蛟河市新发铌钽、钾长石矿地质特征简介

包延辉，曾年发，侯东廷，廉峻岐，胡明全，沈文峰，申大伟

（吉林省第五地质调查所，吉林 长春 130061）

主题词：蛟河市新发；铌；钽矿；钾长石矿

1 基本概况

矿区位于蛟河市琵河林场的丘陵山区，行政区划隶属吉林省蛟河市白石山镇琵河村，矿权人是珲春市瑞丰矿业有限公司。

勘查区距白石山镇20km，距漂河镇30km有林业运材公路相通，距蛟河市距约40km，白石山镇和蛟河市及珲春市有二级公路、高速公路，普通铁路、高速铁路相连，交通极为方便。

工作区以自然林和人工林覆盖为主，地表覆盖层2.0m～3.0m，区内最高海拔标高922.8m，最低侵蚀基准面为300.0m，高差622.8m，地势东高西低，坡度较陡，区内水系漂河发育，由北东向西南汇入松花江[1]。

本区地势中等，属寒温带大陆性气候，冬季寒冷漫长，夏季温热多雨，春秋干旱温和。年最高气温31.5℃，最低-35℃。雨季多在7月～8月，年降雨量800mm～900mm，封冻期由11月末至翌年4月初，最大冻土层为1.60m～1.80m。

区内居民以汉族为主，有少数朝鲜族居民等，主要从事农业生产，工业有钼、金、煤、硅石、宝石、石材、硅藻土等非金属的开发利用；种植业有药材、黑木耳、榆黄蘑等；养殖业有牛、羊、鹿及林蛙和禽类等。区内水力、电力、通讯、人力资源丰富。

因此，此地矿产开发的自然条件较好。

2 以往地质工作成果

（1）上世纪七十年代至九十年代，吉林省第二地质矿产调查所、吉林省第五地质矿产调查所、吉林省区域地质调查所、吉林省有色六零四、六零七地质队在本区相继开展了矿产普查工作，陆续发现了蛟河煤矿、天岗水晶矿、天岗花岗岩石材矿、大石河钼矿、寒葱沟金矿、琵河硅藻土矿等矿床（点）。

（2）2014年～2016年，珲春市瑞丰矿业有限公司在普查区内开展了矿产普查工作。

在1：1万土壤样品测量过程中，土壤金属元素异常多为单点异常，强度低，规模小，对异常点进行多次检查，均未发现蚀变、矿化岩石。

在1：1万地质测量时发现，549高地和922.8高地（少砬哈子）存在次霓辉粗面岩和次霓石粗面岩自然出露的情况。两个高地的岩性特征相同，均为喜山期喷出岩，只是喷出岩体规模大小不同，两个高地喷出岩层理明显，产状：倾向130°～110°，倾角45°～30°。

两个喜山期喷出岩体即为稀有和钾长石矿体。

（3）2017年～2020年，吉林省区域地质调查所在本矿区东侧开展矿产普查，陆续发现3个～4个喜山期喷出岩体，岩性也为次霓辉粗面岩和次霓石粗面岩。地质特征、含矿特点亦相近。说明在本地区开展稀有金属的勘查和开发具有广阔的前景[2]。

3 地质特征

3.1 区域地质背景

工作区大地构造位置位于天山－兴安地槽摺皱区（Ⅰ）、吉黑地槽摺皱系（亚Ⅰ）吉林优地槽摺皱带（Ⅱ），吉林复向斜（Ⅲ），敦化隆起西南部（Ⅳ），敦化－密山大断裂的北西侧。

区内地层仅见有第四系、第三系和二迭系地层。二迭系地层分布于测区的西北部，第三系地层分布于测区的东部，第四系地层分布于测区的河谷中。

本区域内岩浆岩分布广，主要为华力西晚期和喜山期侵入体。华力西晚期侵入体主要分布于区内的中西部；喜山期侵入体主要分布于区内的中部、东部和南部。

本区域地处吉黑地槽褶皱带，受敦化－密山深大断裂控制，构造活动强烈，构造特征复杂，总体构造形态以北东向为主。其次为北西向。均为第四纪河谷冲积物、洪积物所覆盖。

区域内仅发现的多金属和稀有金属矿（化）点共两处。其中铜矿化点1处，铌、钾长石矿点1处（即新发铜矿点、琵河铌矿点）。

3.2 矿区地质特征

矿区大面积出露的岩石是华力西晚期侵入体（γ43-2（3）），以黑云母斜长花岗岩为主。

其次是喜山期侵入体，呈岩株状产出，地貌上表现为明显的不规则圆锥状，面积不同，不规则圆状，面程大的岩株为少砬哈子，面积约3.50Km2，海拔922.80m，亦是矿区内最高山峰；面程小的岩株为549高地，面积约0.50Km2，海拔549.0m，两个岩株岩性特征相同，均为次霓辉粗面岩、次霞石粗面岩，其为铌、钽、钾长石矿的赋矿岩体。呈层状、似层状，层理产状110°～130°/30°～45°（详见插图1）。

图1 蛟河市新发铅及多金属勘查区综合地质图

矿区内以断裂构造为主，主要有北东向和北西向两种，均是敦化－密山深大断裂的次级断裂构造。

3.3 矿体地质特征

2016年，在549高地和922.8高地（少砬哈子），分别布设A-A＇、B-B＇地质剖面，A-A＇采取化学样4个，B-B＇采取化学样7个。有10个样品铌无素大于边界品位，其中有4个样品铌无素达到最低工业品位（详见表1）。这说明两个喷出岩体中稀有金属铌的含量较高，有形成工业矿床的可能。

表1 A-A＇、B-B＇剖面采取化学样分析结果

3.4 矿石地质特征

（1）经自然资源部中国地质调查局成都综合利用所鉴定：矿石中含辉石52.3%、碱性长石43.2%、角闪石1.5%、铁氧化物1.5%、其它矿物1.5%。矿石的主要构造为块状构造，包括风化构造、隐晶状构造和斑状构造三种；常见的结构包括斑状结构和粗面结构；工艺粒度特征表现为：长石类矿物、辉石类矿物和角闪石类矿物的粒度接近，三类矿物中长石粒度整体略粗；铁氧化物类矿物和其它矿物粒度区间高度集中于0.075mm以下。

此外，测试表明，矿石矿样中并未发现铌和钽的独立工业矿物，二者分散分布。其中，铌以类质同象形式集中分布在辉石、长石、角闪石等矿物中，在辉石中相对集中系数81.118%；锆（Zr）集中分布在锆石中，但是由于其矿物量锆石在矿石中的含量仅为0.362%，属于极微量矿物，且粒度微细，常常呈包裹体或者微细粒状嵌布在其他脉石矿物中，只有通过电子显微镜才能发现，本矿石样品中的锆石不具备可选性，更不具备经济价值；钇（Y）含量低，未达到工业利用指标，且以分散形式存在；钾（K）具有独立的矿物，集中分布在钾长石中。

（2）矿石中各元素含量分别为Nb2O50.0316%、Ta2O50.00175%、K2O5.23%、Na2O6.54%、SiO259.93%。TAS化学分析和QAPF矿物分析确定矿石为碱长粗面岩型铌钽矿石；综合铌钽矿床行业标准（DZ/T0203-2002）考虑，确定该矿石为一种碱长粗面岩型原生铌矿石。

（3）从上述化学分析中K2O5.23%、Na2O6.54%、钾和钠的氧化物含量之和已达11.77%。

图2 坯体配方、釉料配方

钾长石在陶瓷、玻璃工业生产中的用量约占30%以上。在坯料体系中除可供Al2O3、SiO2外，还可提供碱金属氧化物。其既是瘠性原料，又是溶剂原料。

目前，优质高岭土矿资源快速减少，而陶瓷、玻璃工业迅猛发展，钾长石矿替代高岭土矿是陶瓷、玻璃工业的必然选择。当前陶瓷、玻璃工业需要钾长石矿质量标准见表2。

表2 钾长石产品质量标准要求一览表

从表2中可看出蛟河市新发矿区的钾长石矿至少是一级品。

（4）综上所述，蛟河市新发矿区既存在战略性的铌、钽矿床，同时也是用途广泛的钾长石矿床，其资源储量相当可观，经济价值更为壮观。

蛟河市新发矿区碱长粗面岩体面积总和达约4.0Km2，平均厚度达100.0m。铌、钽矿床平均品位分别按0.015%、0.008%计算；钾长石矿床平均品位按10%计算，矿石体重按2.5t/m3计算.则估算铌、钽矿床资源储量为铌15.0万吨、8.0万吨；钾长石矿床资源储量为1.0亿吨，因此蛟河市新发是一个特大型稀有金属和非金属矿床。

4 本次勘查存在的不足之处

本次勘查对铌、钽、钾长石矿仅在地表做了少量的地质工作，初步进行了铌、钽矿实验室的选矿试验，但没有圈定可供开发的工业矿体，也没有进行铌、钽、钾长石矿的综合选矿流程试验。

5 下步勘查工作计划

按照《稀有金属矿产地质勘查规范》DZ／T 0203-2002要求,力争在两年内完成吉林省蛟河市新发铅及铌钽、钾长石矿详查。

（1）首先继续在该区进行1/1万地质测量工作，大致查明矿区地质特征，尤其是详细圈定次霓辉粗面岩和次霓石粗面岩体的分布范围，然后在该岩体上，按勘探线施工槽探，并进行系统的采样分析，圈定铌钽、钾长石矿的矿体、矿化体、矿化蚀变带以及氧化带，初步查明其在地表的地质特征。

（2）同时根据铌钽、钾长石矿在地表的地质特征，选择有利部位施工少量钻探工程，大致查明矿体在垂深方向上的赋存规律。

（3）在工业矿体中采集样品进行铌、钽、钾长石矿的综合选矿流程试验。同时开展水文地质、工程地质及环境地质调查工作，对矿山开采技术条件作出评价；进行铌、钽、钾长石矿床资源开发的预可行性研究，对矿山的经济价值作出评估。

（4）提交《吉林省蛟河市新发铅及铌钽、钾长石矿详查报告》，估算铌钽、钾长石矿资源量，并做出总体评价,提出铌钽、钾长石矿首采地段。提出进一步开发的方案。

附：钾长石应用于地板砖生产工艺流程报告。

公司提供的钾长石，经广东省枫溪陶瓷工业研究所化学分析化验结果见化验报告。此矿为肉色钾长石，是生产陶瓷的重要原料。陶瓷研究所委托我厂用贵公司的钾长石原矿做配方生产地板砖做工艺流程实验报告如下：

原矿加工成粉的工艺钾长石的原矿经手选后，破碎（1cm～22cm）再进行石碾，（0.2cm～0.5cm）分级脱水后待用。该流程用的是预式破碎机，进行粗碎和细碎。生产流程如下：

（1）将配比好的原料进行均化处理，然后研磨混合后用超细粉碎机磨粉一次性达到200目用于坯料，一次性达到320日用于釉料。

（2）泥浆除铁、泥浆过筛，然后干燥造粒也叫泥粉均化。

（3）压制成型然后干燥，泥坯上釉印刷装饰。

（4）高温煅烧磨边，然后抛光再进行防污处理。

（5）质量检验，经检验产品合格达到各项指标。

（6）简单地说以上流程就是选料、配料、原料加工、成型、焙干、施釉和1200℃～1300℃的高温煅烧过程。抛光砖还要经过抛光、磨边，最后经过检验包装，最终完成成品。采用的是“一字形的生产工艺流程”设计，就是机械化流水线。

6 总结

（1）钾长石在陶瓷工业生产中的用量约占30%以上，在坯料体系中除可供AL2O3和SIO2外，还可提供碱金属氧化物。其既是瘠性原料，又是溶剂原料。作为瘠性原料具有降低粘土或坯体的可朔性和粘结性，减少坯体干燥与烧成的收缩变形，改善干燥性能和缩短干燥时间等效果钾长石作为陶瓷坯料中的组分，主要作用有钾长石在1130℃开始熔融，形成粘稠的熔体相，能降低坯体的融化温度，有利于成瓷和降低烧成温度，起到节约能源的作用。

（2）钾长石熔体能溶解部分高岭土分解产物和石英颗粒，液相中的A2O3和SO2相互作用，促使莫来石晶体的成核和生长，赋予坯体以机械强度和化学稳定性，钾长石熔体填充于品粒间，有助于坯体致密和减少孔隙。

（3）钾长石熔体冷却后构成瓷的玻璃基质，可改善透明度，并有助于提高坯体的机械强度和电气性能。

（4）钾长石的组成中包含有瓷坯中的主要氧化物SiO2、A12O3、CaO、MgO、Fe203、TiO2、K2O、和Na2O等。因此可作为主要原料代替纯碱、叶腊石以及工业氧化铝等工业原料，降低成本。在釉料中钾长石是形成玻璃相的主要成分。