江西赣县栏地窝钽矿床矿物特征分析

2022-10-21曾以吉袁启文

世界有色金属 2022年15期

关键词：锡石白云母高岭石

曾以吉，袁启文，衷毅

（江西省地质局第七地质大队，江西赣州 341000）

1 研究区概况

矿区位处于南岭地区中东部。区内主要为低山丘陵地貌，地形起伏较大，切割厉害，海拔高程350m～600m，相对高差200m～300m。气候属亚热带东南季风，温暖潮湿，四季分明，雨量充沛。

区域内地层分为基底（Z-∈）、盖层（D-P）、断陷盆地沉积（K）三个构造层，以广泛出露震旦-寒武系基底岩系为特征。泥盆系、石炭系、二叠系和侏罗系、白垩系，以及第四系少量分布。

矿区大地构造位于南岭东段隆起带之宁（都）于（都）拗陷区，北北东向于山构造带与东西向崇义—会昌构造带的交汇部位，矿区以东西向、北北东向构造为主，叠加北东向、北西向、近南北向构造的格架。成矿区划隶属南岭成矿带于山成矿亚带之赣县-于都钨、锡、钼、铋、铜、铅、锌、银多金属，以及钽、铌等稀有及稀土矿集区的长坑矿田内。

区域内岩浆活动频繁，以侵入为主，具多期、多阶段侵入活动特点，形成了大面积分布的岩浆岩体，以岩基、岩株出露面积最大，岩瘤、岩滴分布数量最多。主要岩浆活动时期分为加里东、海西—印支及燕山期。燕山期是区内岩浆最为活跃的阶段，岩体分布广，岩体内富含W、Sn、Pb、Zn、Ag等成矿元素，为成矿提供丰富的物源，本期岩浆活动与区内丰富的内生矿产的成矿作用关系十分密切。

由于前人对该区域钽矿床矿物研究较少，研究程度不高。目前，我国对稀有金属的需求日益增加，笔者针对栏地窝钽矿床的矿物特征进行了初步的探讨，为以后南岭地区钽铌矿等稀有金属的地质找矿工作，及钽、铌等稀有金属矿山的开采和选矿工作提供可靠的资料依据。

2 样品和分析方法

由江西省地质局第七地质大队地勘院采集的试验大样，由原江西省地矿局试验测试中心选矿室将选矿大样粗碎至-2mm，再按要求配置成具代表性的试样后，经拌匀缩分后提供。运用光谱、化学分析，岩矿光、薄片和重砂及其光、薄片鉴定，单矿物分选，比重测定，微化定性分析，X-射线衍射分析和电子探针定性定量分析等诸多手段，进行了较全面深入细致的综合研究。

3 栏地窝矿床矿物特征

通过对矿石物质组分的分析研究，本区目前基本查明的矿物约有85种；其中金属矿物为60种，非金属矿物25种等。

矿石中金属矿物主要为钽铌矿物和其他金属矿物，钽铌矿物为：黄钇钽矿、钇钽铁矿、铌钽锰矿（钽锰矿、铌锰钽铁矿、铌钽铁矿、钽铁矿）、细晶石、褐钇钙矿、含钽锡石、含铌、钽黑钨矿等；其他金属矿物有：氟碳钙钇矿、硅铍钇矿、磷钇矿、独居石、闪锌矿、方铅矿、辉钼矿、黄铜矿、黄铁矿、磁铁矿等。

非金属矿物有石英、白云母、绢云母、高岭石、三水铝石等。

现重点对主要金属矿物黄钇钽矿、铌钽锰矿、钇钽铁矿、含钽锡石及铁锰钨矿等和非金属矿物石英、白云母、高岭石和长石等，通过研究其矿物的形态特征、赋存状态和共伴生交代关系，对栏地窝钽矿床的主要矿物有一定的了解。

（1）黄钇钽矿：黄钇钽矿是本矿床主要工业钽铌矿物之一。原矿中常呈自形-半自形四方长柱状和厚薄不等的板状、板柱状晶粒，有的呈板柱状晶组成的晶簇。

矿物呈浅黄、黄褐、褐黄、棕黄褐、棕灰、褐灰（黑）等色，常见其浅黄色板体中，局部呈现灰黑之色斑或色带。树脂至玻璃光泽，性脆，可见两组完全解理，断口为贝壳状。维氏硬度为947kg/cm2，相当摩氏硬度6.6。实测比重为6.69。具中强的电磁性。

偏光镜下半透明至微透明，浅黄至黄褐色。有变生和结晶两种，一般呈黄色者为变生状态均质性，局部非均质性；呈黄褐色者为结晶状态，可见具明显的异常干涉色（其最高为一级灰白），一轴晶，正光性。折光率＞2.017近于2.072。在反射光下呈灰白色，内反射为黄褐色，反射率与铬铁矿相似。

黄钇钽矿形成于自交代时期之白云母化阶段，与白云母（绢云母）嵌连最为密切，并常与长石、高岭石、石英、石榴石等连生，有的同铌钽锰矿呈穿插交生，偶见与锡石嵌连。主要与铌钽锰矿、铁钨锰矿、含钽锡石、磷钇矿、独居石等共生(见图1)。

图1 黄钇钽矿在赋存状态

（2）铌钽锰矿：属Fe2+-Mn2+、Nb5+-Ta5+两组完全类质同象系列，即常为铌—钽铁矿族中较富含Ta和Mn成分的变种。是较具代表的次级工业矿物，也是钽元素的主要赋存形式之一。

铌钽锰矿的自形程度较好，一般多呈自形、半自形晶粒，常以斜方柱状（短柱状为主）、厚板状、微粒者似瓜子状形态出现，不规则它形粒状者，棱角普遍。该族矿物的颜色基调黑—棕红色，本矿物为Mn的端员分子，主要呈浅褐红及暗棕红色，少数为褐灰黑色。该矿物表面常见局部覆有黄—灰白色薄膜。一般的颗粒微透明至半透明，玻璃光泽、半金属光泽。性脆，断口参差状，略显油脂光泽。颜色较深者断口半贝壳状并显金刚光泽。具中强电磁性。透射光下无色至浅红褐和橙黄色等。多色性弱，个别颗粒局部呈显非晶质化现象。反射光下灰色显樱红色。反射率较近于闪锌矿。

铌钽锰矿主要形成于钠长石化阶段，普遍与白云母相关密切，也见与黄钇钽矿穿插交生和被高岭石包裹。共生矿物主要为黄钇钽矿、锡石、铁钨锰矿、细晶石、白云母等

（3）钇钽铁矿：钇钽铁矿也是本矿床主要钽铌矿物之一，其颗粒一般为0.2mm～0.075mm,较黄钇钽矿晶体小。钇钽铁矿呈黑褐色、棕褐色、棕红色，条痕灰色，半金属光泽、玻璃光泽，半贝壳状断口，解理清晰，维氏硬度为494kg/cm2，摩氏硬度5.45，比重6.81，中—强电磁性，镜下透明—半透明，黄褐色，均质体，反光镜下灰色，内反射亮灰白色，反射率为13.8%(黄光)。

（4）含钽锡石：锡石系矿石中可供综合利用的金属矿物，同时也是锡最主要的赋存形式。其在矿石中主要呈它形粒状产出，少数较自形晶，主要见有四方双锥和歪形柱状晶粒及其聚合晶簇状，偶尔出现膝状双晶和长、短比值5～7左右的四方长柱状晶粒。多呈棕褐、褐红、铁黑等色，无色者较少，颜色常呈现斑点状或条带状。条痕为浅褐至褐色，金刚光泽、油脂光泽。性脆。断口呈贝壳状或不平坦状。三个单矿物实测的比重为6.891～7.044,平均6.967。偏光镜下为褐或无色，高正突起，糙面显著，干涉色可达3～4级顶部。反射光下为灰白色。

含钽锡石主要形成于自交代时期的白云母化阶段，含Nb低且不普遍。与白云母（绢云母）关系甚为密切，并与黄玉、铁钨锰矿、铌钽铁矿、黄钇钽矿、锰铝榴石等共生（图2）。

图2 含钽锡石的形态特征和赋存状态

（5）铁钨锰矿：矿石中的黑钨矿大多数是铁钨锰矿。铁钨锰矿为主要的共伴生金属矿物，多呈不规则粒状，半自形单斜板柱状晶粒少见。粒径个别达0.875×0.75mm，极细者为解理裂碎之叶片状，长0.02左右。一般为0.05mm～0.25mm。颗粒表面常被黑色的铁钨华薄膜复盖。轻轻擦压之易沿解理裂开成碎屑。条痕褐红、灰黑色，性脆。新鲜断面黑色、棕褐黑色。一般呈半金属光泽，断面显金刚光泽。

它主要形成于自交代期之Na-Li阶段，与白云母、斜长石关系密切，并与锡石、铌钽锰矿、黄钇钽矿和锰铝榴石等共生。

（6）石英：石英是矿石中含量最大的脉石矿物。见有原生石英和次生硅化石英两种。其以原生石英为主，呈不规则之粒状。在颗粒边部、中间，均见有绢云母交代充填。也见有风化作用自碎崩解而产生的尖棱状碎屑。个别晶体可见石英呈假六方环状，生长有一种具柱状和菱形的矿物。次生硅化石英呈微细脉状，也见及后期团块状之硅化石英。其表面略显新鲜，但也有绢云母交代充填于边部。颗粒大小一般为0.2mm～1.5mm，个别达2.5mm～3mm。在石英中常有0.1mm～0.3mm细小自形板条状斜长石晶体穿插。

（7）白云母（绢云母）：其白云母为原生组分，可见早期黑云母退化而来的迹象。呈残留不规则片状或细碎鳞片状集合体。一组解理完整。局部可见柔褶、弯曲现象。多沿石英、长石颗粒边缘分布。一般粒径为0.25mm～0.5mm。实测比重2.840、2.819。在其解理缝内常可见黑钨、铌钽锰矿、黄钇钽矿、含钽锡石等嵌布。绢云母为后期蚀变产物，多为细碎鳞片集合体。呈面状、团块状、霏细粉状，充填交代石英、长石产出。少数呈簇状、微细脉状分布。颗粒一般为0.02mm～0.5mm不等。在其团块内常有锡石等嵌布。云母单矿物微量元素的化学分析平均结果见表1。其揭示了矿石中所含之Li、Rb、Cs，几乎均集中地赋存于白云母（绢云母）内。此外，其中的Sc相当于原矿的3.3倍，浓集率甚高。

表1 白云母（绢云母）的主要微量元素化学分析结果

（8）高岭石、长石：矿石中有斜长石和钾长石两类，斜长石呈自形、半自形板柱状，见有聚片双晶和卡式双晶，属钠长石、钠更长石。常见交代穿插钾长石或生于其中。粒径为0.5mm左右，细小板条状者，粒径多在0.1mm～0.3mm之间。钾长石以微斜长石为主，条纹长石次之，偶尔见有浅兰色的天河石变种。钾长石呈半自形，它形之宽板状，见有格子双晶，也见叶片状条纹结构。表面常具土化。粒径0.2mm～1.5mm，个别达5mm。斜长石、钾长石、石英多互为交生，并受白云母，尤其是后期绢云母强烈交代蚀变，难以单体解离。经风化作用，长石大多已变成高岭石、三水铝石，致使许多长石都保留个外形而已。有些则局部仅留细小毡状残留体，构成残留结构。矿石中长石和高岭石的含量与风化程度互成消长关系，在试验大样原矿中高岭石多于长石。其量比约为1.3。长石、高岭石单矿物的几种微量元素的化学分析结果见表2。