鐘 波

(福建省第八地質(zhì)大隊(duì)，龍巖，364000)

福建地處濱太平洋大陸邊緣活動(dòng)帶，火山及巖漿侵入活動(dòng)強(qiáng)烈。酸性花崗巖分布面積較大。燕山期、華力西—印支期和加里東期均廣泛發(fā)育含稀土花崗巖[1]。永福礦區(qū)處于福建西南部，屬溫暖濕潤的亞熱帶氣候，雨量充沛，加上地形(地貌)條件等因素影響，使酸性、中酸性花崗巖遭受強(qiáng)烈化學(xué)和生物風(fēng)化，形成大面積的風(fēng)化殼，為離子吸附型稀土礦富集提供了有利條件[2]。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

該區(qū)位于閩西南坳陷帶西南部廣坪—龍巖復(fù)向斜東翼，政和—大埔大斷裂西側(cè)。區(qū)域上自下古生界寒武系至侏羅系、第四系均有分布。區(qū)內(nèi)北東向斷裂構(gòu)造較發(fā)育，對(duì)地層及巖漿具有一定的控制作用。區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，以燕山早期中粗-中細(xì)粒黑云母花崗巖分布最為廣泛，其次為燕山晚期細(xì)粒鉀長(zhǎng)花崗巖?；◢弾r風(fēng)化殼發(fā)育，是尋找離子吸附型稀土礦的有利部位。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)內(nèi)大面積出露燕山早期侵入花崗巖(永福巖體)，巖性為中粗-中細(xì)粒黑云母花崗巖。長(zhǎng)石、石英粒徑2～8 mm，少量鉀長(zhǎng)石呈巨斑晶，粒徑大于10 mm。巖體遭受較強(qiáng)的風(fēng)化剝蝕作用，形成低山地貌。風(fēng)化殼厚有利于形成離子吸附型稀土礦，為區(qū)內(nèi)稀土礦的主要含礦層(圖1)。

圖1 永福礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.1 Generalized geologic map of the Yongfu rare earth mineralization in Zhangpin city 1—第四系；2—晚侏羅世下渡組；3—晚侏羅世園盤組；4—晚寒武世東坑口組；5—早中寒武世林田組；6—燕山晚期肉紅色鉀長(zhǎng)花崗巖；7—燕山早期中粗粒-中細(xì)粒黑云母花崗巖；8—巖脈(ξ正長(zhǎng)巖、γ花崗巖脈、γπ花崗斑巖脈/礦體)；9—地質(zhì)界線及不整合接觸界線；10—巖體風(fēng)化界線；11—斷層；12—礦體編號(hào)；13—工作區(qū)范圍

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造不發(fā)育，僅在礦區(qū)東南部邊緣見一條北東向斷層。 節(jié)理、裂隙較發(fā)育，有利于巖石的風(fēng)化作用，促進(jìn)粘土礦物的形成，有利于呈離子狀態(tài)的稀土元素的吸附富集。

燕山早期侵入黑云母花崗巖(永福巖體)巖石化學(xué)特征表現(xiàn)為高Si、低K、Na。巖石化學(xué)成分SiO275.53%、Al2O312.61%、K2O 4.87%、Na2O 3.06%。巖石微量元素以富Ba、Cu、Pm、Y為特點(diǎn)。

該巖體中稀土元素總含量(∑REE)為281.14×10-6～314.23×10-6*福建省第八地質(zhì)大隊(duì)，福建省漳平市永福礦區(qū)地質(zhì)調(diào)查工作小結(jié)，2011。?！苭(Ce)/∑w(Y)比值為1.42～7.55，平均2.59，輕重稀土分異程度稍高。δEu值0.26～0.63，平均0.42，顯示了巖石為深部重熔作用形成且分異度較低，同時(shí)δEu值與Eu/Sm比值說明了Eu具負(fù)異常。Sm/Nd比值較小(<0.3)，表明巖石為殼源花崗巖，屬輕稀土富集型。礦區(qū)局部發(fā)育有硅化、絹云母化及綠泥石化等蝕變，硅化對(duì)巖體風(fēng)化不利，絹云母化及綠泥石化有助于巖體風(fēng)化。

3 礦床地質(zhì)特征

礦區(qū)內(nèi)離子吸附型稀土礦礦體呈似層狀分布，品位變化均勻，厚度變化較穩(wěn)定，礦體受地形因素制約，分布在山脊、山坡上，礦體傾角緩(約10°)。

3.1 主要礦體特征

R7礦體：呈長(zhǎng)條狀產(chǎn)出，走向近北東，長(zhǎng)度約850 m，厚度4.00～7.00 m，平均厚度5.40 m，厚度變化系數(shù)為25.11%。品位0.085%～0.118%，平均品位0.098%，品位變化系數(shù)為15.67%。為厚度穩(wěn)定、品位均勻的礦體。

R8礦體：呈長(zhǎng)條狀產(chǎn)出，走向近南東，長(zhǎng)度約630 m，厚度7.50～11.80 m，平均厚度9.17 m，厚度變化系數(shù)為25.17%。品位0.092%～0.118%，平均品位0.110%，品位變化系數(shù)為13.31%。為厚度穩(wěn)定、品位均勻的礦體。

R19礦體：呈長(zhǎng)條狀產(chǎn)出，走向近北東，長(zhǎng)度約660 m，厚度8.50～9.40 m，平均厚度8.95 m，厚度變化系數(shù)為7.11%。品位0.096%～0.107%，平均品位0.100%，品位變化系數(shù)為7.66%。為厚度穩(wěn)定、品位均勻的礦體。

R20礦體：呈長(zhǎng)條狀產(chǎn)出，走向近南北，長(zhǎng)度約2 000 m，厚度2.00～14.00 m，平均厚度5.56 m，厚度變化系數(shù)為73.73%。品位0.082%～0.120 %，平均品位0.100%，品位變化系數(shù)為13.45%。為厚度較穩(wěn)定、品位均勻的礦體。

R21礦體：呈蹄形狀產(chǎn)出，厚2.50～12.00 m，平均厚度7.00 m，厚度變化系數(shù)為56.24%。品位0.080%～0.123%，平均品位0.103%，品位變化系數(shù)為17.57%。為厚度較穩(wěn)定、品位均勻的礦體。

R27礦體：呈橢圓狀產(chǎn)出，長(zhǎng)約530 m，寬約400 m，厚6.00～11.00 m，平均厚度8.33 m，厚度變化系數(shù)為30.20%。品位0.080%～0.089%，平均品位0.085%，品位變化系數(shù)為5.33%。為厚度穩(wěn)定、品位均勻的礦體。

R36礦體：呈長(zhǎng)條狀產(chǎn)出，走向南東，長(zhǎng)約1 800 m，厚4.00～10.40 m，平均厚度7.38 m，厚度變化系數(shù)為33.98%。品位0.081%～0.126%，平均品位0.095%，品位變化系數(shù)為15.37%。為厚度穩(wěn)定、品位均勻的礦體。

R37礦體：呈長(zhǎng)條狀產(chǎn)出，走向南東，長(zhǎng)約1 000 m，厚2.00～10.00 m，平均厚度5.70 m，厚度變化系數(shù)為51.00%。品位0.089%～0.135%，平均品位0.104%，品位變化系數(shù)為18.45%。為厚度較穩(wěn)定、品位均勻的礦體。

R38礦體：呈蹄形狀產(chǎn)出，厚2.50～9.80 m，平均厚度6.08 m，厚度變化系數(shù)為45.49%。品位0.080%～0.117%，平均品位0.097%，品位變化系數(shù)為14.67%。為厚度穩(wěn)定、品位均勻的礦體。

R39礦體：呈蹄形狀產(chǎn)出，厚度4.00～15.20 m，平均厚度7.73 m，厚度變化系數(shù)為83.62%。品位0.083%～0.134%，平均品位0.102%，品位變化系數(shù)為27.33%。為厚度較穩(wěn)定、品位均勻的礦體。

R43礦體：呈長(zhǎng)條狀產(chǎn)出，走向北東，長(zhǎng)度約775 m，厚度5.00～12.00 m，平均厚度9.40 m，厚度變化系數(shù)為40.76%。品位0.089%～0.124%，平均品位0.102%，品位變化系數(shù)為18.78%。為厚度穩(wěn)定、品位均勻的礦體。

3.2 礦石質(zhì)量及類型

巖石遭受強(qiáng)烈的風(fēng)化和剝蝕，其風(fēng)化物又多呈土狀。礦石礦物主要為粘土類礦物，粘土類礦物占60%～70%，稀土元素呈離子狀態(tài)貯存于粘土礦物中。 礦石中有益組分為稀土元素，稀土氧化物品位一般0.054%～0.120%，最高0.29%，平均0.099%。其模式曲線總體呈左陡右緩的右傾曲線，為輕稀土富集型。

根據(jù)全區(qū)11個(gè)主要礦體稀土氧化物統(tǒng)計(jì)，單工程稀土氧化物總量(REO)一般品位為0.086%～0.117%，平均為0.099%。主要礦體品位變化系數(shù)一般在5.33%～27.33%，屬品位均勻類型。

礦石離子相率一般60%～80%，屬離子吸附型稀土礦。礦區(qū)稀土礦主要貯存于中粗粒黑云母花崗巖風(fēng)化殼的砂土層中，屬松散砂土狀礦石類型。礦石工業(yè)類型為風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦。

3.3 礦石稀土元素的配分及配分類型

礦區(qū)23個(gè)稀土分量樣品統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，稀土元素配分特點(diǎn)為∑w(Ce)/∑w(Y)比值1.42～7.55，平均2.59，說明輕重稀土分異程度稍高。δEu值0.26～0.63，平均0.42，顯示巖石為深部重熔作用形成且分異度較低，同時(shí)δEu值與Eu/Sm比值說明了Eu具負(fù)異常。[w(La)/w(Sm)]N、[w(La)/w(Yb)]N及 [w(Ce)/w(Yb)]N比值較大，反映輕稀土富集。Sm/Nd比值較小(<0.3)，表明巖石為殼源花崗巖，屬輕稀土富集型。根據(jù)Y2O3/∑REE比值為7.62%～27.28%，平均值18.20%；Eu2O3/∑REO比值為0.30%～0.72%，平均值0.48%，礦床屬中低釔-中低銪型輕稀土礦。

3.4 礦石稀土元素的貯存狀態(tài)

稀土元素是一組特殊的微量元素，具有獨(dú)特的地球化學(xué)性質(zhì)，礦區(qū)內(nèi)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，次為類質(zhì)同像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(duì)富集。吸附稀土金屬陽離子最多的是多水高嶺石、埃洛石，其次是高嶺石。風(fēng)化殼中粘土礦物含量的多少，主要由含礦原巖中長(zhǎng)石的含量和風(fēng)化程度的高低決定。

3.5 礦床成因

(1)內(nèi)生成礦條件。燕山期形成的永?；◢弾r含礦巖體，巖石中稀土元素豐度普遍接近或高于南嶺地區(qū)REE的平均值(229×10-6)，為離子吸附型稀土礦的富集形成提供了豐富的物質(zhì)來源。

(2)表生成礦條件。母巖稀土含量是成礦的內(nèi)生物質(zhì)基礎(chǔ)；稀土元素載體的易解離程度是成礦的必要條件；中溫中濕的亞熱帶氣候是成礦的關(guān)鍵條件；地表水滲淋形成的pH值梯度控制著稀土分餾富集和礦體定位的決定因素；新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的地殼上升速率和剝蝕率大體持平衡狀態(tài)，是風(fēng)化殼發(fā)育和礦體保存的根本條件。

(3)貯存狀態(tài)。稀土元素在花崗巖中以單礦物相、類質(zhì)同像或者是微固體分散相貯存在各種副礦物和造巖礦物中，為離子吸附型稀土礦的富集形成提供有利的成礦條件。

4 風(fēng)化殼特征

區(qū)內(nèi)花崗巖風(fēng)化殼主要由長(zhǎng)石、石英、云母及粘土礦物等成分組成，粘土礦物有高嶺土、埃洛石、水云母等。全風(fēng)化層至半風(fēng)化層長(zhǎng)石、云母含量均有不同程度的增加，而粘土礦物則大為減少，石英和副礦物的含量變化不大。SiO2、TiO2的含量變化不大，F(xiàn)e2O3和Al2O3含量相對(duì)增高，K2O+Na2O含量大為增高，鉀鈉比比值也相對(duì)增大。

5 礦化富集規(guī)律

稀土礦化在總體上是均勻的，礦化基本沿山脊分布，通過對(duì)永福礦區(qū)鉆孔垂直剖面的分析，發(fā)現(xiàn)礦床稀土礦化富集具有一定的規(guī)律性(圖2)。

圖2 永福礦區(qū)部分鉆孔垂直剖面稀土礦化富集特征圖Fig.2 Yongfu Mining part of the project drilling vertical section diagram of rare earth mineralization characteristics

(1)同一層位中礦化較穩(wěn)定，品位變化不大。風(fēng)化殼中稀土礦含量明顯高于殘坡積層和半風(fēng)化殼，礦化在同一層位中是相對(duì)穩(wěn)定的。

(2)垂直方向上具明顯的分層性。殘坡積層一般品位較低，小于0.02%。全風(fēng)化層稀土礦化最強(qiáng)，品位最富，品位一般0.05%～0.12%，最高達(dá)0.29%。進(jìn)入半風(fēng)化殼層礦化減弱，品位降低。稀土礦化富集曲線呈現(xiàn)上下小，中間大的“凸”字型。

(3)稀土總量變化與風(fēng)化程度有關(guān)。礦區(qū)稀土總量的變化與風(fēng)化程度關(guān)系密切，從全風(fēng)化層至半風(fēng)化層，稀土總量逐漸變低，其中離子吸附相的稀土總量大幅降低，而類質(zhì)同像或固體混入相(即在長(zhǎng)石、云母、石英中的稀土含量)則大幅增加，礦物相的稀土含量相對(duì)增高。礦區(qū)風(fēng)化殼厚度一般10.00～24.00 m，平均厚度16.55 m。從礦區(qū)各鉆孔稀土含量分布(表1、表2)可見，風(fēng)化程度越高，風(fēng)化殼厚度就越大，礦化就越好，含礦概率就越大。主要原因是風(fēng)化愈深，礦物粒度就愈細(xì)，吸附作用就愈強(qiáng)，細(xì)粒級(jí)礦物中以粘土吸附稀土能力最強(qiáng)*江西省有色地勘二隊(duì)，江西省稀有稀土礦床地質(zhì)特征及找礦方向，1978。。

表1永福礦區(qū)鉆孔礦化隨孔深變化情況

Table1TheZhangpingYongfuminingareaprojectdrillsthemineralizationalongwiththedepthofholechangetable

孔深(m)工程鉆情況 <1010～20>20總計(jì)工程鉆數(shù)量(個(gè))110153205468達(dá)表內(nèi)礦數(shù)量(個(gè))73965111工程鉆含礦率(%)6.425.531.723.7

表2永福礦區(qū)鉆孔礦體單工程厚度隨孔深變化情況

Table2TheZhangpingYongfuminingareaprojectdrillsthesingleprojectthicknessalongwiththedepthofholechangetable

孔深(m)單工程厚度(m) <1010～20>20總計(jì)<552027525～102173049>1002810

6 結(jié)論

礦體分布于燕山早期侵入巖中，其成礦地質(zhì)條件和成礦作用是地幔和地殼物質(zhì)在內(nèi)、外營力作用的產(chǎn)物。內(nèi)生稀土成礦條件主要來自于花崗巖漿的分異、運(yùn)移、自變質(zhì)等綜合作用下形成含稀土元素花崗巖(含礦花崗巖)，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花崗巖在表生(外營力)作用下，因風(fēng)化使含稀土的礦物解體、運(yùn)移和次生富集。

(1)稀土礦在垂向上具有分層富集規(guī)律，呈上下小，中間大的“凸”字型。

(2)稀土礦富集程度與風(fēng)殼厚度呈正相關(guān)，即風(fēng)化殼越厚，富集層礦物粒度就愈細(xì)，吸附作用就愈強(qiáng)，礦化就越好。

(3)離子吸附型稀土礦形成受表生成礦條件和外生成礦條件的控制，二者缺一不可。建議在北緯24°～26°，高程小于950 m、高差20～250 m的低山丘陵地帶，母巖稀土含量較高的酸性、中酸性花崗巖中尋找。

該文是在福建省漳平市永福礦區(qū)稀土礦地質(zhì)調(diào)查工作小結(jié)的基礎(chǔ)上總結(jié)而成，系集體勞動(dòng)成果。承蒙吳建章高級(jí)工程師審閱并提出寶貴的修改意見，在此表示感謝！

1 池汝安. 福建離子吸附型稀土礦地質(zhì)特征及其找礦標(biāo)志．稀土，1988，(4).

2 張組海. 華南風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦床．地質(zhì)找礦論叢，1990，5(1).