福建省古田县凤都—吉巷地区矿床地质特征及成因分析

农建云

（福建省第四地质大队，福建 宁德 352100）

1 区域地质概况

区内位于闽东火山断拗带北东侧，寿宁—华安断隆带之古田—溪尾碎斑熔岩带上。区域上出露地层主要为晚侏罗—早白垩世南园组火山碎屑岩，侵入岩主要为燕山期花岗岩；潜火山岩主要为晚侏罗世碎斑熔岩、花岗斑岩；潜火山岩和火山碎屑岩地表风化强烈，是寻找风化壳离子吸附型稀土矿的有利区域。

2 调查区地质特征

调查区由凤都溪头、吉巷兰溪和吉巷永安等三个区块组成，区内出露的地层较为简单，主要有晚侏罗-早白垩世南园组第三段（J3-K1n3）和第四系（Q）。

区内的火山构造属寿宁-梅林北东向火山喷发带（Ⅲ级）之古田火山群（Ⅳ级）、大桥火山群（Ⅳ级），区内出露的次火山岩主要有晚侏罗世次花岗斑岩（γπJ）及碎斑熔岩（mlv），次花岗斑岩主要出露于吉巷兰溪和吉巷永安两个调查区中，碎斑熔岩主要出露于凤都溪头调查区的南东侧。区内的侵入岩主要有加里东期正长花岗岩（εγS）、燕山中期二长花岗岩（ηγJ3）和正长花岗岩（ξγJ3）、燕山晚期正长花岗岩（ξγK1）等岩体[1]。

在北东向的碎斑熔岩带上已发现多个风化壳离子吸附型稀土矿点，由北东到南西依次有：屏南棠口贵溪稀土矿点、屏南溪角洋稀土矿点、屏南长桥稀土矿点、古田凤都稀土矿点和古田大桥稀土矿点；另外还有西朝钼矿及白土岗高岭土矿等金属和非金属矿产。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

区内离子吸附型稀土矿赋存于晚侏罗世中酸性粒状碎斑熔岩（mlv）、次花岗斑岩（γπJ）以及晚侏罗—早白垩世流纹质晶屑凝灰（熔）岩（J3-K1n3）等全风化砂土层中。矿体主要沿山包、山坡分布，平面多呈不规则状，剖面呈似层状。矿体受地形控制明显，其形态、产状随地形起伏而变化，走向上一般为矿体所处主要山脊走向控制，倾向向山坡两侧低缓倾斜。

区内稀土矿体主要赋存于全风化的碎斑熔岩、次花岗斑岩、流纹质晶屑凝灰岩中。矿体平面上多呈不规则状，剖面上呈似层状，其形态、产状随地形起伏而变化。工业矿体水平投影面积28531m2～523841m2，厚度一般2.00m～10m，最厚15.0m，平均品位0.082%～0.137%，全区工业矿体平均品位0.102%；低品位矿体水平投影面积9490～355741m2，厚度一般1.30m～4m，最厚6.0m，平均品位0.050%～0.070%，全区低品位矿体平均品位0.058%。矿体埋深0～19.80m，赋矿标高420m～840m。

3.2 矿石质量

稀土矿石中的矿石矿物主要为粘土类矿物，一般为高岭土、埃洛石、蒙脱石、伊利石、水云母等。其中粘土类物占60%～70%，风化残留矿物为石英（20%～30%）及长石（5%～30%）等。稀土元素主要呈离子状态赋存于粘土矿物中，少数赋存于独居石、磷钇石、锆石、榍石等花岗岩副矿物中，以矿物相形式存在。

在调查区内三种主要赋矿岩石中取得的4 件硅酸盐样，经化学全分析得到不同岩性矿石化学成分略有不同，总体上矿石主要化学组分为SiO2、Al2O3，次为K2O、Fe2O3，FeO、CaO、MgO、TiO2、P2O5、MnO 等少量。

3.3 矿石稀土元素的配分类型

本次对三个调查区矿体采集组合样品进行配分测试，共计15 件，根据分析结果，矿石中轻稀土氧化物（ΣCe）总量为71.98%～87.19%，平均78.88%；重稀土氧化物（ΣY）总量为12.81%～28.02%，平均21.12%；Y2O36.26%～16.54%，平均11.77%；Eu2O30.47%～1.05%，平均0.76%。调查区稀土配分类型为轻稀土低钇中铕型。

3.4 稀土元素赋存状态

本调查区矿石稀土元素主要以阳离子形式吸附于多水式粘土类矿物表面富集而成，因此稀土元素赋存状态属于离子吸附相，次为类质同象和微固体混入相及矿物相。

风化壳中稀土元素含量的高低与组成风化壳的粘土矿物种类和含量有关。一般说来，粘土矿物含量越多、颗粒越细吸附阳离子的能力就越强，稀土元素便相对富集。吸附稀土阳离子最多的是多水高岭石、埃洛石，其次是高岭石。根据与本区成矿相类似的稀土矿区作过的稀土元素赋存状态分析研究，由全风化层至半风化层，离子吸附相、矿物相稀土递减，类质同象或微固体混入相稀土含量增加。

4 风化壳分布特征

区内矿体主要赋存于晚侏罗世碎斑熔岩、次花岗斑岩岩体和流纹质晶屑凝灰岩等火山碎屑岩的风化壳砂土层中，尤其是全风化砂土层。

矿体分布均受到岩石风化程度强弱及地形地貌的制约，在低矮缓山包或山脊、山坡部位风化壳厚度大，稀土含量较高，往往构成工业矿体；在边山坡或沟谷风化壳厚度小，多为低品位矿体或非矿体。另外，岩石风化壳发育程度的不同，稀土元素富集有较大差异，一般来说，岩石的表生作用越强，其风化作用就越强，使得岩石中造岩矿物钾长石、斜长石等逐渐次生为粘土类矿物，而粘土矿物是稀土元素主要吸附体或载体。因此，岩石风化越彻底，粘土矿物含量越多、颗粒越细吸附稀土元素阳离子的能力就越强，稀土含量便相对较高。

5 富集规律

稀土矿富集具有一定的规律性，矿区稀土总量的变化与风化程度关系密切。区内的风化壳发育特征，从上至下大体可分为四层：腐殖质（耕植土）-残坡积粘土-全风化岩石-半风化岩石，其中稀土矿赋存于残坡积粘土、全风化岩石、半风化岩石中。残坡积粘土层中稀土矿矿化较弱，品位一般低于0.06%；全风化砂土层含矿性好，是工业矿体的主要赋存部位。砂土层稀土氧化物含量0.015%～0.227%，一般具上部含量低、中部强、下部低的特点；半风化层与全风化层无明显界线，呈渐变过渡关系，稀土矿化较差。

稀土矿在同一层中矿化比较稳定，在不同层中具有明显差异性，主要表现在垂向上，残坡积粘土层中品味较低，进入全风化层后矿化最强，矿石品味最富，最高可达0.227%。进入半风化层中稀土矿化度再次减弱。总体在垂向上由上往下，稀土矿化度表现为由低到高再降低的“凸”字形富集曲线。

6 资源量估算

经估算，在调查区内累计求得稀土矿石推断资源量+潜在矿产资源1612.41 万吨，稀土氧化物（REO)量16069.45吨，浸出氧化物（SREO）量10581.33 吨，全区稀土氧化物（RE0）平均品位0.096%。全区轻稀土氧化物（ΣCe）量12554.76 吨，重稀土氧化物（ΣY）量3514.69 吨。调查区内的稀土矿矿石资源量达到了中型规模。

其中，工业矿体矿石推断资源量+潜在矿产资源1442.60 万吨，稀土氧化物（REO)量15082.49 吨，浸出氧化物（SREO）量9921.37 吨；低品位矿体矿石潜在矿产资源169.81 万吨，稀土氧化物（REO)量986.96 吨，浸出氧化物（SREO）量660.46 吨。

7 矿床成因及找矿标志

7.1 矿床成因类型

本区矿床成因类型为火山岩风化壳型矿床，工业类型为风化壳离子吸附型稀土矿床，其成矿条件与火山岩的稀土元素丰度、岩石的风化程度及岩体的副矿物含量有关[2]。区内稀土矿体主要赋存于中酸性粒状碎斑熔岩（mlv）、流纹质晶屑凝灰（熔）岩（J3-K1n3）、次花岗斑岩（γπJ）等全风化砂土层中。

内生稀土成矿条件主要来自于火山岩岩浆的分异、运移、自变质等综合作用下形成含稀土元素火山岩，为离子吸附型稀土矿成矿提供物质基础。外生稀土成矿条件是含稀土元素火山岩在表生(外应力)作用下风化，使含稀土的矿物解体、运移和次生富集。

7.2 找矿标志

（1）岩性标志。稀土矿成矿母岩主要为酸性的火山岩、次火山岩等岩类，尤其是侏罗世时期的（次）火山岩含较高的稀土元素，因此应寻找风化强烈的火山岩和次火山岩岩体作为找矿方向。

（2）地貌标志。矿体分布均受到岩石风化程度及地形地貌的制约。矿体一般产于山包、山脊之地势较缓，高差不大处，稀土含量较高，往往构成工业稀土矿体。

8 结论

本区矿床成因类型为火山岩风化壳型矿床，工业类型为风化壳离子吸附型稀土矿床。其成矿条件与火山岩的稀土元素丰度、岩石的风化程度及岩体的副矿物含量有关。

（1）区内稀土矿体主要赋存于全风化的碎斑熔岩、次花岗斑岩、流纹质晶屑凝灰岩中。

（2）矿体平面上多呈不规则状，剖面上呈似层状，一般产于山包、山脊之地势较缓，高差不大处，风化强烈的火山岩和次火山岩岩体作为找矿方向。

（3）稀土矿富集具有一定的规律性，其矿化程度与风化程度关系密切。稀土矿赋存于残坡积粘土、全风化岩石、半风化岩石中，其中在全风化壳中富集程度最高。在垂向上，稀土矿化度曲线表现为由低到高再降低的“凸”字型。

（4）经估算，三个调查区内的稀土矿矿石资源量达到了中型规模。