我国钽铌等稀有金属矿概况及找矿启示

王盘喜 包民伟

(1.中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所，河南 郑州450006;2.国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心，河南 郑州450006;3.河南省地质矿产勘查开发局第一地质勘查院，河南 郑州450000)

钽、铌、锂、铍等稀有金属作为重要的战略资源，被广泛应用于冶金、机械、化工、陶瓷、玻璃建材等行业，特别是在导弹火箭、核武器、电子技术、航空航天、原子能等诸多领域。“三稀元素(稀有、稀土和稀散元素)”作为高新技术产业的关键元素，全球需求量激增，日益受到世界各国的青睐，各国正根据实际情况开展相关的矿产资源勘查、开发、利用研究［1-2］，“十三五”期间我国也将加大对“三稀”等新兴战略矿产资源的调查工作。近年来，关于钽铌等稀有金属矿的研究主要集中在对赋矿岩石的岩石学、地球化学特征、成因、铌钽矿物的矿物学及选矿技术等方面［3-9］，而针对找矿方面的研究成果较少。为此，通过对我国钽铌等稀有金属矿勘查开发利用现状进行分析，为我国拟开展的“三稀”矿产资源调查工作提供参考。

1 勘查进展

我国钽铌等稀有金属矿的勘查工作始于上世纪五六十年代，同期进行了大规模的稀有金属选冶试验研究，建设了选厂、冶炼厂和加工厂。截至1997 年，我国已发现大型钽矿床9 个、中型8 个、小型16 个;大型铌矿床6 个、中型12 个、小型20 个;大型锂矿床9 个，中型7 个，小型8 个;大型铍矿床2 个、中型6个、小型31 个，大型铷矿床1 个、小型1 个;大型铯矿床1 个、中型1 个、小型1 个;大型锆矿床3 个、中型10 个、小型18 个［10］。现阶段，我国已形成了采选冶和加工具有一定规模和水平的稀有金属工业体系。自地质大调查项目实施以来，发现了一批规模较大的稀有金属矿床，如:①江西省横峰县葛源钽铌矿，钽储量近3 万t;②新疆南部拜城县境内的特大型铌钽矿床，预测资源储量超过10 万t，钽矿资源储量超过1万t，另还有铪等其他稀有金属;③内蒙古武川县赵井沟探明一大型铌钽矿床，资源量超过2 000 t;④甘肃省陆续发现了瓜州国宝山铷矿、阿克塞余石山铌矿等一批勘查基地，经初步估算，资源量达20 万t，远景资源量100 万t，铌矿量达200 ～500 t;⑤陕西省东南部发现特大型铌钽矿和铷矿，其中铌钽资源量超过30万t，铷资源量超过8 万t;⑥江苏省苏州市西部游墅关镇善安浜境内发现一超大型钽铌矿床;⑦广东省始兴良源发现铌钽铷钨多金属矿床等［11-12］。

2 禀赋特点

我国钽铌等稀有金属矿主要分布于江西、福建、内蒙古、新疆、广东、湖南、四川、湖北等省区，储量常集中于少数几种矿床类型或几个矿床内［10-13］。钽矿主要分布于江西、内蒙古、广西、湖南、广东等省区，江西宜春、内蒙古扎鲁特旗巴尔哲和广东泰美钽铌矿床占我国已探明钽资源储量的50%以上。铌矿主要分布于内蒙古和湖北2 省区，内蒙古白云鄂博、扎鲁特旗巴尔哲和湖北竹山庙垭等3 大矿区的铌资源约占全国铌储量的96%。锂矿储量绝大部分集中于盐湖锂矿中，占全国锂矿储量的86%，大部分储积于青海柴达木盆地内，矿石锂集中分布于四川、江西、湖南、新疆4 省区，四川矿石锂储量占全国50%以上，储量主要集中于川西高原的康定和金川2 个特大型花岗伟晶岩型矿床(田)中，新疆矿石锂储量主要集中于富蕴可可托海和柯鲁木特2 个矿床中。铍矿集中分布于新疆、内蒙古、四川、云南4 省区，占全国铍储量的89.9%，新疆铍矿储量占全国铍矿储量的33%，其中可可托海稀有金属矿区探明的铍储量占新疆铍储量的87%。锆矿集中分布于内蒙古和海南2 省区，内蒙古巴尔哲矿床的ZrO2储量占全国内生矿床储量的95%，外生锆矿床的锆石绝大部分分布于海南岛滨海砂矿中。

经勘探表明，我国钽铌等稀有金属矿床大部分为综合性矿床，储量以共伴生矿床为主。如新疆科科托海3#脉、河南卢氏南阳山为伟晶岩型Li、Be、Nb、Ta、Rb、Cs 矿床;四川康定甲基卡为伟晶岩型Li、Be、Nb、Ta 矿床;湖南临武尖峰岭为花岗岩型Li、Be、Nb、Ta矿床;湖南临武癞子岭为花岗岩型Be、Nb、Ta、Sn 矿床;福建南平西坑为伟晶岩型Ta、Nb、Li、Be 矿床;内蒙古巴尔哲为碱性花岗岩型REE、Nb、Be、Zr 矿床;江西宜春雅山为花岗岩型Ta、Nb、Li、Rb、Cs 矿床;江西会昌“672”矿和石城姜坑里为花岗岩型Nb、Ta、W 矿床;江西全南大吉山、福建龙岩东宫下、湖南茶陵金竹垄和邓阜仙为花岗岩型Ta、Nb、W 矿床;江西大余西华山为花岗岩型REE、Be、W 矿床;内蒙古白云鄂博为碱性岩－碳酸岩型REE、Nb、Fe 矿床;湖北竹山庙垭为碱性岩－碳酸岩型Nb、REE 矿床，四川会理红格、路枯为碱性岩型Nb、REE 矿床等。

我国钽铌等稀有金属矿除少数矿床或矿段、矿体品位较高外，大多数矿床品位较低，因而制定的矿产工业指标较低。花岗伟晶岩型铌钽矿床最低工业品位为0.022% ～0.026%，碱性长石花岗岩型矿床最低工业品位为0.022% ～0.026%，风化壳矿床最低工业品位为0.016% ～0.020%，低于国外主要的钽铌生产国，因而以低品位指标计算的资源储量较大。大部分钽铌矿床中的钽铌品位都接近或仅略高于最低工业品位，Ta2O5品位超过0.02%的矿床几乎没有，Nb2O5品位超过0.1%的也仅有个别矿山。由于钽铌等稀有金属矿床往往伴生有多种有益稀有元素，形成种类繁多的稀有金属独立矿物，使矿床物质组成复杂。据统计，中国产出的铌钽矿物有70 余种，如白云鄂博REE、Nb、Fe 多金属矿床中矿物多达160 多种，仅铌矿物有18 种;巴尔哲REE、Nb、Be、Zr 矿床共生伴生矿物多达44 种;江西全南大吉山Ta、Nb、W 矿床矿石矿物多达46 种。

3 典型矿床矿物组成

在系统收集整理我国主要钽铌等稀有金属矿床相关文献资料［14-23］的基础上，归纳了钽铌等稀有金属矿典型矿床的矿物组成，见表1。

我国钽铌等稀有金属矿床主要为伟晶岩型、花岗岩型和碱性岩－碳酸岩型，各矿床物质组成复杂，矿床中次要矿物、稀有和稀土金属矿物种类繁多，除内蒙古白云鄂博碱性岩－碳酸岩型REE、Nb、Fe 矿床外，其他矿床的主要矿物组成较简单，一般小于10种，大多为3 ～6 种。

4 找矿标志

结合相关文献资料［18-27］，系统整理了我国部分钽铌等稀有金属矿床的找矿标志，见表2。

由表2 可知，不同地区、不同类型的钽铌等稀有金属矿床有不同的找矿标志，但也有相同之处:①钽铌等稀有金属矿床的矿化与钠长石化密切相关，大部分钽铌等稀有金属矿床具有放射性异常;②(碱性)花岗岩型钽铌等稀有金属矿床中激电和磁异常与钽铌等元素异常相互叠加的部位是找矿的有利地段;③颜色及副矿物、构造及采矿老硐等也是良好的找矿标志。另外，内蒙古巴尔哲REE、Nb、Be、Zr 矿床与碱性花岗岩小岩体密切相关，根据“小岩体成大矿学说”［28-29］，应加强钽铌等稀有金属矿床在小岩体中的找矿工作。

5 找矿启示

5.1 加强物质组成研究

我国钽铌等稀有金属矿产具有单一矿床少、共伴生矿床多、综合利用价值大、矿石品位低、钽铌矿物多与其他矿物密切共生等特点。以上特征决定了钽铌等稀有金属矿石矿物组成复杂，伴生可供回收利用的有益元素(矿物)种类多，多数矿床钽铌等稀有金属矿物嵌布粒度细。为此，有必要对稀有金属矿床的物质组成进行研究，弄清钽铌等稀有金属元素的赋存状态，主要有用矿物的嵌布特征，矿石结构构造等，对确定矿床可否利用及加快开发利用进程具有重要意义。

表2 我国部分钽铌等稀有金属矿床找矿标志Table 2 The prospecting marks of some Tantalum-Niobium rare metal deposits in China

在对河南省钾长石矿调研时在商城县大红口组钾长浅粒岩中发现了富钽铌矿体，通过勘查发现，钾长浅 粒 岩 中(Nb，Ta)2O5含量为0.017 1% ～0.092 3%，平均为0.038 4%，达到了最低工业品位。但通过选矿试验，无法得到合格的钽铌精矿，物质组成研究发现，含钽铌矿物矿石为铌铁矿、铌铁金红石和富钛赤铁矿，铌铁矿粒度极细，一般为0.01 ～0.02 mm，仅能靠背散射图像分析等方法确定其嵌布特征，且多被赤铁矿包裹，少量被脉石矿物包裹，因此很难得到合格的精矿。河南某地勘单位对另一处赋存于大红口组白云钾长片岩、钾长变粒岩、黑(二)云钾长石英片岩中的含铌钽矿体进行勘查及综合利用评价发现［30］，矿体铌钽含量不均，一般为0.015% ～0.030%，(Nb，Ta)2O5平均含量为0.034%，初步估算(Nb，Ta)2O5金属量为3.84 万t。物质组成研究显示，金属矿物主要为赤铁矿、钛铁矿等，脉石矿物主要为钾长石、石英、云母等，钽铌铁矿以微细粒状存在，大部分包裹于赤铁矿中，选矿试验也未能得到合格的钽铌精矿。因此，在找矿初期对矿石进行详细的物质组成研究，确定矿石是否可用，在此基础上进行地质找矿，可有效避免地质找矿的盲目性，减少呆滞矿。

5.2 进行综合勘查

我国大部分钽铌等稀有金属矿床为共伴生矿床，除钽铌等主要组分外，往往伴生锂、铍、铷、铯、稀土、钨、锡等，另外，大部分矿床中占矿物含量85%以上的电气石、长石、石英等非金属矿物也能够被开发利用。目前，江西宜春“414”铌钽矿和宁夏东方钽业股份有限公司等稀有金属矿山企业在生产经营时，钽铌的经济价值仅为矿山运营保本，而综合回收利用的电气石、长石等非金属矿物为矿山带来可观的利润。目前，钽铌等稀有金属矿床找矿重钽铌、轻锂、铍、铷、铯、稀土等共伴生元素及非金属矿物，大多数已探明的稀有金属矿床仅对钽铌提交了储量。因此，新一轮的“三稀”矿产资源调查评价中，在进行钽铌资源勘查的同时，应对共伴生的锂、铍、铷、铯、稀土、钨、锡等金属矿物及电气石、长石、石英等非金属矿物进行综合勘查。广东某有色金属矿床原矿山仅生产单一锡石，年年亏损，经补充综合勘查，查明了伴生铌铁矿、钛铁矿、钛铌钽矿、独居石、锆石、磷钇矿等矿物的分布规律及赋存特征，进行了综合回收，企业由生产单一产品变成生产多种稀有和有色金属产品的矿山，上述6 种“副产品”的产量和产值大幅度上升，分别占总产量和产值的65%和67%，企业扭亏为盈。

5.3 重视综合利用及经济评价

尽管我国自上世纪五六十代年已开始了对钽铌等稀有金属矿床的开发利用，但由于我国钽铌等稀有金属矿品位低，加之当时选冶技术条件较落后，在国际上不具竞争力，受国际钽铌等稀有金属矿产品价格的影响，大部分矿山处于亏本运营状态，相当一部分稀有金属矿山企业被迫关闭。因此，我国虽然探明了一批具有国际影响力的大中型钽铌等稀有金属矿床，但目前国内开发利用的矿山很少，开采的矿山大多为中小型矿山，江西某地甚至将稀有金属矿床当做瓷石开采，造成了资源的严重浪费。

综合利用及经济评价是指对钽铌等稀有金属矿床中伴生的锂、铍、铷、铯、钨、锡等金属元素和长石、石英、云母、电气石等造岩矿物进行综合利用和经济评价。当前，综合利用在选冶方法、工艺、设备、药剂方面取得了较大进展，随着工艺技术条件的进步，攻克了以白云鄂博铁铌稀土矿、攀枝花钒钛磁铁矿、柿竹园钨多金属矿等为代表的一大批矿床的资源利用难关，钽铌等稀有金属矿床中除伴生的金属元素可供回收利用外，对长石、石英等也能进行综合回收利用。因此，有必要对已有的钽铌等稀有金属矿床及拟勘查的“三稀”矿床进行综合利用及经济评价，从而加快钽铌等稀有金属矿的开发利用进程。综合利用成果是制订工业指标、正确评价矿床、判断开发效益的重要基础，是矿床技术经济评价的重要因素，是矿床综合开发利用的重要手段，是贯穿矿产勘查及开发的主线。而综合经济评价是钽铌等稀有金属矿由“死矿”变为“活矿”，加快拟勘查“三稀”矿产的开发利用进程的关键环节。可可托海3#脉含有铍、锂、钽、铌、铷、铯、锆、铪、铀、钍等10 余种有益元素，其中铍、锂、钽、铀等在选矿中均可获得合格精矿，现已在生产中对其中多种稀有金属进行了综合回收，经济效益显著;“414”铌钽矿床富钽，如单纯开采钽矿，企业收益甚微，在综合开发利用锂、铍、石英、长石、云母等矿产后，企业经济效益得到了显著提高。

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