江西宜春钽铌矿矿床地质特征及富集规律

2022-01-22巫志豪张连湘潘世语丁亮彭蜀涛

四川有色金属 2021年4期

巫志豪，张连湘，潘世语，丁亮，彭蜀涛

（江西有色地质矿产勘查开发院，江西南昌 330001）

宜春钽铌矿位于宜春市袁州区新坊镇境内，大地构造位置地处于萍—广（钦—杭大断裂）深大断裂的南侧，武功山隆起区北东段。矿体产于雅山花岗岩株的东缘顶部，钽、铌呈细粒浸染状嵌布于强、中钠长石化锂云母花岗岩带中及富锰铌钽铁矿、细晶石、含钽锡石等工业矿物内［1-2］。本文在宜春钽铌矿工人村区段补充勘查实地工作所得的基础上，总结了对该矿床的地质特征，并对其形成机制进行探讨，旨在为该区后续深边部找矿提供指导。

1 矿区地质

宜春钽铌矿位于武功山复背斜的北东端东南翼。矿区断裂构造复杂，为各期岩浆侵入创造有利的空间条件，为成矿提供了有利条件；矿区内岩浆活动频繁，在区内广泛出露（图1），并具多期次特点，与成矿有关的岩体为燕山早期第二阶段第三次侵入形成的雅山花岗岩复式岩体，据K-Ar法测定，年龄值为131～157Ma［3］，岩体分相明显，以细粒白云母花岗岩中钠长石化锂云母化岩相带与钽铌稀有金属矿化关系密切［4-5］，岩体SiO273.24%～77.94%、K2O+Na2O8.66%～8.69%、Na2O/K2O1.21～2.45，显示出超酸性富碱高钠特点。

图1 宜春铌钽矿地质略图

根据物质组分、结构构造、稀有元素含量等从上至下划分6个带（图2），依次为伟晶岩带（Ⅰ）→强钠长石化锂云母化花岗岩带（Ⅱ）→中钠长石化锂云母化花岗岩带（Ⅲ）→弱钠长石化花岗岩带（Ⅳ）→中粒二云母花岗岩带（Ⅴ）→中粗粒—粗粒黑云母花岗岩带（Ⅵ）［6］，各带呈渐变关系，似层状产出，产状平缓，沿变质岩接触带沿伸。

图2 宜春钽铌矿0号勘探线剖面图

矿床各蚀变分带地质特征如（表1）所示，随着交代强度的变化，各类矿物含量及物理化学性质有明显的变化，总结归纳如下：

表1 矿床各带主要特征表

（1）由上至下，含锡钛钽铌矿等含钛矿物逐渐增多；锡石颜色由黑变浅；锆石由变种锆石到普通锆石［7］；硫化物由少变多；钽铌比值由大变小，而富锰铌钽铁矿中的钽铌比值则向下增加，主要是上部出现大量的细晶石所致。

（2）云母类矿物成份从上到下的变化规律由锂云母至锂白云母至黑鳞云母。

（3）岩石的颜色从上到下由白、灰白到灰色，钠长石由多变少，钾长石、石英则由少变多。

（4）钽、锂、铷、铯、铍等元素的品位随着钠长石化、锂云母化的强度下降而降低，成正相关，而铌变化不大，向下略有增加，成负相关，稀土、锆、铪、铀、钍等元素各带含量都很低，但总的趋势向下略增高，与蚀变关系不明显。

（5）矿体与蚀变带形态基本一致，但不完全吻合，一般强钠长石化、锂云母化带上部为工业矿体，中钠长石化及少部分弱钠长石化为低品位矿［8］。

2 矿体特征

矿体产于雅山花岗岩株的东南缘之顶部［9］，为一个三面裸露于地表的大矿体，顶部尚残留有似伟晶岩和变质岩，说明剥蚀深度不大，矿体保存较完整。矿体严格沿岩体内接触带分布，矿化面积2.80km2。矿床以NE向张性断裂FⅢ为界划分出四一四区段和工人村两个区段，四一四区段为主矿体，矿体规模大及矿化深度、强度大，是矿床开发的主体；工人村区段矿体规模小，矿化相对较弱。

四一四区段主矿体走向NE，延长约1700m。S、N、W三面裸露于地表，东面倾伏于变质岩之下，EW平均宽644m，矿体厚度与地形剥蚀程度密切相关，中部地形高，剥蚀浅，厚度大，最大可达196m，两端地形低，矿体厚度相应变小以至尖灭，平均厚度60m，形态简单，呈似层状产出。总的走向NE40°～45°，倾向SE，倾角10°～28°，平均18°。主矿体分布标高625m～951m，埋深0m～339m。

工人村区段包括3个矿体，为V1、V2、V3。其中V1为主矿体，裸露于地表及浅部，形态简单，呈似层状产出,总体走向NE30°～35°，长300m～480m，倾向SE，倾角10°～15°，平均12°，EW平均宽280m，地表出露面积约0.12 km2。矿体明显受硅化破碎带FⅢ、FⅣ控制，其中FⅣ将V1矿体分为NW和SE两矿块，两者均在FⅣ附近尖灭，FⅢ则控制V1矿体SE侧边界，即FⅢ上盘为V1矿体，下盘为非矿体，西部矿体由于有民采，矿体厚度相应变小以至尖灭。V2矿体位于V1下方间距10m～40m，分布标高663m～740m，矿体分为NW、SE两部分，NW部分近似正方形，宽约140m，矿体大致倾向NE，倾角16°；SE部分近似梯形，NE向顶底边长分别为230m和110m，SE向高150m，倾向NNW，倾角平均约10°，矿体厚2m～20m。

V3矿体分布在最下方，为最下层隐伏矿体，分布标高645m～705m，平面上形态呈不规则状，矿体倾向NW，倾角5°～10°,矿体厚度2m～10m。

3 富集规律

矿床自下而上TiO2和二价氧化物含量总体是逐渐降低的，而Al2O3、Na2O、F 和H2O则逐渐增高，说明环境相对封闭，岩体顶板变质岩起到了很好的屏蔽作用，岩浆晚期汽液相对缺氧而富氟，在这特定的还原环境下发生交代作用并且随着汽液运移及降温方向由弱变强，稀有元素矿物（钽铌等）则由少及多逐渐富集成矿，从而形成上富下贫的特点。

矿床位于武功山隆起区北东段，区内断裂构造发育，多期多次叠加活动，为燕山期中小型侵入体的灌入创造有利的成矿空间条件，故矿床的生成与岩浆岩的性质和岩浆作用的演化发展以及断裂构造有密切联系，矿床的形成与岩浆中稀有元素含量有密切关系，形成本矿床的雅山花岗岩体中的正常花岗岩稀有元素含量较高（表2）。

表2 正常花岗岩中稀有元素含量与花岗岩平均值对比表

由表2可知，正常花岗岩中钽的含量为一般花岗岩中平均值8.8倍，铌为3.4倍，锂为11.5倍，铯为21倍，铷为4.5倍，这是形成矿床的物质基础；根据矿区花岗岩含钽品位的变化特点，一般高于平均花岗岩20倍时，出现较多的钽铌独立矿物，高于30倍时，出现大量的细晶石、富钽铌铁矿。

矿区钽、铌的含量与氟、钠、锂等挥发组分和碱性金属组分的含量成正比关系，此反映了挥发组分和碱金属组分，随着岩浆分异作用的进行而逐渐向岩体顶部富集。

矿区钽铌矿化强度与二氧化钛含量呈反比关系（图3），下部正常花岗岩中钽钛比值为0.025，出现较多榍石、钛铁矿，而钽铌独立矿物较少，中部钽钛比值为0.57，虽可形成钽铌独立矿物，但伴随有含钛矿物出现，矿物中含钽品位不高，上部钽钛比值为2.75，出现大量的钽铌独立矿物，形成富矿体，同时极少有含钛矿物出现。一般在花岗岩中含钛高时，常出现榍石、钛铁矿和高钛黑云母，同时由于钛与钽铌之间置换能力很大，钛高时对钽铌起分散作用，钛低时对钽铌其富集作用。

图3 各岩相带中某些组分与钽铌比值关系图

矿石中矿物的生成期划分有岩浆期、岩浆晚期及岩浆期后等三期五阶段，其中岩浆期黑磷云母白云母化阶段主要生成的矿物有中性长石、微斜长石、黑云母、更长石、黑鳞云母、白云母、钾长石、独居石、磷钇矿、普通锆石等［10-11］；岩浆晚期（分第一、第二期钠长石化锂云母化阶段）主要生成的矿物有鳞片状锂云母、条柱状钠长石、细粒鳞片状锂云母、细晶石、富锰铌钽矿、黄玉、变种锆石、含钽锡石、含锡钛钽铌矿及黑钨矿等；岩浆期后（分云英岩化和伊利石阶段）则主要生成硫化物、碳酸盐及伊利石等。