福建清流嵩口稀土礦地質特征及找礦前景分析

羅碧笏

（福建省閩西地質大隊，福建 三明 365001）

嵩口稀土礦位于南武夷拗陷帶北端與寧化-南平構造巖漿巖帶交匯部位，區內中三疊世和早侏羅世的花崗巖均為稀土成礦母巖。花崗巖體在適當的表生環境、地貌條件及一定的礦化豐度下，其風化殼為離子吸附型稀土礦提供了儲礦空間，礦區及其外圍具有較好的找礦前景。

1 區域地質概況

嵩口稀土礦位于寧化-南平構造巖漿巖帶南側，區域上地層主要有早-末寒武世淺變質巖、晚泥盆世—中二疊世的石灰巖、粗-細碎屑巖、早三疊世碎屑巖、硅質巖、早-晚侏羅世的碎屑巖等（見圖1）。區內地層主要分布于北西、南東部。區域構造發育北北東—北東向、北西向、近東西向3組斷裂，構造活動強烈。區域上巖漿活動主要為中三疊世、早侏羅世，呈多期次侵入活動特點，中三疊世片麻狀似斑狀中粗粒黑云母二長花崗巖和早侏羅世二長花崗巖呈巖基產出，北東向展布，花崗巖體內出現近東西向韌性剪切帶及后期侵入的小巖脈，因受不同方向的侵位、擠壓，這將有利于花崗巖的風化，從而促進風化殼的發育，為離子吸附型稀土礦物的風化富集提供條件。

圖1 清流嵩口礦區區域地質圖

2 礦區地質特征

2.1 地層

區內地層簡單，主要有早-晚寒武世林田組上段、早石炭世林地組及第四紀全新統。其中林田組巖性主要為石英雜砂巖夾泥質粉砂巖及互層，偶見硅質巖；林地組巖性主要為石英（砂）礫巖夾粉砂巖、泥頁巖等；第四紀全新統巖性上部為砂質黏土層，下部為黏土層，砂質、礫質卵石層，成分較復雜。

2.2 構造

區內構造主要為斷裂，呈北東向、近東西向二組。北東向斷裂屬區域性構造，分布于北西角，控制區內地層分布并造成錯動，長度超過3.0 km。近東西向為韌性剪切帶，分布于中部，長度約6.2 km，規模相對較大，巖石侵位后，在區域應力場作用下又發生侵位疊加變形，剪切帶中心形成糜棱巖，向外漸變到正常片麻狀花崗巖，總體產狀傾向南南東，傾角45°左右。

2.3 侵入巖

區內侵入巖有中三疊世片麻狀似斑狀中粗粒黑云母二長花崗巖和早侏羅世二長花崗巖。片麻狀似斑狀中粗粒黑云母二長花崗巖分布于區內大部分區域，呈巖基產出[1]。巖石具似斑狀中粗-粗粒花崗結構，塊狀構造，斑晶大小一般為1~2 cm。礦物成分由鉀長、斜長石、石英及少量角閃石、黑云母組成。副礦物有磁鐵礦、鋯石、磷灰石、榍石、磷釔礦等。蝕變及次生礦物有絹云母、水云母。二長花崗巖主要分布礦區南部，呈近東西向分布，呈巖基產出。巖石具中粒花崗結構，粒徑2~3 mm，部分鉀長石斑晶大小為15 mm×7 mm，晶斑質量含量約5%~7%。礦物成分（質量分數）主要有鉀長石42%~47%、斜長石20%~23%、石英25%、黑云母5%~8%組成。副礦物有磁鐵礦、鋯石、磷灰石、榍石等。

花崗巖風化殼十分發育，分為表土層、全風化層、半風化層。其中表土層有腐殖土層和亞黏土層，一般山脊薄、山坡山凹厚，厚度0~3 m。巖性為黏土或砂質黏土，呈土黃色、褐紅色、雜色，由黏土、石英砂粒和花崗巖碎塊組成。全風化層位于殘坡積層之下，為花崗巖風化形成的砂質黏土或砂土層，與殘坡積層呈漸變關系，厚度2~10 m，局部山脊可達15 m。呈棕紅色、淡土黃色，呈松散砂土狀，原巖結構構造基本消失。半風化層位于全風化層之下，二者呈漸變過渡關系，厚度約幾米，與下部新鮮基巖中漸變過渡。該層巖石中部分長石、黑云母已風化，但原巖的結構基本保留。

另外，巖脈發育，有花崗斑巖脈、石英脈、偉晶巖脈、輝綠巖脈等，呈脈狀侵入于中三疊世和早侏羅世花崗巖中。

3 礦床特征

3.1 礦體規模、形態、產狀

礦區圈定稀土礦體46個[2]，大小不等，延展面積在0.03~1.62 km2之間，大型礦體2個，中型礦體13個，小型礦體31個。各礦體平均厚度在0.53~10.18 m之間，礦床平均厚度6.11 m。

礦體的生成、分布受巖石風化層的制約，在平面上呈不連續的各種不規則狀的面型分布，其長軸方向與山體走向基本一致，顯示出風化殼礦床的形態特征。山脊礦體厚度大，山坡礦體變薄，礦體形態呈不規則狀、港灣狀、長條狀、透鏡狀、橢圓狀等。在剖面上呈似層狀（見圖2）。

圖2 嵩口礦區稀土礦1000線地質剖面圖

礦體傾角大致與地形坡角相同，沿山脊礦體傾斜較緩，一般5°~15°；沿山坡礦體傾斜變陡，多數10°~25°，礦體平均傾角15°左右。

3.2 礦石特征

3.2.1 礦物成分

主要是風化殘留的石英及少量長石和黏土礦物，其中黏土礦物占40%~60%，主要是高嶺石、埃洛石和水云母等。

3.2.2 礦石主要化學成分

礦石主要化學成分：w（SiO2）=62.67%、w（TiO2）=1.28%、w（Ai2O3）=14.36%、w（Fe2O3）=1.49%、w（FeO）=5.60%、w（MnO）=0.087%、w（MgO）=1.92%、w（CaO）=3.88%、w（K2O）=4.27%、w（Na2O）=3.17%、w（P2O5）=0.44%、灼失量0.31%。

3.2.3 礦石的稀土元素含量及賦存狀態

礦石的稀土元素含量及賦存狀態：礦石中的有益組分為稀土元素，REO品位一般為0.05%~0.20%，單工程平均品位（REO）最高為0.190%，最低0.050%；單礦體氧化稀土總量REO品位一般在0.080%~0.190%之間，礦床平均品位0.110%。礦石中離子相稀土占有率與品位高低相關，總體趨勢隨著礦石的REO增高而增加（見圖3）。選取礦區分析組合樣125件，分別統計了REO品位在0.05%以下、0.05%~0.08%、0.08%~0.12%、0.120%~0.160%及≥0.160%的情況。

由圖3可知，REO在水平方向上分布較均勻、且變化不大。REO在垂直方向上的變化表現在：礦化主要富集于全風化層的中部、上部，少數分富集于下部。總體礦化形式是上貧-中富-下貧。地表及上部REO品位多數為0.05%~0.08%之間；往下3~15 m之間REO品位出現最高值，達到0.1%~0.2%；15 m以后，絕大部分REO品位漸變為0.05%~0.08%或更低。品位曲線呈正態分布曲線如圖4所示。

圖4 10-1號礦體品位變化曲線圖

稀土富集特征：稀土富集區段主要分布在花崗巖風化層內；全風化層的中上部稀土品位相對較高，形成礦體上、下貧，中間富的分層富集的特點[3]；稀土富集的有利部位為山脊及山脊兩側山腰部位。

4 礦床成因及找礦標志

4.1 礦床成因

區內稀土礦屬風化殼離子吸附型礦床，由花崗巖內原生的稀土礦物和含稀土元素礦物經風化淋濾，稀土以水合離子狀態進入弱酸的裂隙水中。造巖礦物長石、黑云母等因風化作用而變成高嶺石、埃洛石、水云母等黏土礦物，對水合滲透的稀土離子吸附或置換[7]，黏土礦物為稀土陽離子的主要載體之一。隨著風化剝蝕向深部發展演化過程中，稀土元素逐漸在風化殼中淋濾富集，形成風化殼離子吸附型稀土礦床[4]。

4.2 找礦標志

風化殼離子吸附型稀土礦的形成主要受礦化母巖、風化殼發育程度和保存狀態的制約。

4.2.1 成礦母巖的找礦標志

區內稀土礦成礦母巖為三疊紀似斑狀中粗粒黑云母二長花崗巖和早侏羅世二長花崗巖，巖石中含稀土元素豐度較高，且巖石中含有各種稀土礦物，其風化殼能富集成礦，這是主要找礦標志。

4.2.2 構造標志

礦區位于明溪—武平拗陷帶北端南東側，區內北東向斷裂、東西向韌性剪切帶及后期侵入的小巖脈，多期次構造活動對巖體的破壞有利于花崗巖的風化，從而促進風化殼的發育，為稀土礦物的風化富集提供條件。

4.2.3 表生作用及地形地貌標志

表生作用因素主要包括潮濕的亞熱帶氣候、充沛的雨量、植被茂盛、季節性氣候交替明顯，排水條件良好，利于形成風化殼[5]。地殼升降的相對穩定、低山丘陵平緩的地貌，是風化殼離子型稀土礦富集的地貌標志。

5 找礦前景分析

1）在1986年福建省區域地質調查隊提交的《福建省離子吸附型稀土礦資源遠景調查研究報告》[6]中，已把該區列入福建省重要的離子吸附型稀土礦成礦遠景區，區內呈北東向展布的大面積中三疊世侵入巖和早侏羅世侵入巖，為下步找礦提供了空間。

2）1996年福建省區域地質調查隊在嵩口坪幅開展1∶5萬區域地質調查[7]，對區內中三疊世和早侏羅世侵入巖做氧化稀土元素測試，其中REO品位（質量分數）分別為398.93×10-6和467.36×10-6，證實了區內侵入巖中賦存稀土礦物。

3）礦區在2012年預查時，估算稀土礦遠景資源量7 905.97萬t，其中REO有87 629.24 t，達到中型。前期地質工作經驗表明，一般風化較徹底的低矮、平緩的山包，其面型分布的風化殼是尋找風化殼離子吸附型稀土礦的有利部位。從剖面上分析，風化殼中（全風化層）的上—中部是稀土礦主要富集段。