福建省古田縣鳳都—吉巷地區(qū)礦床地質(zhì)特征及成因分析

農(nóng)建云

（福建省第四地質(zhì)大隊(duì)，福建 寧德 352100）

1 區(qū)域地質(zhì)概況

區(qū)內(nèi)位于閩東火山斷拗帶北東側(cè)，壽寧—華安斷隆帶之古田—溪尾碎斑熔巖帶上。區(qū)域上出露地層主要為晚侏羅—早白堊世南園組火山碎屑巖，侵入巖主要為燕山期花崗巖；潛火山巖主要為晚侏羅世碎斑熔巖、花崗斑巖；潛火山巖和火山碎屑巖地表風(fēng)化強(qiáng)烈，是尋找風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦的有利區(qū)域。

2 調(diào)查區(qū)地質(zhì)特征

調(diào)查區(qū)由鳳都溪頭、吉巷蘭溪和吉巷永安等三個(gè)區(qū)塊組成，區(qū)內(nèi)出露的地層較為簡單，主要有晚侏羅-早白堊世南園組第三段（J3-K1n3）和第四系（Q）。

區(qū)內(nèi)的火山構(gòu)造屬壽寧-梅林北東向火山噴發(fā)帶（Ⅲ級）之古田火山群（Ⅳ級）、大橋火山群（Ⅳ級），區(qū)內(nèi)出露的次火山巖主要有晚侏羅世次花崗斑巖（γπJ）及碎斑熔巖（mlv），次花崗斑巖主要出露于吉巷蘭溪和吉巷永安兩個(gè)調(diào)查區(qū)中，碎斑熔巖主要出露于鳳都溪頭調(diào)查區(qū)的南東側(cè)。區(qū)內(nèi)的侵入巖主要有加里東期正長花崗巖（εγS）、燕山中期二長花崗巖（ηγJ3）和正長花崗巖（ξγJ3）、燕山晚期正長花崗巖（ξγK1）等巖體[1]。

在北東向的碎斑熔巖帶上已發(fā)現(xiàn)多個(gè)風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦點(diǎn)，由北東到南西依次有：屏南棠口貴溪稀土礦點(diǎn)、屏南溪角洋稀土礦點(diǎn)、屏南長橋稀土礦點(diǎn)、古田鳳都稀土礦點(diǎn)和古田大橋稀土礦點(diǎn)；另外還有西朝鉬礦及白土崗高嶺土礦等金屬和非金屬礦產(chǎn)。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

區(qū)內(nèi)離子吸附型稀土礦賦存于晚侏羅世中酸性粒狀碎斑熔巖（mlv）、次花崗斑巖（γπJ）以及晚侏羅—早白堊世流紋質(zhì)晶屑凝灰（熔）巖（J3-K1n3）等全風(fēng)化砂土層中。礦體主要沿山包、山坡分布，平面多呈不規(guī)則狀，剖面呈似層狀。礦體受地形控制明顯，其形態(tài)、產(chǎn)狀隨地形起伏而變化，走向上一般為礦體所處主要山脊走向控制，傾向向山坡兩側(cè)低緩傾斜。

區(qū)內(nèi)稀土礦體主要賦存于全風(fēng)化的碎斑熔巖、次花崗斑巖、流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r中。礦體平面上多呈不規(guī)則狀，剖面上呈似層狀，其形態(tài)、產(chǎn)狀隨地形起伏而變化。工業(yè)礦體水平投影面積28531m2～523841m2，厚度一般2.00m～10m，最厚15.0m，平均品位0.082%～0.137%，全區(qū)工業(yè)礦體平均品位0.102%；低品位礦體水平投影面積9490～355741m2，厚度一般1.30m～4m，最厚6.0m，平均品位0.050%～0.070%，全區(qū)低品位礦體平均品位0.058%。礦體埋深0～19.80m，賦礦標(biāo)高420m～840m。

3.2 礦石質(zhì)量

稀土礦石中的礦石礦物主要為粘土類礦物，一般為高嶺土、埃洛石、蒙脫石、伊利石、水云母等。其中粘土類物占60%～70%，風(fēng)化殘留礦物為石英（20%～30%）及長石（5%～30%）等。稀土元素主要呈離子狀態(tài)賦存于粘土礦物中，少數(shù)賦存于獨(dú)居石、磷釔石、鋯石、榍石等花崗巖副礦物中，以礦物相形式存在。

在調(diào)查區(qū)內(nèi)三種主要賦礦巖石中取得的4 件硅酸鹽樣，經(jīng)化學(xué)全分析得到不同巖性礦石化學(xué)成分略有不同，總體上礦石主要化學(xué)組分為SiO2、Al2O3，次為K2O、Fe2O3，F(xiàn)eO、CaO、MgO、TiO2、P2O5、MnO 等少量。

3.3 礦石稀土元素的配分類型

本次對三個(gè)調(diào)查區(qū)礦體采集組合樣品進(jìn)行配分測試，共計(jì)15 件，根據(jù)分析結(jié)果，礦石中輕稀土氧化物（ΣCe）總量為71.98%～87.19%，平均78.88%；重稀土氧化物（ΣY）總量為12.81%～28.02%，平均21.12%；Y2O36.26%～16.54%，平均11.77%；Eu2O30.47%～1.05%，平均0.76%。調(diào)查區(qū)稀土配分類型為輕稀土低釔中銪型。

3.4 稀土元素賦存狀態(tài)

本調(diào)查區(qū)礦石稀土元素主要以陽離子形式吸附于多水式粘土類礦物表面富集而成，因此稀土元素賦存狀態(tài)屬于離子吸附相，次為類質(zhì)同象和微固體混入相及礦物相。

風(fēng)化殼中稀土元素含量的高低與組成風(fēng)化殼的粘土礦物種類和含量有關(guān)。一般說來，粘土礦物含量越多、顆粒越細(xì)吸附陽離子的能力就越強(qiáng)，稀土元素便相對富集。吸附稀土陽離子最多的是多水高嶺石、埃洛石，其次是高嶺石。根據(jù)與本區(qū)成礦相類似的稀土礦區(qū)作過的稀土元素賦存狀態(tài)分析研究，由全風(fēng)化層至半風(fēng)化層，離子吸附相、礦物相稀土遞減，類質(zhì)同象或微固體混入相稀土含量增加。

4 風(fēng)化殼分布特征

區(qū)內(nèi)礦體主要賦存于晚侏羅世碎斑熔巖、次花崗斑巖巖體和流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r等火山碎屑巖的風(fēng)化殼砂土層中，尤其是全風(fēng)化砂土層。

礦體分布均受到巖石風(fēng)化程度強(qiáng)弱及地形地貌的制約，在低矮緩山包或山脊、山坡部位風(fēng)化殼厚度大，稀土含量較高，往往構(gòu)成工業(yè)礦體；在邊山坡或溝谷風(fēng)化殼厚度小，多為低品位礦體或非礦體。另外，巖石風(fēng)化殼發(fā)育程度的不同，稀土元素富集有較大差異，一般來說，巖石的表生作用越強(qiáng)，其風(fēng)化作用就越強(qiáng)，使得巖石中造巖礦物鉀長石、斜長石等逐漸次生為粘土類礦物，而粘土礦物是稀土元素主要吸附體或載體。因此，巖石風(fēng)化越徹底，粘土礦物含量越多、顆粒越細(xì)吸附稀土元素陽離子的能力就越強(qiáng)，稀土含量便相對較高。

5 富集規(guī)律

稀土礦富集具有一定的規(guī)律性，礦區(qū)稀土總量的變化與風(fēng)化程度關(guān)系密切。區(qū)內(nèi)的風(fēng)化殼發(fā)育特征，從上至下大體可分為四層：腐殖質(zhì)（耕植土）-殘坡積粘土-全風(fēng)化巖石-半風(fēng)化巖石，其中稀土礦賦存于殘坡積粘土、全風(fēng)化巖石、半風(fēng)化巖石中。殘坡積粘土層中稀土礦礦化較弱，品位一般低于0.06%；全風(fēng)化砂土層含礦性好，是工業(yè)礦體的主要賦存部位。砂土層稀土氧化物含量0.015%～0.227%，一般具上部含量低、中部強(qiáng)、下部低的特點(diǎn)；半風(fēng)化層與全風(fēng)化層無明顯界線，呈漸變過渡關(guān)系，稀土礦化較差。

稀土礦在同一層中礦化比較穩(wěn)定，在不同層中具有明顯差異性，主要表現(xiàn)在垂向上，殘坡積粘土層中品味較低，進(jìn)入全風(fēng)化層后礦化最強(qiáng)，礦石品味最富，最高可達(dá)0.227%。進(jìn)入半風(fēng)化層中稀土礦化度再次減弱。總體在垂向上由上往下，稀土礦化度表現(xiàn)為由低到高再降低的“凸”字形富集曲線。

6 資源量估算

經(jīng)估算，在調(diào)查區(qū)內(nèi)累計(jì)求得稀土礦石推斷資源量+潛在礦產(chǎn)資源1612.41 萬噸，稀土氧化物（REO)量16069.45噸，浸出氧化物（SREO）量10581.33 噸，全區(qū)稀土氧化物（RE0）平均品位0.096%。全區(qū)輕稀土氧化物（ΣCe）量12554.76 噸，重稀土氧化物（ΣY）量3514.69 噸。調(diào)查區(qū)內(nèi)的稀土礦礦石資源量達(dá)到了中型規(guī)模。

其中，工業(yè)礦體礦石推斷資源量+潛在礦產(chǎn)資源1442.60 萬噸，稀土氧化物（REO)量15082.49 噸，浸出氧化物（SREO）量9921.37 噸；低品位礦體礦石潛在礦產(chǎn)資源169.81 萬噸，稀土氧化物（REO)量986.96 噸，浸出氧化物（SREO）量660.46 噸。

7 礦床成因及找礦標(biāo)志

7.1 礦床成因類型

本區(qū)礦床成因類型為火山巖風(fēng)化殼型礦床，工業(yè)類型為風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦床，其成礦條件與火山巖的稀土元素豐度、巖石的風(fēng)化程度及巖體的副礦物含量有關(guān)[2]。區(qū)內(nèi)稀土礦體主要賦存于中酸性粒狀碎斑熔巖（mlv）、流紋質(zhì)晶屑凝灰（熔）巖（J3-K1n3）、次花崗斑巖（γπJ）等全風(fēng)化砂土層中。

內(nèi)生稀土成礦條件主要來自于火山巖巖漿的分異、運(yùn)移、自變質(zhì)等綜合作用下形成含稀土元素火山巖，為離子吸附型稀土礦成礦提供物質(zhì)基礎(chǔ)。外生稀土成礦條件是含稀土元素火山巖在表生(外應(yīng)力)作用下風(fēng)化，使含稀土的礦物解體、運(yùn)移和次生富集。

7.2 找礦標(biāo)志

（1）巖性標(biāo)志。稀土礦成礦母巖主要為酸性的火山巖、次火山巖等巖類，尤其是侏羅世時(shí)期的（次）火山巖含較高的稀土元素，因此應(yīng)尋找風(fēng)化強(qiáng)烈的火山巖和次火山巖巖體作為找礦方向。

（2）地貌標(biāo)志。礦體分布均受到巖石風(fēng)化程度及地形地貌的制約。礦體一般產(chǎn)于山包、山脊之地勢較緩，高差不大處，稀土含量較高，往往構(gòu)成工業(yè)稀土礦體。

8 結(jié)論

本區(qū)礦床成因類型為火山巖風(fēng)化殼型礦床，工業(yè)類型為風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦床。其成礦條件與火山巖的稀土元素豐度、巖石的風(fēng)化程度及巖體的副礦物含量有關(guān)。

（1）區(qū)內(nèi)稀土礦體主要賦存于全風(fēng)化的碎斑熔巖、次花崗斑巖、流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r中。

（2）礦體平面上多呈不規(guī)則狀，剖面上呈似層狀，一般產(chǎn)于山包、山脊之地勢較緩，高差不大處，風(fēng)化強(qiáng)烈的火山巖和次火山巖巖體作為找礦方向。

（3）稀土礦富集具有一定的規(guī)律性，其礦化程度與風(fēng)化程度關(guān)系密切。稀土礦賦存于殘坡積粘土、全風(fēng)化巖石、半風(fēng)化巖石中，其中在全風(fēng)化殼中富集程度最高。在垂向上，稀土礦化度曲線表現(xiàn)為由低到高再降低的“凸”字型。

（4）經(jīng)估算，三個(gè)調(diào)查區(qū)內(nèi)的稀土礦礦石資源量達(dá)到了中型規(guī)模。