火山岩具有相似的地球化学特征，保山地块和拉萨地体在晚寒武世—早奥陶世都可能经历了一次重要的构造事件，并具有类似的岩石成因，平河复式岩体可能代表了早古生代冈瓦纳大陆原特提斯边缘岩浆弧的一部分。
综上所述，平河复式岩体主体侵位于490~475 Ma，比泛非运动的主期(600~550 Ma)稍晚，属于泛非构造运动晚期由造山环境向板内稳定环境构造转换的一个阶段，具有典型的造山后S型花岗岩的特点；Hf同位素显示岩浆可能来源于古老地壳的重熔，为泛非运动构造碰撞后应力松弛阶段产物，其形成可能与滇西地区原特提斯地史阶段地块挤压碰撞、裂离过程密切相关。
4 花岗岩全风化层稀土矿成矿特征 4.1 花岗岩风化壳组成大团山地区以中低山—丘陵地貌形态为主，风化强烈，在山顶、山脊、山脚常形成厚度不等的花岗岩风化壳，在山顶、山脊为花岗岩全风化层，山脚、沟边以半风化层为主，局部为全风化层。花岗岩风化壳由上至下可分4层：
1) 腐殖土层。褐色、褐黑色粉砂质黏土与植物根系组成，一般厚10~50 cm，局部地段厚度达50~150 cm。
2) 黏土-亚黏土层。红色、黄色砂质黏土，残留砂质矿物主要有石英，长石多高岭土化，为稀土矿体的保护层，REO(稀土氧化物)质量分数为0.01%~0.03%，一般厚20~100 cm，局部地段厚度达150~300 cm。
3) 花岗岩全风化层。中-中粗粒似斑状二长花岗岩全风化层为矿区重稀土矿主要含矿层，残积物主要为灰白色、灰黄色、红色花岗岩风化产物，REO质量分数为0.02%~0.06%，以0.03%~0.04%为主，厚度变化较大，一般为5~20 m，山顶、山腰较厚, 多数大于15 m，山脚、沟边较薄，多数为5~8 m。局部地段岩石的结构、构造基本消失，但大部分地区矿物特征仍保留，由石英、长石、云母组成，长石颗粒受力易碎，且多数高岭土化。全风化层上部一般表现为长石发生强烈的高岭土化，原岩结构、构造基本消失，局部可见长石斑晶高岭土化后残留长石斑晶自形结构；全风化层中下部表现为岩石中长石强烈高岭土化，岩石基本结构、构造清晰可见，但长石等颗粒在锤子作用下受力后易碎，岩石呈疏松状。蚀变以高岭土化、绢云母化、褐铁矿化、钾化为主，主要由长石、云母等矿物蚀变而来。
4) 花岗岩半风化层。矿物成分与全风化层相似，但其中保留有弱风化岩体，长石的高岭土化比较弱，长石颗粒受力后不易碎。
4.2 全风化花岗岩岩石学、地球化学特征全风化花岗岩显微照片显示，岩石由石英、斜长石、钾长石、黑云母、绢云母、高岭石及少数铁泥质混杂分布组成。岩石蚀变强烈，呈残余花岗结构(图 8a)。石英颗粒比较碎裂，粒径多数为1 mm左右；斜长石几乎已绢云母化、高岭石化(图 8b、c)；仅少量钾长石残留半自形—他形粒状晶形轮廓；黑云母呈片状，多数绿泥石化、铁泥化，含量高，杂乱不均匀分布于石英、长石中，铁泥质不均匀充填在长石、黑云母裂隙中(图 8d)。
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| a.石英碎裂化; b.钾长石强烈绢云母化与高岭土化; c.钾长石绢云母化、高岭石化，黑云母绿泥石化; d.铁泥质充填在长石裂隙中; e.铁锰铈氧化物、伊利石、含铁高岭石、石英等矿物标示; f.高岭石、正长石、铁锰铈氧化物等矿物标示；g.铁高岭石、铁锰铈氧化物等矿物标示；h.含铁高岭石、黑云母、锆石等矿物标示。Chl.绿泥石；Kfs.钾长石；Kln.高岭石；Ser.绢云母；Qtz.石英。 图 8 研究区全风化层花岗岩显微特征与电子探针矿物标示 Fig. 8 Mineral labeling of electron probe and microscopic pictures of fully weathered granite in the study area |
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全风化花岗岩稀土氧化物测试结果(表 2)显示:全风化中粗粒似斑状二长花岗岩稀土氧化物总量总体不高，为391.81×10-6~602.04×10-6，重稀土氧化物占比(HREO/REO)为24.65%~70.93%，且重稀土镝氧化物质量分数较高，为15.21×10-6~27.38×10-6，配分达2.53%~5.44%，总体富集重稀土元素Y、Gd，局部轻稀土元素La、Ce、Nd富集，样品DZK002-H1、D1063-H1已达风化壳型重稀土矿边界品位要求，显示大团山地区重稀土元素在中粗粒似斑状二长花岗岩风化壳中富集形成重稀土矿；而全风化中细粒黑云二长花岗岩稀土氧化物总量总体不高，为279.05×10-6~791.77×10-6，重稀土氧化物占比为25.23%~46.07%，总体处于30%左右，重稀土镝氧化物质量分数亦较高，为7.07×10-6~36.54×10-6，配分达2.30%~4.62%，总体富集轻稀土元素La、Ce、Nd，局部重稀土元素Y富集，样品D0026-PH1、QYZ001-H2已达风化壳型轻稀土矿边界品位要求，显示轻稀土元素在中细粒黑云二长花岗岩风化壳中富集形成轻稀土矿。
4.3 含矿全风化花岗岩电子探针特征对含矿全风化中细粒二长花岗岩采集了电子探针样品，分析显示其主要含有锰铁铈氧化物、伊利石、黑云母、含铁高岭石等矿物。锰铁铈氧化物主要呈不规则状存在于石英、长石、云母等矿物高岭石化、绢云母化、伊利石化蚀变的边缘中(图 8e、f、g)。其是含矿岩石中稀土矿主要赋存矿物，矿物微区电子探针(表 5)显示：不同样品中锰铁铈氧化物均显示由Si、Al、Mn、Fe、Ce元素组成，以富含MnO、FeO、Ce2O3为特征，其中Ce2O3质量分数多数介于45.957%~75.369%之间，显示以铈氧化物为主；含矿岩石中残留有少量正长石未完全蚀变风化(图 8f)，微区电子探针显示，正长石中含有微量的稀土Ce2O3；高岭石主要由含矿岩石中长石蚀变而来，主要有铁高岭石、含铁高岭石、高岭石等类型(图 8e、f、g、h)，微区电子探针显示，高岭石中含有微量的稀土Ce2O3、La2O3，继承了长石矿物元素特征，而稀土元素含量较长石高，总体显示富硅、铝、铁，低稀土元素的特征；伊利石主要由含矿岩石中长石蚀变而来(图 8e)，微区电子探针显示，伊利石中含有微量的稀土Ce2O3、La2O3，与高岭石相似，继承了长石矿物元素特征，而稀土元素含量较长石高，与高岭石相近，总体显示富硅、铝，低稀土元素的特征；黑云母多数未风化残留于含矿岩石中(图 8h)，微区电子探针显示，黑云母中含有微量的稀土Ce2O3、La2O3，较长石、高岭石、伊利石高，总体显示富硅、铝、锰、铁，低稀土元素的特征。
| 矿物 | F | Al2O3 | SiO2 | MgO | MnO | FeO | K2O | CaO | Ce2O3 | La2O3 | 总和 |
| 锰铁铈氧化物 | 0.597 | 1.117 | 1.422 | 0.105 | 15.201 | 5.700 | — | 0.490 | 75.369 | 0 | 100 |
| 0 | 10.803 | 6.711 | 0.058 | 15.977 | 16.845 | — | 0.105 | 49.457 | 0 | 100 | |
| 0.135 | 1.556 | 1.346 | 0.107 | 22.978 | 9.856 | — | 0.675 | 63.346 | 0 | 100 | |
| 0 | 10.384 | 2.518 | 0.064 | 49.514 | 14.951 | — | 0.397 | 22.050 | 0.042 | 100 | |
| 0.575 | 4.529 | 5.544 | 0.229 | 27.302 | 15.064 | — | 0.758 | 45.957 | 0.043 | 100 | |
| 0.034 | 5.336 | 2.457 | 0.053 | 24.349 | 13.234 | — | 0.261 | 54.236 | 0 | 100 | |
| 长石 | 0 | 18.948 | 65.337 | 0 | 0.106 | 0.119 | 15.457 | 0.029 | 0.004 | 0 | 100 |
| 高岭石与含铁高岭石 | 0 | 36.203 | 46.213 | 1.112 | 0.358 | 15.873 | 0.055 | 0.128 | 0 | 0.057 | 100 |
| 0 | 36.227 | 50.726 | 1.317 | 0.083 | 11.066 | 0.411 | 0.092 | 0.077 | 0 | 100 | |
| — | 39.351 | 52.459 | 0.938 | 0.033 | 6.911 | 0.082 | 0.104 | 0 | 0.089 | 100 | |
| — | 39.694 | 53.543 | 0.961 | 0 | 5.448 | 0.176 | 0.130 | 0.005 | 0 | 100 | |
| — | 37.193 | 50.915 | 1.142 | 0.023 | 10.004 | 0.513 | 0.076 | 0.036 | 0 | 100 | |
| 0 | 41.730 | 53.317 | 1.011 | 0.027 | 3.724 | 0.048 | 0.106 | 0 | 0.038 | 100 | |
| 伊利石 | 0.075 | 32.347 | 52.096 | 1.850 | 0.003 | 2.249 | 11.223 | 0.094 | 0.062 | 0 | 100 |
| 0 | 31.508 | 52.697 | 1.054 | 0.052 | 3.262 | 11.268 | 0.027 | 0.060 | 0.071 | 100 | |
| — | 32.069 | 52.116 | 1.908 | 0.036 | 3.945 | 9.848 | 0.017 | 0 | 0 | 100 | |
| — | 37.424 | 52.108 | 0.248 | 0.223 | 0.933 | 8.880 | 0.066 | 0.038 | 0.048 | 100 | |
| 黑云母 | 0 | 18.178 | 40.915 | 12.843 | 0.203 | 19.612 | 8.083 | 0.099 | 0.066 | 0 | 100 |
| 0 | 17.971 | 40.603 | 13.587 | 0.238 | 19.277 | 8.11 | 0.055 | 0.142 | 0.017 | 100 | |
| 0 | 21.348 | 43.726 | 10.729 | 0.277 | 17.339 | 6.412 | 0.065 | 0.104 | 0 | 100 | |
| — | 16.941 | 38.918 | 10.004 | 0.246 | 25.723 | 7.617 | 0.082 | 0.020 | 0.033 | 100 | |
| — | 17.497 | 38.058 | 11.551 | 0.212 | 25.112 | 7.009 | 0.105 | 0 | 0 | 100 | |
| 注：质量分数单位为%。 | |||||||||||
综上，含矿全风化中细粒二长花岗岩中主要有锰铁铈氧化物、高岭石、伊利石等蚀变矿物。锰铁铈氧化物是稀土矿主要赋存矿物，由Si、Al、Mn、Fe、Ce元素组成，以富含MnO、FeO、Ce2O3为特征，呈不规则状、条带状分布于高岭石、伊利石等长石蚀变矿物边缘。而原生造岩矿物中，长石、黑云母中仅含微量稀土元素，高岭石、伊利石等长石蚀变矿物稀土等元素含量特征继承着长石的特征，总体呈富硅、铝，低稀土元素的特征。对比可知，对岩体风化壳稀土总量贡献最大的是锰铁铈氧化物，其次是黑云母，然后是高岭石、伊利石，最后是长石。
4.4 成矿探讨众所周知，华南风化壳型稀土矿成矿母岩稀土元素(REE)质量分数并不高，平均值仅为227×10-6，富集系数仅为0.65，其中燕山期花岗岩最高，平均值为256×10-6，富集系数也仅为0.73。而赣南离子吸附型稀土矿床花岗质成矿母岩的稀土元素质量分数相对较高，一般为(200~500)×10-6，部分岩体能达到(500~800)×10-6。但也常见低于南岭平均花岗岩稀土元素质量分数的情况，例如龙南足洞白云母钾长—碱长花岗岩稀土总量仅为261.82×10-6，也只是略高于南岭燕山期花岗岩的平均值。一般成矿母岩稀土元素质量分数越高，越有利于形成离子吸附型稀土矿床，但成矿母岩稀土元素质量分数高并非必要条件，也不一定是决定性因素。杨学明等[27]研究显示，离子吸附型稀土矿床成矿母岩中的稀土主要赋存于稀土独立矿物和含稀土副矿物中，主要(含)稀土矿物的抗风化能力对矿床的形成具有重要控制作用。
张恋等[28]据相关资料统计表明，赣南地区加里东—燕山期各时代岩体均有稀土矿化现象。以加里东期花岗岩成矿概率最高，为26.5%，但目前识别的加里东期岩体数为34个，仅占全区岩体数量和出露面积的12.9%和7.4%；而燕山期花岗岩体的成矿概率虽然只有16.7%，但其占数量和出露面积全区岩体的68.2%和56.5%。赣南离子吸附型稀土矿床(点)184处，其中产于燕山期(主要是燕山早期)岩体内的有139处，占矿床(点)总数的75.5%，产于加里东期岩体内的有30处，占矿床(点)总数的16.3%。在岩石化学方面，离子吸附型稀土矿床成矿母岩以高硅(70%~75%)、富碱(w(K2O+Na2O)＞8%)，尤其富w(K2O)，相对贫铝、钛、钙为特征。另有赵芝等[29]对南岭东段13个含矿岩体(包含轻稀土型和重稀土型)79件母岩样品的主量元素进行了分析统计，结果显示：w(SiO2)较高，介于61%~77%之间，均值为72%；w(TiO2)普遍偏低，介于0.01%~0.70%之间，均值为0.30%，w(Al2O3)较高，介于11.5%~18.6%之间，均值为13.7%，A/CNK值均大于1.1；w(CaO)介于0.2%~3.2%之间，具有低铁、低镁、低锰、高碱(w(Na2O+K2O)值7%~13%)，且钾的质量分数大于钠，K2O/Na2O>1的特征。不同岩体的稀土总量存在显著差异，总量最高的为关西岩体的碱长花岗斑岩(926×10-6)，最低的为桂坑岩体的中粗粒黑云母花岗岩(40×10-6)。
华南离子吸附型稀土矿成矿花岗岩岩石化学特征表现为高硅(一般大于70%)、富碱(w(Na2O+K2O)＞7%，多数大于8%，K2O/Na2O>1))、贫钛和钙，相对贫铝(一般小于15%)、稀土元素质量分数一般不高(多数为(200~300)×10-6)的特征；而滇西平河加里东期花岗岩岩石化学特征与华南离子吸附型稀土矿成矿花岗岩相似(表 6)，都显示高硅、富碱、富钾、贫钛、贫钙的特征，且在大团山地区全风化花岗岩中发现风化壳型重稀土矿与轻稀土矿；同时，利用电子探针首次在花岗岩风化壳中发现有含稀土矿锰铁铈氧化物的存在，其对岩体稀土总量贡献最大，其次是黑云母，然后是高岭石、伊利石，最后是长石。表明滇西加里东期花岗岩亦有寻找花岗岩风化壳型稀土矿的潜力。富含稀土元素的花岗岩体侵位后，受构造(节理、裂隙)、岩浆热液活动影响明显，促使岩体局部钾化，使稀土元素进一步富集，地壳持续隆升，气候湿热，反复地剥蚀、淋滤、堆积，在有利的地形地貌条件下保存完整的岩体风化壳，稀土元素在岩体风化壳内逐步富集形成矿床。
| 项目 | 平河复式岩体 | 南岭花岗岩 |
| w (SiO2) | 64.39%~75.02% | 大于70.00% |
| w (Na2O+K2O) | 4.97%~7.34% | 大于7.00%，多数大于8.00% |
| K2O/Na2O | 0.88~2.64 | 大于1.00 |
| w (TiO2) | 0.14%~0.63% | 0.01%~0.50% |
| w (Al2O3) | 12.50%~15.50% | 小于15.00% |
| 稀土元素质量分数 | (169.40~291.53)×10-6 | 多数为(200~300)×10-6 |
1) 平河复式岩体侵位于502~466 Ma，主体形成时间为490~475 Ma，大团山-勐堆岩体形成时间为478 ~476 Ma，表明平河复式岩体主体侵位时间为早奥陶世。
2) 平河复式岩体具有典型的造山后S型花岗岩的特点，Hf同位素显示岩浆可能来源于古老地壳的重熔，为泛非运动构造碰撞后应力松弛阶段产物，其形成可能与滇西地区原特提斯地史阶段地块挤压碰撞、裂离过程密切相关。
3) 岩体风化壳稀土氧化物总量总体不高，总体富集Y、La、Ce元素，局部轻稀土元素Nd富集，重稀土镝氧化物配分较高，达2.30%~4.62%。
4) 中细粒黑云二长花岗岩风化壳中首次发现含稀土矿锰铁铈氧化物，其对稀土总量贡献最大，其次是黑云母，然后是高岭石、伊利石，最后是长石；同时在大团山地区发现有稀土矿点。表明滇西加里东期花岗岩亦有寻找花岗岩风化壳型稀土矿的潜力。
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