龍巖市土壤稀土分布特征及成礦預(yù)測分析

曹鋒

【摘 要】稀土的農(nóng)用效果會受到土壤中稀土元素含量的影響，福建省龍巖市具有非常豐富的，中生代花崗巖分布，具有豐富的花崗巖風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦產(chǎn)資源。文章以1：25萬多目標(biāo)區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查為依據(jù)，對龍巖市土壤稀土的分布特征及稀土元素的含量進(jìn)行了簡要的分析，并進(jìn)行了成礦預(yù)測，供相關(guān)人員參考。

【關(guān)鍵詞】成礦預(yù)測；稀土分布特征；龍巖市

福建省龍巖市總面積約19050平方千米，包括長汀縣、連城縣、武平縣、上杭縣、永定縣、漳平市、新羅區(qū)，共五縣一市一區(qū)，位于武夷山脈南段，福建省西南部。龍巖市的主要地形為丘陵、山地，分布有廣泛的中生代花崗巖，蘊(yùn)含著非常豐富的稀土礦產(chǎn)資源。為了對龍巖市稀土礦產(chǎn)資源的潛力進(jìn)行評估，并進(jìn)行成礦預(yù)測，文章對龍巖市土壤稀土分布的特征和稀土元素含量的變化進(jìn)行了研究。

一、野外工作的方法

在本次調(diào)查研究中主要使用，網(wǎng)格法對深層土壤進(jìn)行采樣，具體做法是每隔4千米，設(shè)置一個采樣點(diǎn)。由于龍巖市的山地丘陵地貌較多，因此在山地丘陵中應(yīng)該選擇，溝谷地帶、山間盆地的土壤覆蓋較厚的地點(diǎn)來布設(shè)采樣點(diǎn)，使樣本的代表性得到保障。對于普通農(nóng)業(yè)區(qū)，例如無明顯污染空曠地帶、草地、林果地、菜地、農(nóng)田等，可均勻布置采樣點(diǎn)。采用的具體方法是選取地下1.2米深度的土樣，每個采樣點(diǎn)選取約1000克原始樣品，可以使用洛陽鏟進(jìn)行鉆取。藥品取出之后使用放入布袋中進(jìn)行干燥，再使用20目尼龍篩過篩，均勻的攪拌篩下部分，放置于紙樣袋或塑料瓶中，保障每份樣品不少于500克。以4個采樣點(diǎn)為一個單元，將每個單元的樣品組合起來，每份組合樣品的重量不少于200克。由本省地質(zhì)測試研究中心對樣品的稀土氧化物總量進(jìn)行分析，主要使用等離子質(zhì)譜法。

二、龍巖市土壤稀土分布特征及其元素含量

（一）龍巖市土壤稀土元素的空間分布特征

根據(jù)研究結(jié)果，稀土元素含量超過300mg/kg的地區(qū)主要承擔(dān)一幢分布，共有一個北西向高背景帶，為上杭—永定帶，3個東北向高背景帶，分別為連城姑田-永定帶、連城宣和-上杭帶、長汀-武平帶。對比龍巖市中生代花崗巖的分布可以發(fā)現(xiàn)，土壤稀土元素高背景帶和中山大花崗巖具有基本一致的分布特征，這充分表明，土壤中稀土元素的富集主要是受到了花崗巖巖漿的作用。但是在龍巖市的東南部，花崗巖分布區(qū)主要包括永定巖體和永福巖體，該地區(qū)土壤中并未發(fā)現(xiàn)含量較高的稀土元素，礦點(diǎn)分布較少，主要位于政和—大埔斷裂帶東面，這也表明除了受到花崗巖巖漿的影響之外，土壤中的稀土元素富集還會受到構(gòu)造單元的影響。

成因類型的差異也可以通過花崗巖中，不同的稀土元素含量表現(xiàn)出來。結(jié)合既有的研究成果可以發(fā)現(xiàn)，土壤中種稀土元素含量最高的是殼源鋁質(zhì)花崗巖，這種花崗巖屬于鐵質(zhì)過鋁質(zhì)高鉀鈣堿性系列花崗巖，其土壤中的元素含量每千克平均能夠達(dá)到353毫克。殼源鋁質(zhì)花崗巖主要與稀土礦以及鉭、鈮、鎢、錫有關(guān)。土壤中總稀土含量較低的花崗巖類型是幔殼混合型花崗巖，這種花崗巖的總稀土含量約為每千克225毫克，和很多種金屬礦都有著直接的關(guān)系，例如銀、銻、鋅、鉛、銅等。根據(jù)調(diào)查龍巖市土壤中，鋁、鉀和稀有元素都與土壤中的稀土有關(guān)，因此，說明這種能夠?qū)ο⊥猎剡M(jìn)行負(fù)極的花崗巖，該類型應(yīng)該是殼源鋁質(zhì)花崗巖。

通過對土壤中的稀土氧化物總量可知，當(dāng)前已知的風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦的集中區(qū)和土壤中稀土氧化物的高值區(qū)是基本吻合的，高值區(qū)指的是每千克土壤中的稀土氧化物含量不少于400毫克。因此在本次調(diào)查中，絕大部分的深層土壤采樣都能夠?qū)︼L(fēng)化殼離子吸附型稀土礦進(jìn)行代表。但是龍巖市的長汀縣河田巖體屬于稀土礦產(chǎn)集中區(qū)，本身已具有較強(qiáng)的開采強(qiáng)度，可能由于之前的開采造成了該地區(qū)土壤中的氧化物含量有所降低，當(dāng)前該地區(qū)每千克土壤中的稀土氧化物含量約為300-400毫克。

在調(diào)查中還發(fā)現(xiàn)，可以將新羅區(qū)北部（古田巖體）、連城縣東部（姑田巖體）、永定縣西部（中都巖體）、上杭縣東南部（中都巖體）、武平縣西部（桂坑巖體）作為今后勘查的新的靶向區(qū)。這些地區(qū)之前并未發(fā)現(xiàn)或很少發(fā)現(xiàn)稀土礦床，但是在本次調(diào)查中均屬于高值區(qū)，可能會出現(xiàn)新的稀土礦床。

（二）稀土元素的含量特征

在本次調(diào)查中共調(diào)取了1194件樣品組合，稀土氧化物最少的為每千克129.6毫克，最多的為每千克1293.6毫克，剔除異常值之后，背景平均值為每千克土壤中還有291.3毫克稀土氧化物，變異系數(shù)為0.287，標(biāo)準(zhǔn)離差為每千克83.5毫克。在所有的調(diào)查樣本中，能夠達(dá)到礦體邊界品位（0.05%），也就是每千克土壤中稀土氧化物含量能夠超過500毫克的樣本共有124個，占所有樣本的10.38%。每千克土壤中稀土氧化物含量為100-200毫克的樣本有158個，200-300毫克的樣本有439個，300-400毫克的樣本有312個，400-500毫克的樣本有161個。與土壤中稀土氧化物相關(guān)的元素主要有釷、鋯、鈮、鎵、釔、鈰、鑭、鍶、鈀、鉈、鋁、銣、鉀等，與土壤中稀土氧化物含量的相關(guān)性最好的是鑭，相關(guān)系數(shù)達(dá)到了0.92，主要為輕稀土。

但是在多目標(biāo)區(qū)域求化學(xué)調(diào)查規(guī)范的54項調(diào)查指標(biāo)中，雖然包括了鑭，并沒有包括稀土總量，因此針對未分析稀土總量的地區(qū)，要對稀土氧氣物含量進(jìn)行計算，可以參照鑭的含量。根據(jù)統(tǒng)計龍巖市的深層土壤中鑭元素的平均值高于全國土壤中鑭元素的平均值，當(dāng)前我國土壤中鑭元素的平均值是每千克，39.7毫克，而龍巖市深層土壤中這個數(shù)值達(dá)到了每千克5.32毫克。然而還要考慮到如果要形成礦床，可淋溶性是一個重要的條件。

三、預(yù)測龍巖市稀土資源量

根據(jù)本次調(diào)查的研究結(jié)果，對龍巖市的稀土資源量進(jìn)行預(yù)測。根據(jù)已知礦和深層土壤稀土氧化物高含量區(qū)之間的關(guān)系可知，每千克土壤中稀土氧化物含量超過400毫克的地區(qū)和稀土礦集中區(qū)的分布基本吻合，例如中堡巖體、才溪巖體、宣和巖體等。而且單樣的含量，應(yīng)該高于組合樣，因此文章將每千克土壤中稀土氧化物含量超過400毫克的地區(qū)劃定為預(yù)測區(qū)。單樣中每千克土壤中的稀土氧化物含量達(dá)到500毫克，就可以進(jìn)行礦體圈定。

要對風(fēng)化殼中稀土氧化物的總重量進(jìn)行計算，可以依照福建省對全省吸附型稀土礦資源的遠(yuǎn)景調(diào)查結(jié)果。風(fēng)化殼的體重從下到上呈逐漸減少的趨勢，沿海地區(qū)花崗巖列于表面土壤的平均干體重是每立方米1.27噸，而長汀南塘礦區(qū)對干體重進(jìn)行實測，實測結(jié)果是每立方米1.57噸，調(diào)查可取其平均數(shù)1.4噸。福建省吸附型稀土礦的平均礦體的厚度是5.23米，礦體厚度范圍13.59-7.5米。通過對13個遠(yuǎn)景區(qū)進(jìn)行調(diào)查可知，平均礦化率是15.4%，礦化率范圍是4.6%-22.5%。

本次調(diào)查中，共有4560平方千米為龍巖市深層土壤稀土氧化物的高含量預(yù)測區(qū)，該預(yù)測區(qū)內(nèi)，每平方千米土氧化物的平均含量是517.77毫克，每立方米體重為1.4噸，平均厚度為5.23米。因此在整個礦區(qū)的風(fēng)化殼中，稀土氧化物的含量能夠達(dá)到17287470噸。特別是在龍巖市的新羅區(qū)北部、，連城縣東部、永定縣西部、上杭縣東南部、武平縣西部都有可能發(fā)現(xiàn)新的稀土礦床，具有較大的勘測前景。

四、結(jié)語

為了了解龍巖市土壤稀土的分布特征，并對成礦進(jìn)行預(yù)測，文章龍巖市內(nèi)多目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行了地球化學(xué)調(diào)查，調(diào)查范圍覆蓋龍巖市全境。地球化學(xué)因素、氣候、成土過程都會影響土壤中的含量和分布。土壤固相物質(zhì)的基礎(chǔ)是成土母質(zhì)，成土母質(zhì)也是土壤中化學(xué)組成的一個主要來源，對化學(xué)元素的最初含量有著決定作用。成土母質(zhì)也會對稀土元素的氧化還原、遷移和富集進(jìn)行制約，因此必須對其進(jìn)行精確的調(diào)查和研究。

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