江西海罗岭铌钽矿成矿地质特征及铌钽赋存状态研究

陈 莉，尹 斌

(江西省地质调查研究院，江西 南昌 330030)

江西海罗岭铌钽矿化发现于20世纪60年代[1]，现经实践取样等手段基本确定了含铌钽岩石的类型及具体分布位置，但由于在科学技术上的些许欠缺，对铌钽矿成矿地质特征及铌钽赋存状态需作进一步研究。本文对江西海罗岭铌钽矿区不同岩石类型的化学分析，并对铌钽含量回收率最高的是云母精矿进行论证。

1 铌钽矿床成矿地质概况

石城县处于我国重要的武夷山成矿带的中南段西缘部分，成矿条件良好，尤其是铌钽、萤石、锡、金、钾长石等矿产均具有较大的成矿远景。

矿区位于石城县城东南9千米赣闽两省交界处的东华山地区，面积1.8平方千米。地处武夷山新华夏隆起带中段[2]，石城稀有金属伟晶岩矿田东南部。出露地层主要为震旦系变质岩；构造以东西向构造和新华夏构造最为发育，控制着花岗岩、铌钽矿体及各类脉岩的分布；岩浆岩主要为燕山早期花岗岩。

石城海罗岭为蚀变花岗岩型铌钽矿床，该矿区矿体为中粒锂云母化—铁锂云母化钠长石化花岗岩，呈脉状、透镜状产于爆发角砾岩和细粒似斑状花岗岩的内外接触带。

地表主要出露5个，盲矿体6个。较大的2个盲矿体为盲Ⅰ和盲Ⅱ。全区主要为Ⅰ号和盲Ⅰ号矿体，占C+D级总储量的88%。其中Ⅰ号矿体占C+D级总储量的55%，盲Ⅰ号矿体占C+D级总储量的33%。海罗岭铌钽矿区地处武夷山北东向隆起带中段，烧湖里一丘坊断裂带与沙地一大柏地东西向构造带交接的复合部位。出露地层主要为震旦系浅变质岩系。

构造以东西向和北北东向断裂最为发育，并控制着岩体、矿体及各类脉岩的展布。岩浆岩有燕山早期的细粒似斑状花岗岩、中细粒黑云母花岗岩以及中粒铁锂云母化钠长石化花岗岩。后者为细粒似斑状花岗岩的蚀变岩相，是铌钽的矿化岩。石城县海罗岭铌钽矿区具体分布位置如图1所示。

图1 铌钽矿床具体分布位置图

2 铌钽矿床的地质特征

综合岩石的矿物成分、结构构造及岩体产状特征，将本区碱中性岩进一步划分为碱性正长岩、碱性正长斑岩，碱性粗面岩、碱性粗面斑岩，碱性闪长岩等5种岩石类型。碱中性岩普遍具有富含碱性长石的特征，碱性长石含量一般75%～90%,高者可达95%以上；其次含一定量的黑云母和少量斜长石,黑云母含量一般3%～15%。

表1 海罗岭铌钽矿区样品分析结果表

2.1 矿体产状与形态规模

矿体呈脉状、透镜状赋存于爆发角砾岩和细粒似斑状蚀变花岗岩的内外接触带，局部有分枝复合、膨大缩小等现象。矿体规模大小不一，主矿体（1号矿体）长240m～330m，宽4m～60m，储量占全区总储量的85%以上。其余矿体长40m～115m，宽2m～24m。

2.2 矿石矿物组成及品位变化

主要有用矿物为铌钽铁矿、锰钽铁矿、细晶石、变种锆石、铁锂云母及锂云母等。全区主产元素平均品位：Nb2O50.0169%，Ta2O50.0169%。副产元素平均品位：Li2O0.111%，Rb2O 0.152%，（Zr+Hf）O20.0077%。矿石可选性能尚好，选矿回收率分别为56.84%和56.62%.浮选尚可回收铁锂云母（锂和铷）。经过实地踏勘调查取样分析，海罗岭铌钽矿区样品分析结果表见表1，稀有元素氧化物含量曲线如图2所示。

图2 海罗岭铌钽矿区稀有元素氧化物含量曲线图

2.3 矿石结构构造

蚀变花岗岩矿石多呈中细粒花岗结构，爆发角砾岩矿石呈角砾状结构，伟晶岩型矿石则呈花岗伟晶结构，所有矿石均呈块状构造。

2.4 控岩控矿构造

作为整个“帚状”构造核心的东西向断裂带，是矿区成矿主要控矿构造，它对矿液活动起着屏障作用，控制着矿体的分布范围。

新华夏构造，对矿液活动起着导矿和储矿作用，控制着矿体的形态。而同是东西向构造成分的F2断裂，在成矿之后又有活动，直接限制了矿体的南部边界。

3 海罗岭铌钽赋存状态

3.1 铌钽的存在形式

根据大量岩矿鉴定和选矿试验样、物质组分的研究证明：铌钽元素主要呈单矿物存在，嵌布于造岩矿物间，有时变与萤石连生[2]。

通过平衡计算，主要铌钽矿物（铌钽铁矿和细晶石）回收率达到56%～63%，而石英、长石、云母及黄玉中铌钽元素含量约小于30%，说明尚有部分铌钽矿物呈微细包体嵌入造岩矿物中。

经选矿试验结果，铌钽回收率为：Nb2O5回收率为56.84%，Ta2O5回收率为56.62%。经江西省地质局九○九队实验室所作人工重砂（指矿体）铌钽矿物平均回收率为42%～60%。

锂、铷大部分赋存于云母类矿物中。其中铷有50%左右赋存于云母类矿物中，尚有50%左右呈分散状。铌钽矿重选试验之中矿和尾矿经浮选，氧化锂的回收率为69.42%，氧化铷为42.29%；浮选精矿再经强磁选作业，最终可获回收率：氧化锂91.09%，氧化铷88.52%。

3.2 铌钽的重选回收情况

在矿床勘探后期，选择矿区内品位具代表性及占C级总储量66%的Ⅰ号矿体采取可选性试验样，样品分布于地表探槽及钻孔中。具体数据可以通过表一清晰表示出来。总样重1983.75千克，其中槽探占808.5千克，钻孔占1175.25千克。

由江苏省地质局南京实验室测试。根据矿石中有用矿物铌钽铁矿、锰钽铁矿、细晶石比重大，具弱磁性（细晶石除外），而主要脉石矿物长石、石英、云母、黄玉的比重小的特点，采用重选—磁选流程进行试验。试验结果表明：原矿中主要铌钽矿物有铌钽铁矿、锰钽铁矿及少量细晶石，伴生矿物有铁锂云母及锂云母等。原岩经化学分析，含Nb2O50.0114%，Ta2O50.0119%。通过选矿试验，获得铌钽精矿含 Nb2O519.57%，Ta2O533.89%，（Nb+Ta）2O553.46%[3]。按此化学分析计算的回收率为：Nb2O556.84%，Ta2O556.62%。

矿石中铌钽矿物的嵌布粒度细小，要过到基本单体解离，必须较细的磨矿粒度，而细粒物料的重选回收率不高。铌钽精矿中含有相当数量的黑钨矿，WO3含量为0.88%，这部分黑钨矿的磁性与铌钽铁太和（特别是锰钽铁矿）的磁性十分相近，企图用强磁选使两者分离未获成功，因此影响精矿质量。

细晶石无磁性，在强磁选过程中损失于尾矿中。其精选尾矿用摇床再选是，因矿量较少，摇床稳定性差，细晶石质量不高，亦影响总的铌钽精矿质量。原矿中铌钽金属的分散量较大，这是回收率低的主要原因。重选尾矿含Li2O 0.151%、Rb2O0.143%、Cs2O0.018%，其赋存状态尚未查清。

铌钽矿重选试验之中矿和尾矿，经浮选作业可获含Li2O1.17%、Rb2O0.69%的云母精矿，回收率（对入选试验样而言）分别为69.49%和42.29%；浮选精矿再经强磁选最终云母精矿品位：Li2O1.30%、Rb2O0.74%，其回收率分别为91.09%和88.52%。

云母类选矿试验表明，重选尾矿中的锂绝大部分赋存于云母类矿物中，而铷只有50%左右赋存于云母类矿物中，还有50%左右的铷呈分散状态。最终获得铌钽精矿Nb2O519.57%，Ta2O533.89%，回收率Nb2O556.84%，Ta2O556.62%；云母类矿物经浮选再经强磁选，最终获得云母精矿Li2O1.30%、Rb2O0.74%，回收率Li2O 91.09%、Rb2O88.52%，矿石可选性能良好。

4 结语

本文对江西海罗岭铌钽矿成矿地质特征及铌钽赋存状态研究进行分析，通过对铌钽矿床成矿地质概况的论述，分析了铌钽矿床的地质特征，并通过具体取样论证海罗岭铌钽赋存状态，实现本文的研究目的。

实验论证表明，本文的论证具有科学的数据支撑。希望本文的研究能够为江西海罗岭铌钽矿成矿地质特征及铌钽赋存状态研究提供理论依据。