三明市域離子吸附型稀土礦遠景評價

彭春龍

（福建省閩西地質大隊 福建三明 365000）

1 地質背景

三明市處于福建省中西部，面積約22 965 km2。區域上位于北武夷隆起區、南武夷晚古生代拗陷區、閩東火山斷坳帶三大構造單元交匯處的南西部。區域性主干斷裂南平－寧化構造－巖漿帶與政和－大埔斷裂帶經過本區，經歷多階段多期次巖漿侵入活動，構成本區基本構造格架。

福建省閩西地質大隊2019 年開展了三明市稀土礦調查及重點區資源評價項目，對16 個調查區和4 個重點區開展地質工作，調查區面積1 845 km2，重點區面積150 km2。

含稀土礦巖體主要為加里東期、印支期及燕山期中地形地貌條件好、風化殼發育、原巖稀土豐度高的中酸性和酸性巖體，其中早侏羅世成礦巖體分布面積最廣，占主體地位。

含稀土礦火山巖主要為南園組火山巖，分布在尤溪洋中后樓—大田一線。以酸性－中酸性熔巖、火山碎屑巖為主。主要由粒狀碎斑熔巖、流紋質凝灰熔巖等組成。主要巖石類型稀土總量中，凝灰熔巖和酸性碎斑熔巖巖石稀土總量較高。

2 調查區地質特征

2.1 地層

域內地層出露較全，從古元古代至第四紀均有發育，有前泥盆紀變質巖系，晚泥盆世－三疊世海相、海陸交互相沉積巖系，早侏羅世-新近紀陸相沉積－火山巖系及第四紀松散堆積層。

2.2 構造

三明地區位于閩西北隆起帶南緣、閩西南華力西－印支坳陷帶的一部分。浦城－武平大斷裂、崇安－石城北東向深斷裂帶、南平－寧化北東東向構造巖漿帶斜貫本區，斷裂構造發育。域內自古元古代以來地殼活動十分頻繁，呂梁期、晉寧期主要表現為韌性剪切變形，形成韌性、脆韌性剪切帶。印支期、燕山期發育推覆、滑脫構造，致使晚古生代地層多呈構造窗出露。燕山期以脆性斷裂為主，北東向及北西向脆性斷裂最為醒目。褶皺構造不發育，為一些寬緩的背、向斜構造。

2.3 巖漿巖

2.3.1 侵入巖

域內巖漿活動強烈，東部分布面積較大，西北部和東南角分布較零星，從古元古代到新近紀均有侵入巖出露。巖性有基性巖、中性巖、中酸性巖、酸性巖類。各時期的侵入巖特征既有相似之處，又各有差異。不同時期同一巖類的微量元素豐度也不同。

2.3.2 火山巖

域內含火山巖地層出露較全，從古元古代至新近紀均有發育，巖性有基性、中酸性、酸性火山巖類。各時期的火山巖特征既有相似之處，又各有差異。其中東部尤溪縣洋中一帶的侏羅世南園組火山巖規模較大，通過稀土礦調查，稀土礦含礦性較好。

侏羅世碎斑熔巖：分布于北東向火山噴發帶的際口－后樓－洋中－龍洋－溪尾一帶。受區域性斷裂帶及火山噴發帶控制明顯，超覆于南園組第四段或第三段英安質晶屑熔結凝灰巖之上，呈厚層狀產出。為稀土礦成礦母巖。

2.4 風化殼特征

域內風化殼發育類型主要以“裸腳式”為主，少數為“全覆式”或“殘留式”，隨地形起伏而變化，局部見有球狀風化（圖1）。風化殼出露面積大，占比41.07%～94.46%，平均73.39%，風化殼平均厚18.05 m；風化殼類型為紅土型。稀土礦主要賦存在全風化層，局部賦存在表土層和半風化層。

圖1 風化殼特征示意圖

3 礦體地質特征

域內礦體主要分布于山脊，其次為山坡及山坳。主要賦存于全風化花崗巖層、全風化碎斑熔巖中，半風化層稀土礦化一般較差。礦體厚度一般在1.0～22.02 m，最大厚度為22.02 m。垂深分布位置在0～34.65 m，均分布在當地侵蝕基準面之上。在地形較緩的山包，風化較深，因而礦體厚度亦較大，垂直分布位置亦較深。礦體一般呈單層產出，即1 處垂直面上只有1 個礦體，少部分有2～3 層礦。

域內礦體呈層狀、似層狀、透鏡狀，產狀隨地形起伏而變化。主礦體厚度變化系數在4.44%～56.42%，大部分＜50%，屬穩定類型。少數＞50%，屬較穩定類型。主礦體品位變化系數在3.03%～65.89%，大部分＜60%，屬均勻類型。少數＞60%，屬較均勻型。各調查區礦體主要特征見表1。

表1 調查區稀土礦見礦情況一覽表

4 礦石質量

4.1 礦石結構構造

域內稀土礦類型屬花崗巖、火山巖風化殼離子吸附型，其容礦母巖為中粗粒黑云母花崗巖及碎斑熔巖，礦石主要為全風化型，含礦層主要為全風化花崗巖層、全風化碎斑熔巖。因此，礦石的結構構造與花崗巖、火山巖風化程度有密切關系；其結構為殘余花崗結構、碎斑結構，呈（無膠結）砂土狀的無規則結構；礦石具松散粉粒狀、砂土狀構造。

4.2 礦石礦物成分

域內離子吸附型稀土礦床的表生礦物以粘土類礦物為主，如高嶺石、埃洛石、蒙脫石、伊利石、水云母等，含量一般50%～75%。表生稀土礦物（氟碳鈰礦、氟鈰礦、釔易解石、釔螢石、褐簾石等）含量少。殘留礦物以石英為主，含量15%～30%，其次是少量的殘留長石、云母和少量的副礦物（磁鐵礦、鈦鐵礦、榍石、獨居石、鋯石、鈮鉭鐵礦等）。從地表往深部，表生礦物的種類、含量逐漸減少，殘留礦物逐步增多。

4.3 礦石的稀土元素浸取率特征

分析域內浸取率統計情況及平均浸取率。礦石中離子相稀土浸取率與測區REO 品位高低有相關性（圖2、圖3），礦石中離子相稀土浸取率總體趨勢隨著礦石的REO 增高而提高，各品位區間、各礦體的浸取率也有差異。

圖2 花崗巖地區稀土浸取率與REO 品位高低相關性示意圖

圖3 火山巖地區稀土浸取率與REO 品位高低相關性示意圖

4.4 礦體氧化稀土總量REO 的變化特征

4.4.1 REO 在水平方向上的變化規律

在地形地貌較為平緩區域，如饅頭狀山包，其全風化層發育、保存較好，風化層厚度較大，其賦存的礦體也相對其他區域較穩定，連續性均好；在地形地貌切割強烈的區域，風化層發育、保存的厚度不一，礦體厚度及品位不穩定，其連續性也遭到破壞。

4.4.2 REO 在垂直方向上的變化規律

礦體主要分布于山頂、山脊、鞍部，其次為山腰、山坡，礦體賦存于全風化花崗巖或碎斑熔巖中。從表土層至全風化層稀土氧化物總量由少增多，然后又逐漸降低，至半風化層含量較低；離子吸附相的稀土礦物含量亦有類似的變化，而非離子相的稀土礦物含量相對逐步增高。在垂直方向上REO 含量變化，常隨孔深呈單峰式或多峰式曲線變化。故而地形地勢越低緩，風化程度較深，礦體厚度也較大，埋深亦深。

4.4.3 REE 模式圖

域內稀土配分模式圖顯示為曲線右傾、輕稀土富集，在鈰和銪處下凹的形態（見圖4）。火山巖（7 件樣品）Y2O3的配分特征值15.40%～22.29%，平均17.56%；Eu2O3的配分特征值0.60%～0.91%，平均0.71%；ΣCeO%配分特征值為63.86%～74.06%，平均70.74%；∑YO%配分特征值為25.94%～36.14%，平均29.25%；ΣCeO%/∑YO%配分特征值為1.77～2.86，平均2.42。

圖4 福建省三明市域花崗巖及火山巖稀土元素REE 模式圖解

花崗巖（61 件樣品）Y2O3的配分特征值3.61%～35.38%，平均19.39%；Eu2O3的配分特征值0.21%～1.05%，平均0.63%；ΣCeO%配分特征值為48.11%～91.31%，平均68.27%；∑YO%配分特征值為8.69%～51.89%，平均31.72%；ΣCeO%/∑YO%配分特征值為0.93～10.51，平均2.15。

5 礦石類型

礦石按風化程度劃分，為全風化殼型稀土礦石，呈疏松砂土狀、不規則的顆粒狀礦石，具砂土狀、粉粒狀構造。

按稀土輕、重劃分，則為輕稀土富集型礦床。

按照巖石及賦存狀態劃分為，花崗巖或火山巖離子吸附型輕稀土礦石。

6 礦體圍巖和夾石

域內礦體均以稀土元素呈離子相賦存于全風化花崗巖或火山巖母巖內，被吸附于粘土礦物的表面或顆粒之間。礦體和圍巖均為花崗巖或火山巖的高度風化產物，只能依靠化學分析資料加以確定。

目前，因為我們正處于學習的大好時期，我們的主要任務就是學習，學習是我們提升自身素質，為將來貢獻社會主義建設事業做準備。因此，學習看似事兒小，實則重要。顧炎武先生曾經說：“家事、國事、天下事，事事關心。”作為二十一世紀社會主義現代化事業的建設者和接班人，我們更要清楚和平年代自己所肩負的職責和使命，我們要十分注重自己的政治素質、文化素質、和身體素質的提高，這樣才能提高認識世界、改造世界的能力，提高為人民服務的本領，只有這樣才能為社會主義建設貢獻自己的力量。

礦體夾石一般為含礦不均所致，巖性與賦礦層相同。主要為似斑狀全風化黑云母花崗巖和全風化碎斑熔巖，局部為后期規模較小的全風化小巖脈，巖脈一般1.5～3.0 m，對礦體的破壞及資源量影響不大。

7 礦床成因及找礦標志

7.1 礦床成因

成礦母巖在濕潤炎熱氣候條件下，逐漸風化分解。長石等造巖礦物有2 方面的作用：①風化為高嶺石等粘土礦物，成為吸附劑；②從長石等礦物中釋放出的稀土為粘土的吸附提供了物質來源。這2 方面的作用在風化程度好、有機酸豐富的風化殼上部為稀土遷移、富集創造有利條件。地表處于弱酸性條件下，稀土元素以水合離子狀態進入弱酸的天然水中，隨地表徑流和地表水流動和遷移。在垂直剖面上，稀土元素向下、向兩側滲濾遷移，稀土陽離子被粘土礦物進行吸附。酸度不斷被沖淡，pH 值升高，使粘土礦物在弱酸性介質中吸附能力提高，出現稀土元素的富集帶。隨著深度越深、距地面越遠，水、氣到達的越少，風化作用減弱，釋出的稀土和滲透下來的稀土量就越少，稀土含量逐漸降低，最后品位接近母巖。

隨著風化剝蝕、淋濾吸附作用長期不斷地進行。雖然礦體富集部位有所不同，但富集部位始終處于風化殼中部，其pH值一般在5～7 之間。在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。

7.2 稀土礦（化）富集規律

稀土元素在風化殼中的分布規律視巖性、地形地貌及孔深均有不同。

7.2.1 REO 在水平方向上的變化規律

在地形地貌較為平緩區域，如饅頭狀山包，其全風化層發育、保存較好，風化層厚度較大，其賦存的礦體也相對其他區域較穩定，連續性均好；在地形地貌切割強烈的區域，風化層發育、保存的厚度不一，礦體厚度及品位不穩定，其連續性也遭到破壞。

7.2.2 REO 在垂直方向上的變化規律

礦體主要分布于山頂、山脊、鞍部，其次為山腰、山坡，礦體賦存于全風化花崗巖或碎斑熔巖中。從表土層至全風化層稀土氧化物總量由少增多，然后又逐漸降低，至半風化層含量較低；離子吸附相的稀土礦物含量亦有類似的變化，而非離子相的稀土礦物含量相對逐步增高。在垂直方向上REO 含量變化，常隨孔深呈單峰式或多峰式曲線變化。故而地形地勢越低緩，風化程度較深，礦體厚度也較大，埋深亦深。

7.3 找礦標志

對于稀土礦礦產找礦標志較為單一，主要有巖性標志、表生作用及地貌標志。

7.3.1 巖性標志

（1）花崗巖類含礦巖體：域內花崗巖類含礦巖體主要為黑云母花崗巖、二長花崗巖、正長花崗巖。其時代自加里東期至燕山晚期均有產出。

（2）火山巖類含礦巖石：稀土礦分布于中酸性－酸性粒狀碎斑熔巖，品位富，含銪高。層位屬晚侏羅世南園組。

7.3.2 表生作用及地貌標志

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、地殼升降的相對穩定和平緩的地貌。前者是風化殼形成的先決條件及保存好壞的重要因素，后者是風化殼離子型稀土礦富集的地貌標志。一般情況低矮平緩的山包，花崗巖風化較徹底，風化殼厚度大，呈面型分布，是尋找風化殼離子吸附型稀土礦的有利部位。風化殼的中－上部是稀土礦主要富集地段。

8 結論

（1）從三明市稀土礦調查成果看，域內大面積出露全風化花崗巖及全風化碎斑熔巖，風化殼分布面積廣、厚度大，對稀土礦賦存形成有利條件，資源潛力較大；16 個調查區中礦床規模大型的有11 個，4 個重點區中礦床規模大型的有3 個。

（2）域內地處亞熱帶，氣候濕熱，雨量充沛，加上地形、地貌條件等有利因素，使酸性、中酸性花崗巖、火山巖遭受強烈的風化，形成大面積的風化殼，為離子吸附型稀土礦富集提供了有利場所。因此具有較好的找礦遠景。

本文資料主要引用福建省閩西地質大隊2019 年開展的福建省三明市稀土礦調查及重點區資源評價項目，系集體勞動成果，文中的有關數據均為野外實際采集分析成果。