巴西鈮鉭礦典型礦床特征及其資源分布規(guī)律和找礦方向*

沈莽庭，郭維民，徐 鳴，孫建東

（中國地質(zhì)調(diào)查局南京地質(zhì)調(diào)查中心，江蘇南京 210016）

鈮和鉭金屬具高熔點(diǎn)、高沸點(diǎn)、耐腐蝕、單極導(dǎo)電、超導(dǎo)性和在高溫下強(qiáng)度高等特征，通常是冶金、電子、醫(yī)療、航空航天、機(jī)械及原子能工業(yè)中重要金屬原材料。鉭鈮成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵元素日益受到世界各國的青睞，因此,鈮鉭礦產(chǎn)已被眾多國家列為國家重要戰(zhàn)略性礦種資源之一。

巴西是世界上鈮鉭儲量最豐富的國家，國內(nèi)外有關(guān)專家、學(xué)者對巴西鈮鉭礦床已進(jìn)行過礦石組合特征、地球化學(xué)成礦作用及礦床類型、成礦模式等諸多方面的研究。Heinrich 早在1964 年就研究了巴西圣若昂德爾雷（the S?o Joao del Rei）礦區(qū)偉晶巖Li-Ta礦化過程，提出偉晶巖鋰鉭成礦作用的巖漿階段、熱液階段和相應(yīng)礦物共生序列組合，并認(rèn)為熱液階段是Li-Ta 礦化的主要過程（Heinrich，1964）。Mar‐tine 等（1997）和 Andrade 等（2017）則借助于巴西米納斯吉那斯州賦存于太古代綠巖帶中古元古代富有Li、Cs 稀有元素的VoLta-Grande 花崗偉晶巖中的K/Rb 元素比值來研究偉晶巖內(nèi)Rb 和Cs 濃度配分演化，并以此確定早期鈣-鈉偉晶巖化為析出錫石、鋰輝石和晚期鉀化蝕變是鉭鐵礦轉(zhuǎn)變微晶巖的主要礦化階段；Pedro 等（2011）對巴西中部卡塔朗I（Catal?o I）鈮礦床資源、地質(zhì)和地球化學(xué)特征進(jìn)行了分析與研究；Mitchell（2015a）重點(diǎn)研究了巴西阿拉薩（Araxá）為代表的堿性雜巖中碳酸巖有關(guān)的原生、次生鈮礦床成礦類型和影響鈮成礦的主要地質(zhì)因素；Frank 等（2017）對巴西米納斯吉那斯州的圣若昂德爾雷和博爾博雷瑪（Borborema）Aracuai 偉晶巖型鈮鉭礦床的鉭(鈮-錫)礦化的礦物學(xué)和化學(xué)演化的成礦模式進(jìn)行了分析研究；David（2018）則對花崗偉晶巖型鉭成礦過程進(jìn)行研究，提出了偉晶巖型鉭礦成礦分層、分帶模式，并且認(rèn)為含有H2O、B、F、P等揮發(fā)分及稀有堿金屬（Li、Cs、Rb）和高強(qiáng)場元素（Nb、Ta、U、Sn）的偉晶巖熔體巖漿對成礦過程中鉭礦化結(jié)晶與分餾成礦、優(yōu)化其溫度與壓力有重要的影響。王汾連（2012）也對國內(nèi)外鈮鉭礦床研究進(jìn)展進(jìn)行了分析，認(rèn)為有關(guān)鈮鉭礦床富集機(jī)制是由富F-Na 和稀有金屬(鈮、鉭等)元素的花崗熔體經(jīng)結(jié)晶分異作用形成或鈮鉭礦化與賦礦巖石鈉長石化、鋰云母化等密切相關(guān)，并且是由巖漿期后流體交代早期形成的花崗巖發(fā)生蝕變富集鈮鉭稀有金屬礦化所致；李以科等（2019）則側(cè)重于對巴西堿性巖-碳酸雜巖體Nb-P-REE等礦化元素成礦作用與規(guī)律的研究。

基于諸多國內(nèi)外相關(guān)專家學(xué)者就有關(guān)鈮鉭礦床研究成果和發(fā)表的相關(guān)文獻(xiàn)，為本文撰寫巴西鈮鉭礦床的資源類型和時(shí)空分布規(guī)律、礦化特征及找礦方向奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和相對完整的資料。為了貫徹國家“走出去”礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略和“一路一帶”倡議，本文著力系統(tǒng)總結(jié)巴西鈮鉭礦床相關(guān)的許多地質(zhì)調(diào)查成果和已公開發(fā)表的鈮鉭礦床年代學(xué)等文獻(xiàn)資料，歸納出巴西典型鈮鉭礦床類型、資源分布規(guī)律，旨在分析巴西鈮鉭礦資源找礦方向，不僅可提高對巴西鈮鉭礦資源的認(rèn)識，而且為中國境外企業(yè)投資并把握巴西鈮鉭礦產(chǎn)資源分布規(guī)律，為今后在巴西鈮鉭礦找礦勘查提供基礎(chǔ)信息和理論指導(dǎo)。

1 巴西鈮鉭成礦區(qū)域地質(zhì)背景

巴西位于元古代已固結(jié)的南美地臺內(nèi)，區(qū)域構(gòu)造分為北部圭亞那、中部中巴西和東部濱大西洋3個(gè)古老地盾，并在這些地盾之間自古生代開始逐漸形成了亞馬遜、帕納伊巴和巴拉那3 個(gè)拗陷沉積盆地，總體形成“三盾三盆”的現(xiàn)代構(gòu)造格架。古老的地盾主要由亞馬遜（Amazonas）、圣路易斯（S?o Luís）、圣弗朗西斯科（S?o Francisco）、路易斯阿爾維斯（Luís Alves）、拉普拉塔（Rio de La Plata）等系列克拉通和諾日德斯特（Nordeste）、巴西利亞（brasilia‐no）、阿拉奎（Aracuí）、戈易亞斯（Goias）等一系列褶皺造山系組成，并多被中—新元古代沉積巖、火山巖覆蓋。這些巖石幾乎沒有經(jīng)歷很強(qiáng)的變形作用，大多保存了比較好的原始結(jié)構(gòu)構(gòu)造。

巴西前寒武系主要出露在圭亞那地盾南部，中巴西地盾的中、東部，大西洋地盾的東南部地區(qū)?；纂s巖在古太古代（約3.5 Ga）—早奧陶紀(jì)（500~480 Ma）歷經(jīng)了漫長地史演化過程，巖石組合為片麻巖、角閃巖、混合巖和侵入其中的多種灰色片麻巖套（TTG）夾有變質(zhì)（超）基性巖等肢解殘存的綠巖帶（變質(zhì)火山沉積巖系）組成高級變質(zhì)巖；奧陶紀(jì)—中生代在早期的克拉通基底上形成了大量的片巖、千枚巖、大理巖、石英巖等沉積變質(zhì)層序；中生代之后呈現(xiàn)較為穩(wěn)定的狀態(tài)，除部分地區(qū)海陸交互相之外，絕大部分為陸相碎屑巖沉積相。

巴西地質(zhì)構(gòu)造總體由前寒武紀(jì)古老結(jié)晶基底（地盾）和顯生宙沉積盆地組成?；捉?jīng)歷了泛亞馬遜造山事件（古元古代）、中元古代晚期陸塊匯聚、巴西利亞造山作用/泛非造山作用等重大造山事件，區(qū)域構(gòu)造方向大部分被改造為南北向。這些前寒武紀(jì)古微陸塊核之間的匯聚和造山運(yùn)動(dòng)伴隨著大量的火山巖漿侵入噴發(fā)活動(dòng)，產(chǎn)出廣泛的偉晶巖型鉭、鈮、鈹、鋰、銫、銣等稀有金屬成礦區(qū)（帶）（London,2008a；2008b；董永觀等，2015）。另外，在盆地邊緣和地盾間伴隨顯生宙形成的深大活動(dòng)斷裂帶為深源巖漿提供了通道，形成了堿性-碳酸巖漿巖帶，發(fā)育Nb-Ta、REE 等稀有、稀土元素等系列礦床。漫長的地史演化伴隨多期次巖漿構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，使巴西成為世界上鈮鉭儲量最為豐富的國家。

2 巴西鈮鉭礦產(chǎn)資源概述

2.1 巴西鈮鉭礦主要類型

全球鈮資源儲量超過430 萬t，并且分布相對集中（Gunn et al.,2014;Schulz et al.,2017）。據(jù)最新數(shù)據(jù)，巴西鈮鉭礦資源儲量居世界首位（鄧攀等，2019；USGS，2020），其中鈮資源儲量約410 萬t，占世界資源儲量95.35%；鉭資源儲量為3.4萬t，占世界總量的30.36%（曹飛等，2019）。

巴西鈮鉭礦多以鈮、鉭獨(dú)立礦物（如燒綠石、鈮鐵礦、鉭鐵礦、細(xì)晶石、黑稀金礦、褐釔鈮礦、鉭鐵礦和鈦鈮鈣鈰礦等）為主，多呈浸染狀分布于含礦巖石中，也有部分以類質(zhì)同象形式賦存于云母、霓石、榍石、鈦鐵礦等礦物中。

據(jù)公開發(fā)表文獻(xiàn)（Frank et al.,2017;Nilson et al.,1998;Mitchell,2015b;蔡肖等，2013；劉源駿，1979），將巴西鈮鉭礦床分為內(nèi)生（巖漿巖型）礦床和表生（風(fēng)化/沉積）礦床2 大類，根據(jù)含礦巖石類型進(jìn)一步分為堿性-碳酸巖型、堿性巖漿巖型（霞石正長巖）、（花崗）偉晶巖型、（蝕變）花崗巖型及風(fēng)化殼型（坡積、殘積及紅土、鋁土）和沖積型等亞類型。巴西主要鈮鉭礦床類型見表1。

表1 巴西主要鈮鉭礦類型Table 1 Classification types of main Brazilian Nb-Ta deposit

2.2 巴西典型鈮、鉭礦床特征

現(xiàn)今已知的巴西典型鈮鉭礦床主要分布在戈亞斯州中部及東部帕拉伊巴州、北里奧格蘭德州、米納斯吉那斯州、亞馬遜州北部、朗多尼亞州西部等地區(qū)。另外巴西巴伊亞州南部、里約熱內(nèi)盧州及圣保羅州、巴拉那州東南部也有分布（圖1）?，F(xiàn)今在巴西正在開采的有阿拉薩（Araxá）、米納斯吉那斯州西部塔皮拉（Tapira）、塞拉內(nèi)格拉（Serra Negra）礦床及戈亞斯州東南部的卡塔朗鈮礦床等；在米納斯吉那斯州南部圣若昂德爾雷（S?o Joao del Rei）區(qū)也有許多偉晶巖型鉭礦、鉭鐵砂礦床分布。

2.2.1 堿性-碳酸巖型阿拉薩（Araxá）礦床

阿拉薩鈮礦床為世界最大、最富的碳酸巖鈮礦床。礦區(qū)面積約3.5 km2，保有礦石儲量為750 億t，Nb2O5平均品位約2.3%，潛在的金屬資源量為十多億t；同時(shí)可回收鈾、釷、稀土元素等多金屬礦產(chǎn)，其中稀土品位達(dá)6.8%，礦石儲量約6.37 Mt；磷灰石平均品位 11.12%，儲量 88.7 Mt，并含有 Ba、Sr 等元素的水合鋁磷酸鹽等其他經(jīng)濟(jì)礦產(chǎn)資源。

阿拉薩礦床位于巴西米納斯吉那斯州貝洛奧里藏特以西，巴西圣弗朗西斯科克拉通西南邊緣與古生代—中生代巴拉那盆地邊緣匯交接合構(gòu)造位置。礦床賦存在直徑約4.5 km 的圓形晚白堊世碳酸巖-堿性火成巖同心侵入體中，受筒狀巴雷魯（Barreiro）復(fù)合體控制明顯，含礦碳酸巖通常是由黃長巖或霞石正長巖等堿性巖漿液態(tài)不混溶或結(jié)晶分異而成（陳唯，2015）。堿性巖平均年齡為89 Ma（Ulbrich et al.,1981；Gibson et al.,1995），中心直徑約2 km，由中細(xì)粒含少量云母白云巖與阿拉薩群石英巖、片巖等圍巖形成穹窿狀拱形結(jié)構(gòu)。礦體表層紅土化發(fā)育，原生的礦石埋深達(dá)800 m 以上（Issa Filho et al.,2001）（圖2a、b）。

Araxá群石英巖堿性交代作用明顯，同時(shí)發(fā)育強(qiáng)烈破碎形成同心放射狀網(wǎng)脈裂隙，細(xì)脈交匯處往往是礦化富集地帶。高品位鈮礦石主要為燒綠石（w(Nb2O5)1.5%~3.3%），包括鈮鐵礦-鉭鐵礦等，伴生白云石、方解石和鐵白云石等碳酸鹽礦物，Ba-燒綠石、重晶石、金云母、磷灰石和磁鐵礦等礦物作為次生礦物出現(xiàn)，局部地區(qū)礦石還含有橄欖石和輝石類等超基性-基性礦物。

Gianbosco 等（2001)認(rèn)為賦存阿拉薩鈮礦床的堿性火山巖-碳酸巖形成于多期復(fù)雜交代、分異過程，包括碳酸巖化的軟流圈上地幔的部分熔融，而幔源富含揮發(fā)分、鈮、鋯、鈦和稀土元素等高場強(qiáng)元素（HFSE）、含鈮碳酸巖漿在早期分離結(jié)晶出燒綠石/或鈣鈦礦在巖漿房底部堆晶，并在對流/湍流作用下分解，不同演化期次的巖漿混合形成復(fù)雜流變的燒綠石集合體，且富含揮發(fā)分磷、鈮、鋯、鈦和稀土、鈾等元素。共生元素和化學(xué)成分表明碳酸巖中的燒綠石是一個(gè)重置的晶體集合體，具有堆晶現(xiàn)象。

阿拉薩礦床地表以下約250 m 通常是風(fēng)化殘積層，富含Ba 等燒綠石等礦石礦物，主要是風(fēng)化淋濾等表生成礦作用進(jìn)一步富集鈮等礦化元素，是形成阿拉薩礦床高品位鈮礦的主要原因之一。

2.2.2 偉晶巖型鈮鉭礦床

巴西偉晶巖型鈮鉭礦床集中分布于巴西中東部，有2 個(gè)密集區(qū)域：一處為巴西米納斯吉那斯州，涉及到巴伊亞州的南部、圣埃斯皮里圖州西邊緣和里約熱內(nèi)盧州北部等地區(qū)；另一處是巴西東部帕拉伊巴州博爾博雷瑪?shù)貐^(qū)，分布達(dá)千余條含鋰鉭偉晶巖礦脈。典型礦床有圣若昂德爾雷、博爾博雷瑪區(qū)偉晶巖鋰鉭礦脈群。

（1）圣若昂德爾雷（S?o Joao del Rei）偉晶巖型鋰鉭錫礦床

圣若昂德爾雷區(qū)偉晶巖鋰鉭錫礦床位于巴西米納斯吉那斯州西南低山丘陵區(qū)古陸盆地邊緣，距里約熱內(nèi)盧西北約200 km。礦區(qū)東西軸長90 km，南北寬30 km。礦區(qū)圍巖為花崗巖和黑云母花崗片麻巖夾（變質(zhì)）火成巖組成的米納斯（Minas）超群雜巖形成基底，其上覆綠泥石片巖、滑石片巖、鐵英巖，含石墨變質(zhì)細(xì)砂巖和礫巖等綠巖套組合（圖3a）。區(qū)內(nèi)巖脈展布方向與區(qū)域主構(gòu)造線方向基本一致，一般切穿圍巖沿?cái)嗔旬a(chǎn)出，但巖脈寬度不一，多受擠壓破碎。偉晶巖與Ritápolis 花崗巖同源（年齡（2121±7）Ma，Avila, 2000; Pereira et al., 2003; Souza, 2009）。偉晶巖內(nèi)礦脈均含有鉭鈮礦物和錫石，鉭鈮礦物主要為鉭鐵礦、鈮鐵礦等，其他礦物有石英、白云母、鋰輝石、鋯石、電氣石、錫石、鈦鐵礦、磁鐵礦、赤鐵礦、錳鉭礦、石榴子石及獨(dú)居石、鈮（磷）釔礦等。

圣若昂德爾雷區(qū)有最大的沃爾特·格蘭德偉晶巖脈群（圖3b），且深部有分枝。偉晶巖多見鋰輝石，富集Li、Nb 高分餾親石元素。新鮮偉晶巖鋰輝石的w(Li2O)為 0.73%，w(Ta2O5) 為 0.0375%，w(Nb2O5) 為0.0092%，w(SnO2) 為0.0517%，礦石儲量達(dá)6.32 Mt。偉晶巖脈圍巖為角閃巖或云母片麻巖。礦脈與圍巖之間一般有幾米寬的交代接觸帶，內(nèi)部由0~1 m 暗色云母巖組成，外部則由2~3 m 厚的鋰金云母+鐵鋰云母+含鋰藍(lán)閃石巖組成，礦脈具縱向剖面三層結(jié)構(gòu)，從外至內(nèi)依次為細(xì)晶巖相（斑點(diǎn)狀石英）—粗粒斑狀花崗巖—鋰輝石晶核（圖4）。

圖1 巴西主要鈮鉭礦床分布圖礦床：1—莫羅·多斯·塞伊斯·拉閣斯（Morro dos Seis Lagos）紅土型鈮礦床；2—馬德拉（Madeira）鈮錫礦床；3—卡舒埃里尼亞（Cachoeirinha）鈮錫砂礦床；4—奧拓·多斯·瑪爾斯（Alto dos Mam?es）偉晶巖型鉭礦床；5—卡塔朗Ⅰ（Catal?o Ⅰ）鈮礦床；6—卡塔朗Ⅱ（Catal?o Ⅱ）鈮礦床；7—阿拉薩（Araxá）鈮稀土型礦床；8—塔皮拉（Tapira）紅土型鈮礦床；9—沃爾特·格蘭德（Volta Grande）偉晶巖鋰鉭礦床Fig.1 Distribtion of main Nb and Ta deposits in BrazilDeposit:1—Morro dos Seis Lagos niobium deposit;2—Maderia Nb-Sn deposit in Pitinga;3—Cachoeirinha Nb-Sn placer deposit；4—Alto dos Mam?es Ta Pegmatite deposit;5—Catal?o Ⅰ niobium deposit;6—Catal?o Ⅱ niobium deposit;7—Araxá Nb-REE deposit;8—Tapira Laterite niobium deposit;9—Volta Grande Ta-Li Pegmatite deposit

圖2 阿拉薩鈮-稀土礦床Barreiro復(fù)合雜巖表層簡圖（a）和碳酸鹽-堿性火山巖同心殼復(fù)合體簡圖（b）(據(jù)Issa Filho et al.,1984)Fig.2 The surface of Barreiro Complex(a)and concentric shell complex of alkaline volcanic rocks(b)of the Araxá Nb-REE deposit(after Issa Filho et al.,1984)

圣若昂德爾雷區(qū)偉晶巖礦U-Pb 同位素年齡集中在343~357 Ma，加里東晚期是鈮鉭錫礦主要成礦時(shí)期，而區(qū)內(nèi)早期的大部分偉晶巖脈則在前寒武紀(jì)就已侵入且形成無礦化的偉晶巖脈群（Avila et al.,2014）。

圣若昂德爾雷區(qū)礦化偉晶巖為花崗巖漿源，后遭受熱液作用及強(qiáng)風(fēng)化作用次生富集。偉晶巖脈礦化作用有2 個(gè)階段：前寒武紀(jì)巖漿侵入形成較多數(shù)偉晶巖后，以奧長石結(jié)晶為標(biāo)志，伴生錫石、鋰輝石；第二階段受前泥盆紀(jì)加里東晚期熱液流體作用影響，形成較多微斜長石，鋰云母、白云母則從鈮鐵礦、鋰輝石中析出，也是鈉化、鉀化等鈣堿性階段，主要形成鈉長石-鋰輝石分層結(jié)構(gòu)。

Cěrny(1991)認(rèn)為此區(qū)偉晶巖是非造山且含有Li、Rb、Cs、Be、Sn、Nb

（2）博爾博雷瑪偉晶巖型鋰鉭（Li-Ti-Sn）礦床

博爾博雷瑪?shù)V區(qū)是巴西東北部另一處偉晶巖型鋰鉭礦密集分布區(qū)，位于巴西博爾博雷瑪準(zhǔn)平原區(qū)，礦區(qū)面積約75×150 km2，因產(chǎn)Li-Be-Ta-Nb而聞名于世，是全球戰(zhàn)略性偉晶巖鋰鉭礦石重要供應(yīng)基地，也是巴西陶瓷工業(yè)和海藍(lán)寶石、綠柱石和電氣石等寶石礦資源區(qū)域(Linnen et al., 2012)。其中皮庫-帕雷哈斯（Picuí-Parelhas）區(qū)已發(fā)現(xiàn) 1500 多個(gè)偉晶巖脈群，其中一半以上為礦化偉晶巖，總體呈NE-SW 向展布（圖5a，表2）。

圖3 米納斯吉那斯南部地質(zhì)圖（a）及沃爾特·格蘭德偉晶巖區(qū)地質(zhì)圖（b）（據(jù)martine et al.,1997;Avila et al.,2014）Fig.3 Geological map of the southern area of Minas Ginas(a)and geological map of Volta Grande pegmatite area(b)(after martine et al.,1997;Avila et al.,2 014）

偉晶巖位于博爾博雷瑪構(gòu)造中央部位（Brito et al.,2013)，該構(gòu)造單元為北東向新元古代Seridó剪切破碎片理化構(gòu)造帶，主要是由古元古代Seridó 雜巖和太古代花崗結(jié)晶基底構(gòu)成，上覆新元古代變質(zhì)沉積碎屑巖（鐵質(zhì)）礫巖、砂巖夾火山巖透鏡體Caicó雜巖。其中90%以上的含礦偉晶巖脈都出露于Seridó組中，少量賦存于 Equador 組和 Jucurutú 組中(Van Schmus et al.,2003)。

礦石礦物有錳鉭礦、鋰輝石、鈮鈣礦、鋰磷鋁石、鉭鐵礦、錫石、鈦鈾礦、云母鈾礦、磁鐵礦、鈦鐵礦，脈石礦物有綠柱石、電氣石、石榴子石、微斜長石、黃玉、玉髓、石英、紅寶石、鋯石、獨(dú)居石、磷灰石等，偶見黃鐵礦。后期析出次生礦物有錫錳鉭礦、鉍鉭鐵礦、鈮鈣礦、高嶺石和鈉長石等礦物組合。偉晶巖中w(Ta2O5)為 0.013%~0.039%，平均 0.014%，w(Rb2O5)為0.0012%~0.0092%，而w(SnO2)平均為0.057%，w(Li2O)為0.62%。

該區(qū)偉晶巖脈有均質(zhì)和具高度分異非均質(zhì)巖脈2 類。后者從圍巖接觸外帶向脈體內(nèi)分4 個(gè)區(qū)帶。Ⅰ區(qū)：白云母化區(qū)（電氣石/鐵鈮礦/黑云母），交織共生鈉長石-奧長石-石英礦物組合，產(chǎn)錫石；Ⅱ區(qū)：鉀長石+石英+鈉長石+黑云母礦物組合區(qū)；Ⅲ區(qū)：巨晶條紋長石化區(qū)，產(chǎn)鉭鐵礦、綠柱石和鋰輝石礦；Ⅳ區(qū)：巨晶乳白色/玫瑰色石英核區(qū)，產(chǎn)綠柱石和少量鉭礦和鋰輝石礦（圖6）。非均質(zhì)巖脈高分異分區(qū)性表明礦化從邊部向中心充填結(jié)晶的順序。

圖4 沃爾特·格蘭德偉晶巖脈垂直剖面示意圖（據(jù)martine,1997）Fig.4 Schematic vertical section of the Volta Grande pegmatite（after martine,1997）

含礦偉晶巖脈源于含鉀質(zhì)花崗巖漿侵入活動(dòng)（Silva, 1993；Silvaet al., 1995)，時(shí)代為 520~528Ma，具有深源S 型淺色花崗巖特征。此區(qū)偉晶巖被認(rèn)為是造山型稀有金屬Li-Rb-Cs-Be-Nb-Ta-Hf (Nb

據(jù)Cunhaw（1983）偉晶巖結(jié)晶成礦模式（圖5b），表明在520~528 Ma 巖漿沿Seridó 構(gòu)造剪切帶貫入，早期在巖漿流體與圍巖作用下形成白云母化共生鈉長石-奧長石和石英礦物組合；中期隨巖漿流體溫度和壓力的降低，形成均質(zhì)鉀長石+石英+鈉長石+黑云母，并含少量白云母；隨后巨型條紋長石結(jié)晶，同時(shí)綠柱石、鉭鐵礦和鋰輝石結(jié)晶析出，并伴生強(qiáng)烈脫硅化特征；晚期偉晶巖中形成巨晶石英核部，同時(shí)析出少量黃鐵礦、黃銅礦、輝銅礦、輝鉬礦等硫化物；最后隨大氣降水、流體作用下，偉晶巖長石高嶺土化，微斜長石多被鈉長石取代，為晚期礦化蝕變作用的產(chǎn)物（圖6）。

2.2.3 花崗巖型馬德拉（Madeira）Nb-Ta-Sn礦床

馬德拉Nb-Sn 礦床位于巴西西北部亞馬遜州熱帶雨林區(qū)，距馬瑙斯（Manaus）市約350 km，屬于一個(gè)世界級的Nb-Ta-Sn礦床。

圖5 博爾博雷瑪區(qū)偉晶巖分布略圖（a）成礦模式(b)(據(jù)Cunha et al.,1983)Fig.5 Schematic map of distribution(a)and metallogenic model(b)of pegmatite in Borborema area(after Cunha et al.,1983)

馬德拉花崗巖位于圭亞納地盾區(qū)西南，區(qū)內(nèi)主要出露古元古界 Tapajós-Parima 超群（2.03~1.88 Ga），侵入其中的是與俯沖相關(guān)的鈣堿性鋁質(zhì)A型花崗巖（鋯石207Pb/206Pb 年齡為(1875±3)Ma~(1888 ±3)Ma，F(xiàn)erron et al.,2009）。馬德拉 Nb-Sn 礦床圍巖為含鋁-偏過鋁質(zhì)凝灰?guī)r和熔結(jié)凝灰質(zhì)流紋巖等火山巖Iricoumé群（U-Pb鋯石年齡1881Ma~(1890±2)Ma，圖7a），具SiO2飽和、富鈉長石等堿性A 型花崗巖特征，可見紫蘇輝石或角閃石晶體礦物，具有富Na2O+K2O、Fe、F、Nb、Zr 和稀土元素，低Ta/Nb 比值，同時(shí)含F(xiàn)e-Li 云母，高Rb、F 和Sn 元素，貧CaO、Ba、Sr、Eu元素等特征（Ferron et al.,2002;2006;2010;Pierosan et al.,2011）。

馬德拉花崗巖控制著Nb-Ta-Sn礦床。整個(gè)礦體長、寬各約2 km，深約450 m。礦床礦石總資源量約為1.3 億噸。主要礦產(chǎn)有Sn（錫石）、Nb、Ta 和氟（冰晶石）、Y、Li、REE（磷釔礦）、磁鐵礦、Zr（鋯石）、U（U-Pb-燒綠石和鋯石組合）和Th（釷）等稀有金屬礦產(chǎn)。主要金屬資源為錫（平均品位達(dá)0.17%），而Nb 和Ta（燒綠石和鈮鐵礦）、Zr 和U（鋯石），Th為伴生。礦床的w(Sn)達(dá)0.17%，w(Nb2O5)達(dá)0.217%，w(Ta2O5)達(dá)0.027%，w(Y)平均0.2%~0.7%，鋯石品位達(dá)2%~5%。礦床中央部分為巨大冰晶石礦，冰晶石儲量達(dá)1000 萬t，品位31.9%。次生螢石礦是世界獨(dú)一無二的，且具可觀經(jīng)濟(jì)價(jià)值（Bastos et al.,2009）。

據(jù)Costi等(2000；2009)資料，馬德拉蝕變花崗巖內(nèi)裂隙和鈉長石化細(xì)脈發(fā)育。裂隙多被纖維狀白色高嶺石或綠色伊利石、蒙脫石等黏土礦物充填。含錫、鈮鉭礦花崗巖包含鋁質(zhì)角閃石-黑云母正長花崗巖相、過鋁質(zhì)黑云母-堿長石花崗巖相；后期堿性斑狀高硫花崗巖相和富含鈉長石化蝕變花崗巖4 個(gè)巖相（圖7b）。

表2 博爾博雷瑪主要偉晶巖特征(據(jù)Hartmut et al.,2008)Table 2 Characteristics of main pegmatitesin Borborema area(after Hartmut et al.,2008)

圖6 博爾博雷瑪區(qū)典型偉晶巖脈橫斷面4個(gè)分區(qū)示意圖Fig.6 Schematic diagram of 4 divisions of cross section of typical pegmatite in Borborema area

花崗巖總體受NE-SW 向構(gòu)造控制。礦石中燒綠石是Nb、Ta主要礦石礦物，呈細(xì)脈浸染狀，通常鋰云母化、鈉長石化蝕變交代強(qiáng)烈的部位也是鈮鉭礦化較好的地方。

Costi(2000)和Lenharo（1998）資料顯示，馬德拉礦床形成于元古代造山紀(jì)晚期-固結(jié)紀(jì)早期。富含F(xiàn)（≤5.10%）揮發(fā)分，鈉長石相巖漿源是形成馬德拉Nb-Ta-Sn 礦床的母巖。原始巖漿富含Sn、Nb、Ta及 Zr，REE，Y 和 Li 等金屬元素，巖漿熔體中高 F 含量對Sn 和Nb 的遷移和分異起到關(guān)鍵作用：首先是巖體鈉化（堿化）和中央核心巖體中冰晶石結(jié)晶形成，包括冰晶石礦化作用；其次，巖體中燒綠石轉(zhuǎn)化為鈮鐵礦，最后形成大塊狀的冰晶石。鈮鐵礦是由富含Na、F 流體對燒綠石進(jìn)行交代形成的次生礦物。螢石是其次生相礦物，磷釔礦石和稀土礦則是巖漿結(jié)晶分異的產(chǎn)物。

圖7 馬德拉礦床地質(zhì)簡圖（a）及花崗巖巖相圖（b）(據(jù)Costi,2000)Fig.7 Geological sketch map of the Madeira deposit(a)and granite lithofacies(b)(after Costi,2000)

然而，關(guān)于此礦床成因的爭論在于鈮鉭成礦作用發(fā)生在巖漿階段還是巖漿晚期熱液交代階段。在該類礦床中，礦石礦物主要為呈細(xì)脈浸染狀Ta-Nb-Sn燒綠石，明顯的熱液成礦的現(xiàn)象。

2.2.4 紅土型Morro dos Seis Lagos鈮礦床

巴西紅土型鈮礦床以Morro dos Seis Lagos礦床較為典型。礦床位于巴西亞馬遜州北部亞馬遜雨林黑人河上游地區(qū)。該類型礦床常分布在風(fēng)化強(qiáng)烈的花崗巖附近，多為堿質(zhì)巖漿巖經(jīng)過強(qiáng)烈化學(xué)風(fēng)化富集Nb、Ta 等稀有元素。該礦床保有礦石儲量2897.9 Mt（Arthur et al.,2017）。

Morro dos Seis Lagos 礦床處于圭亞那地盾中。礦床結(jié)晶基底為斑狀變質(zhì)花崗巖、英云閃長巖、二長花崗巖和（眼球狀）正片麻巖、斜長角閃巖和混合巖等組成的考阿布內(nèi)（Cauaburi）雜巖，其巖石年齡大約為 1.8 Ga（Santos et al., 2000；2003)。礦區(qū)發(fā)育 NE向、EW 向、NWW 向構(gòu)造，其中 NE 向斷裂是控制含礦主構(gòu)造(Rossoni et al.,2016)。

Morro dos Seis Lagos 礦床含鈮鉭礦石主要賦存于紅土碎屑巖和鋁土礦中。其礦床總體呈圓餅狀，頂部為“鐵帽”，多由（含鐵）礫石和紅土組成（圖8）。礦體受熱帶氣候環(huán)境影響，向下呈連續(xù)風(fēng)化呈紅土狀特征：從地表向下（>100 m）→豆?fàn)?、結(jié)核狀紅土→碎紅土→斑點(diǎn)狀紅土→紫紅土→含錳結(jié)核紅土→棕色紅土。主要礦物有針鐵礦、板鈦礦、銳鈦礦、燒綠石、鈮鐵礦、赤鐵礦、錳氧化物、菱鐵礦等，富含鈮礦石為燒綠石，針鐵礦是燒綠石風(fēng)化轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物，另有方解石和白云石碳酸巖，少見鐵白云石、菱鎂礦和菱錳礦，脈石礦物包括磷灰石、含鐵磁性硅酸鹽（Cas‐tellano et al.,2012）。

據(jù)Arthur等（2017）資料，富礦紅土中的w(Nb2O5)為 11.26%~22.23%，w(TiO2)為 80.92%，w(Fe2O3)為8.96%~14.95%。紅土平均w(Nb2O5)為2.91%，w(TiO2)為5%。伴生w(WO3)為2%，稀土礦：鈰礦w(Ce2O3)為0.12%~3.5%；w(LREE2O3)為0.13%~0.63%。

Morro dos Seis Lagos 礦床由原生貧 Nb、Ta 等稀有元素含菱鐵礦堿性-碳酸巖（年齡為1.8 Ga 和1.3 Ga，ArthurL et al., 2017），在熱帶條件下連續(xù)遭受深度風(fēng)化逐步富集Nb、Ta 等稀有元素，形成紅土且富含Ti 和稀土礦，為一個(gè)復(fù)合性紅土型鈮礦床。

圖8 Morro dos Seis Lagos礦床地質(zhì)簡圖(據(jù)Arthur et al.，2017)Fig.8 Geological sketch map of the Morro dos Seis Lagos deposit(after Arthur et al.,2017)

3 巴西鈮鉭礦成礦區(qū)（帶）劃分

3.1 成礦區(qū)帶劃分原則及依據(jù)

巴西鈮鉭礦床位于全球?qū)呒{成礦域南美地臺區(qū)Ⅰ級成礦省內(nèi)（梅燕雄等,2009）。據(jù)南美地臺“三盾四盆”構(gòu)造格架將南美地臺劃分出Ⅱ級成礦區(qū)（帶）和Ⅲ級成礦亞區(qū)（帶）（董永觀等，2015；張潮等，2017）。在此基礎(chǔ)上研究者結(jié)合巴西鈮鉭礦床類型、分布不均一性、容礦地質(zhì)體特征等成礦地質(zhì)條件和大地構(gòu)造背景、展布等對巴西鈮鉭礦成礦區(qū)（帶）進(jìn)行劃分，原則上不跨越Ⅱ、Ⅲ級構(gòu)造單元和成礦區(qū)（帶）為基本原則。本文劃分出6 個(gè)巴西鈮鉭礦成礦(區(qū))帶（圖9、表3）。

3.2 六個(gè)成礦區(qū)（帶）

（1）卡拉卡拉伊（Cachoeira）Nb-W-REE 成礦區(qū)（Ⅰ）

該成礦區(qū)位于巴西北部國界線里約內(nèi)格羅（Rio Negro）地區(qū)附近，屬于圭亞那地盾西南邊緣。據(jù)Souza（2009）研究資料，區(qū)內(nèi)分布以黑云母-石墨相石英巖為主的綠巖帶型火山沉積Vila Nova 群；見透鏡狀鈣-硅酸鹽含錳質(zhì)大理巖等Seis Lagos 碳酸巖類雜巖，中元古代偏堿性花崗巖類和混合巖等組成考阿布內(nèi)雜巖基底，主要有斑狀變質(zhì)花崗巖、英云閃長巖、二長花崗巖和眼球狀正片麻巖、斜長角閃巖、正長巖、霞石正長巖等。區(qū)內(nèi)發(fā)育400 km 長近NE 向的區(qū)域性構(gòu)造，且控制含礦碳酸巖和堿性花崗巖類產(chǎn)出，是主要含Nb-W-REE 等礦產(chǎn)的構(gòu)造區(qū)域，碳酸巖類-堿性巖主要富含 Nb、Ti、REE 礦。有風(fēng)化紅土型Morro dos Seis Lagos 等典型鈮鉭礦床。

（2）巴西皮廷加(Pitinga)Sn-Nb-Ta成礦區(qū)（Ⅱ）

該區(qū)主要分布于巴西東北端帕拉州內(nèi)。據(jù)Ferron 等（2009）研究資料，巴西皮廷加Sn-Nb-Ta成礦主要與皮廷加阿瓜波亞（Aguaboa）和馬德拉花崗巖套相關(guān)，又可劃分出Rapakivi、Biotite 和To‐paz 三個(gè)不同花崗巖侵入序列相。錫礦成礦作用與后期熱液改造有關(guān)，礦石含有錫石等不透明礦物和電氣石化細(xì)脈狀云母-黃晶-石英-云英巖組合。伴生礦物有褐簾石、鋯石、螢石、菱鐵礦、綠玉和硫化物（如閃鋅礦、黃鐵礦和黃銅礦等），而鈮-鉭礦化作用主要與鈉長石化蝕變花崗巖相關(guān)。該區(qū)的典型礦床有馬德拉礦床。

圖9 巴西主要鈮鉭礦成礦區(qū)（帶）分布略圖Fig.9 Distribution of mainly Nb-Ta metallogenic belts in Brazil

（3）阿里克米斯(Ariquemes)（Nb-Sn)成礦區(qū)（Ⅲ）

該區(qū)位于巴西中巴西地盾成礦區(qū)中。區(qū)內(nèi)新元古代花崗巖類發(fā)育，且多數(shù)花崗巖常與圍巖發(fā)生英云巖化蝕變。已發(fā)現(xiàn)的錫鈮礦可能與鈉長石化白云母花崗巖或圍巖蝕變成礦作用相關(guān)，原生低品位的錫鈮礦產(chǎn)于云英巖化長英質(zhì)圍巖中。目前可供工業(yè)開采的錫鈮礦多為在表生作用下富集形成的殘坡積、洪積型砂錫鈮礦，成礦期可能受古近紀(jì)—全新世化學(xué)風(fēng)化富集-累積作用影響。典型礦體有卡舒埃里尼亞鈮鉭砂積礦床。

表3巴西鈮鉭礦成礦區(qū)（帶）劃分表Table 3 Division of important Nb-Ta metallogenic areas(belts)in Brazil

（4）戈亞斯(Goias)-阿拉薩(Araxá)-蓬塔格羅薩(Ponta Grossa)Nb-U-REE-P成礦帶（Ⅳ）

主要位于巴西圣弗朗西斯科克拉通西部，緊鄰巴拉那（Parana）盆地古生代—中生代巨量玄武巖省東緣，呈近似NW 向半環(huán)形狹長弧形堿性-碳酸鹽巖展布，東與圣弗朗西斯科克拉通西緣接壤。區(qū)內(nèi)出露系列堿性-碳酸巖（130~50 Ma，Ulbrich et al.,1981）和各類中生代火成巖，并受巴西利亞褶皺帶內(nèi)深源斷裂控制，南北長約300 km，寬約100 km，為巴西主要鈮鉭礦產(chǎn)出地。礦化作用發(fā)生時(shí)間與巴雷魯碳酸巖復(fù)合體侵入時(shí)間大致一致。在戈亞斯東南部分布有阿拉薩和卡塔朗等（超）大型碳酸巖型復(fù)合性鈮鉭-稀土-磷礦床，在米納斯吉那斯西南部有塔皮拉和塞拉內(nèi)格拉等鈮礦床。

（5）塞里多-博爾博雷瑪(Serido-Borborema)Be-Li-Ta（-Sn）偉晶巖成礦帶（Ⅴ）

該帶位于巴西中東部，帕納伊巴（Parnaiba）盆地南部托坎廷斯（Tocantins）造山帶內(nèi)，屬于新元古代北東向大型Seridó 剪切構(gòu)造東部博爾博雷瑪破碎帶，其面積約150×75 km2，為巨型偉晶巖集中分布帶。帶內(nèi)主要由古元古代片麻巖、大理巖和角閃巖等Seridó 群雜巖和部分太古代花崗巖基底組成（Silva et al., 1995）。該區(qū)為巴西鎢金-鈮鉭鐵礦-菱鎂礦-綠柱石-海藍(lán)寶石-電氣石-祖母綠成礦帶，90%以上含Be-Li-Ta（-Sn）礦偉晶巖脈都出露于 Seridó 組中，部 分賦存 于 Equador 組和 Jucurutú組中。有奧拓·多斯·瑪爾斯偉晶巖型等典型鉭礦床。

（6）米納斯吉那斯(Minas Ginas)Li-Ta-Nb-Sn 偉晶巖成礦區(qū)（Ⅵ）

該成礦區(qū)為巴西重要偉晶巖鈮鉭礦成礦區(qū)之一。區(qū)內(nèi)主要出露元古代混合巖、花崗片麻巖、花崗閃長巖（TTG 巖石）和深成富鉀花崗巖和砂礫巖，坎普貝盧、貝洛奧里藏特（Campo Belo、Belo Horizonte）等變質(zhì)雜巖和片麻狀混合巖塊組成中-高級變質(zhì)地體，從鐵四角向西皆有出露。受巴西利亞構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，在525~545 Ma 期間形成大量S 型鈣堿性花崗巖，可能是形成偉晶巖的主要母巖，并與鈮鉭成礦密切相關(guān)(Beurlen，1995，Morteani et al.,2000）。

該區(qū)還分布少量含鈮鉭礦堿性蝕變花崗巖，主要出露在元古代混合巖、花崗片麻巖中。

4 巴西鈮鉭礦資源分布規(guī)律

巴西鈮鉭礦資源分布于南美地臺區(qū)內(nèi)，不同類型的鈮鉭礦在不同成礦階段表現(xiàn)出控礦因素、成礦物質(zhì)來源和賦礦構(gòu)造環(huán)境等成礦地質(zhì)背景的差異，具有獨(dú)特的時(shí)空分布規(guī)律。偉晶巖型、（蝕變）花崗巖型、堿性巖-碳酸巖型與巖漿侵入成礦作用相關(guān)，而沉積型鈮鉭礦床主要產(chǎn)于殘余風(fēng)化殼及沖積層中。巴西鈮鉭礦資源成礦時(shí)代較老，且與巴西境內(nèi)地臺內(nèi)3 個(gè)古老地盾相關(guān)，即巴西北邊的圭亞那地盾、中巴西地盾和東部濱大西洋地盾。另外在3 個(gè)地盾周邊，發(fā)育一系列元古代（改造）形成的造山帶，也蘊(yùn)藏著大量的鈮鉭礦資源。堿性-碳酸鹽巖鈮鉭-REE礦床多分布在顯生宙盆地邊緣。

4.1 空間分布

巴西碳酸巖型鈮鉭礦床（點(diǎn)）常呈帶狀產(chǎn)出于戈亞斯-阿拉薩-蓬塔格羅薩成礦帶。主要分布在圣弗朗西斯科克拉通西南與巴拉那盆地邊緣狹長地帶，涉及戈亞斯州東南部、米納斯吉那斯州西部、圣保羅州中東部以及巴拉那州、圣卡塔琳娜州東部地區(qū)，呈半環(huán)形圍繞巴拉那盆地邊緣分布。

堿性（蝕變花崗）巖型鈮鉭礦床（點(diǎn)）主要分布在巴西西北部亞馬遜州熱帶雨林地區(qū)皮廷加成礦區(qū)，屬于圭亞那地盾西南邊緣，鈮鉭礦物常呈浸染狀分布于花崗巖體上部的(鋰云母)-鈉長石花崗巖帶中，賦礦花崗巖一般富F和Li等易揮發(fā)元素。

巴西偉晶巖型鈮鉭礦資源集中分布在巴西東南部成礦區(qū)域。包括米納斯吉那斯偉晶巖區(qū)和博爾博雷瑪偉晶巖成礦帶2 個(gè)主要成礦區(qū)域。前者是大西洋地盾圣弗朗西斯科克拉通南部米納斯吉那斯州太古代古陸核“鐵四角”成礦區(qū)南部，部分涉及包括戈亞斯州東南部、巴伊亞州南部，圣埃斯皮里圖州西邊緣和里約熱內(nèi)盧州北部的地區(qū)，具體由北向南集中分布在 Itambé、Ara?uaí、Safira、NovaEra、Aimorés、EsperaFeliz 等礦區(qū)（Morteani et al.,2000）；后者是巴西東部帕拉伊巴州、阿拉戈斯州和塞阿拉州、北里奧格蘭德州區(qū)域（Silva et al., 1995），屬于博爾博雷瑪構(gòu)造省中央部位，總體是一巨型北東向剪切構(gòu)造帶控制的偉晶巖鋰鉭礦區(qū)（Brito Neves , 2013)。這些偉晶巖帶(區(qū))多分布于南美地臺邊緣褶皺帶斷裂區(qū)域，其范圍一般長達(dá)數(shù)十到數(shù)百公里，寬數(shù)公里至數(shù)十幾公里，常見于多期花崗巖重疊區(qū)內(nèi)外接觸帶，并具有定向排列、局部集中等特征；且在一個(gè)偉晶巖礦田中，多受次一級構(gòu)造控制的影響，脈體常在局部區(qū)域密集展布。

另外，在巴西及法屬圭亞那交界處，瑪樸艾拉（Mapuera）等地區(qū)也有少量偉晶巖型鈮鉭礦床分布。

巴西風(fēng)化殼-沖積型礦床主要位于南美地臺區(qū)圭亞那-中巴西地盾過渡帶之中。典型的風(fēng)化殼型和沖積型鈮鉭礦床有Morro dos Seis Lagos 礦床，處在亞馬遜雨林黑人河上游地區(qū)，位于巴西亞馬遜州西北部。

4.2 時(shí)間分布

基于已公開發(fā)表的文獻(xiàn)，研究者充分收集了鋯石U-Pb 和云母Ar-Ar 等高精度同位素測年結(jié)果，輔助利用白云母Rb-Sr/K-Ar 年代學(xué)，得到巴西主要鈮鉭礦床類型成礦時(shí)代表（表4）。巴西鈮鉭礦形成于前寒武紀(jì)時(shí)期及古生代早期，單一礦種較少，多為復(fù)合型鈮-鉭礦床。與中國鈮鉭礦床成礦作用時(shí)間相比（李建康，2019），對應(yīng)的加里東晚期、印支-燕山期、喜馬拉雅期成礦時(shí)間，巴西鈮鉭礦相對成礦要早。

巴西堿性巖型和蝕變花崗巖型鈮鉭礦床與古元古代巴西泛非洲造山運(yùn)動(dòng)/巴西利亞造山運(yùn)動(dòng)有關(guān)的鈣堿性花崗巖侵入活動(dòng)密切相關(guān)。該區(qū)成礦Be-Li-Nb-Ta偉晶巖礦床集中在3個(gè)區(qū)域，即巴西中東部塞里多-博爾博雷瑪?shù)貐^(qū)、巴西東南部沿海曼蒂奎拉（Mantiqueira）和巴西東部Pamperan 地區(qū)，且大部分礦床形成于巖漿期后Na、Li交代作用階段。

在米納斯吉那斯州中南部，鈮鉭礦化作用與偉晶巖形成密切相關(guān)，且是該區(qū)中-古元古代花崗巖同源米內(nèi)羅（Mineiro）帶巖漿多次脈沖侵入的產(chǎn)物，但主要鈮鉭礦化是加里東早-中期，應(yīng)是Ocloyic 造山運(yùn)動(dòng)巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。

在亞馬遜和帕拉伊巴（Paraiba）巨型向斜的周圍，已發(fā)現(xiàn)許多圓形雜巖體，多為早三疊世—白堊紀(jì)形成的堿性雜巖體，而這些堿性雜巖體是巴西鈮鉭礦成礦的潛在重要母巖，同時(shí)也與其他重要礦產(chǎn)如銳鈦礦、磷酸鹽礦、鋁土礦、鈾礦和鎳礦等成礦作用密切相關(guān)。

巴西戈亞斯-阿拉薩-蓬塔格羅薩成礦帶多成礦于晚白堊世至古近紀(jì)早期碳酸巖中，該類型鈮礦資源規(guī)模巨大，含有稀土、鋯、鈾、磷、鈦等多種元素，且品位較富，與含鈮鉭礦堿性雜巖體伴生，分布在顯生宙巴拉那盆地邊緣。

4.3 巴西鈮鉭礦成礦環(huán)境分析

巴西鈮鉭礦類型主要有5 類，其主要成礦環(huán)境與其礦化類型相對應(yīng)，有著特殊的成礦環(huán)境。

據(jù)Woolley 等（2008）研究，與碳酸巖-堿性巖相關(guān)的鈮(鉭)-稀土礦床多產(chǎn)于拉張的構(gòu)造環(huán)境，成礦

物質(zhì)多有深部幔源特征，多形成于板塊邊緣或陸內(nèi)的深大斷裂帶。巴西該類型鈮鉭礦也不例外，主要分布在巴拉那盆地東側(cè)邊緣與圣弗朗西斯科克拉通西部相連的狹長近南北向地域，受控于呈半環(huán)形巴拉那盆地邊緣拉張-伸展性質(zhì)的深大斷陷構(gòu)造。

表4 巴西主要類型鈮鉭礦床成礦時(shí)代Table 4 Metallogenic age of main types of Nb-Ta deposits in Brazil

堿性巖漿型鉭（鈮）礦常與碳酸巖體或超基性巖共生或密切相關(guān)。相對集中地分布在巴西中部圣弗朗西斯科克拉通西邊緣（在巴西也稱為托坎廷斯（Tocantins）成礦?。谛略糯┢谑ジダ饰魉箍仆瑏嗰R遜克拉通及南部拉普拉塔克拉通3 個(gè)主要地塊匯合和碰撞區(qū)域。發(fā)育大型新元古代戈亞斯巖漿弧，太古代克里沙斯-戈亞斯（Crixás-Goiás）花崗巖-綠巖帶和中元古代形成阿拉薩、帕那羅亞（Paranoá）等古老地層，后來大部分被顯生宙玄武火成巖省巴拉那盆地掩蓋（Pimentel et al., 2000a；2000b）。堿性巖漿型鉭（鈮）礦受盆地邊緣深大斷裂的控制。

含鈮鉭、錫（蝕變）礦化的花崗巖體都表現(xiàn)出過鋁質(zhì)和Nb、Ta含量隨巖漿演化程度增大而升高的特點(diǎn)（Dostal et al.,2000;Van et al.,2008）。巴西過鋁質(zhì)花崗巖類鈮鉭（錫）礦床多形成于圭亞那地盾西南邊緣，礦床形成于元古代造山晚期—古近紀(jì)早期。成礦巖體多為鈉長石花崗巖，并常與黑云母花崗巖、二云花崗巖、白云母化花崗巖構(gòu)成多相巖套，其中黑云母花崗巖為主體，鈉長石花崗巖常呈巖株?duì)睿?guī)模一般較小，多分布于規(guī)模較大的巖基頂部。（蝕變）花崗巖經(jīng)歷多期次巖漿侵入相變活動(dòng)過程，能夠促進(jìn)巖漿多次分異，使稀有金屬逐漸富集乃至成礦。因此，巴西該類型花崗巖中Nb、Ta 富集礦化，成礦與其巖漿體系發(fā)生高度分異演化過程常密切相關(guān)。

巴西鉭鈮礦化花崗偉晶巖常與褶皺構(gòu)造、剪切和斷層構(gòu)造系統(tǒng)相關(guān)。這些褶皺、剪切和斷層構(gòu)造造成了露頭大小不一、數(shù)千公里偉晶巖群。如巴西博爾博雷瑪偉晶巖成礦?。˙PP）處于托坎廷斯造山帶內(nèi)，經(jīng)歷了巴西利亞（1.0~0.5 Ga）構(gòu)造旋回，屬于新元古代北東向大型Seridó 剪切褶皺破碎構(gòu)造帶Ta-Nb-Be-Sn-Li 礦化偉晶巖群。帶內(nèi)分布Seridó 群雜巖和太古代結(jié)晶花崗巖核基底。基底上覆新元古代變質(zhì)沉積碎屑巖（鐵質(zhì)）礫巖、砂巖夾火山巖透鏡體Caicó雜巖，這些沉積火山建造一般富含稀有金屬元素，可能是含礦偉晶巖成礦物質(zhì)的來源之一，但成礦作用又是與新元古代巴西利亞造山運(yùn)動(dòng)/泛非造山運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的花崗巖漿作用明顯相關(guān)（Beurlen,1995）。巴西東部鋰鉭（鈮）偉晶巖成礦省（EBPP）同樣是在巴西利亞造山運(yùn)動(dòng)/泛非造山運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生大量S 型鈣堿性花崗巖且經(jīng)過多次巖漿結(jié)晶分異，最后形成含礦偉晶巖脈礦體（Marciano et al.,1993; Ri‐beiro-Althoff et al.,1996;Frank et al.,2017）。

紅土型、風(fēng)化沖積（殘積）型鈮鉭砂礦的成礦背景比較簡單，它們是在原生鉭（鈮）礦地質(zhì)體上經(jīng)過表生作用次生富集成礦。許多含Nb、Ta礦物廣泛分布于花崗巖、閃長巖、花崗偉晶巖、正長巖、堿性碳酸巖與花崗質(zhì)片麻巖中，經(jīng)過后期風(fēng)化再經(jīng)過流水沖刷、重力搬運(yùn)分選作用，使含鈮鉭礦物大量富集而形成鈮鉭砂礦床。

5 巴西鈮鉭礦找礦前景及方向

巴西鈮鉭礦資源豐富，一直是世界鈮鉭礦勘查開發(fā)較早的熱點(diǎn)地區(qū)。中國、印度等為代表的新興經(jīng)濟(jì)工業(yè)化國家對鈮鉭礦資源的超常規(guī)需求，已強(qiáng)烈地激發(fā)了鈮鉭礦資源蘊(yùn)藏豐富的巴西對其勘查開發(fā)的熱情。

6 個(gè)重要的巴西鈮鉭礦成礦區(qū)（帶）找礦資源潛力如下。

卡拉卡拉伊成礦區(qū)多出露正長巖、霞石正長巖等中元古代偏堿性花崗巖類，富含稀土。這些堿性巖體多在晚白堊世后期出露，經(jīng)地表風(fēng)化富集形成風(fēng)化紅土型Nb、REE 礦化，是該區(qū)鈮鉭礦的成礦母巖，巖體內(nèi)如果大量出現(xiàn)鈉長石往往是尋找鈮鐵礦的良好標(biāo)志，霓石、鈉閃石增多，預(yù)示燒綠石的富集。本區(qū)是尋找與堿性巖-碳酸巖體原生及其風(fēng)化紅土型鈮礦床的潛在成礦區(qū)，含礦堿性巖體分布潛力大，成礦地質(zhì)條件十分有利，預(yù)期是可能發(fā)現(xiàn)大、中型鈮鉭礦產(chǎn)資源理想的后備資源基地。但該區(qū)屬于亞馬遜熱帶雨林地區(qū)，交通、電力資源尚不便利，生活基礎(chǔ)設(shè)施較差，對礦區(qū)勘查開發(fā)帶來一定的影響。

巴西皮廷加成礦區(qū)處于圭亞納地盾區(qū)西南地帶，出露馬德拉等富鈉長石堿性A 型花崗巖，這些堿性花崗巖體形成于元古代，是 Sn、Nb-Ta、Li、REE、Zr、U、Th 成礦的母巖。在馬德拉巖體內(nèi)外圍尋找相似巖體找礦前景較好、成礦條件優(yōu)越，但由于古生代、中生代沉積物覆蓋，使前寒武紀(jì)Sn-Nb-Ta礦化的巖石分布區(qū)域多被掩蓋，對找礦帶來一定的困難。因此在現(xiàn)有典型礦床范圍基礎(chǔ)上，加強(qiáng)礦區(qū)外圍的勘探開發(fā)，可以幫助擴(kuò)大找礦前景，如該區(qū)蝕變花崗巖型錫、鈮、鉭以及鋰、稀土、鈾等礦床資源。

阿里克米斯成礦區(qū)位于中巴西地盾成礦區(qū)中，目前可供工業(yè)開采的錫鈮礦多為經(jīng)表生作用富集的殘坡積、洪積砂鈮錫礦，為古近紀(jì)—全新世成礦。該區(qū)尚未發(fā)現(xiàn)原生鈮鉭礦，是尋找花崗巖型鈮（錫）礦資源潛力地區(qū)之一。

塞里多-博爾博瑪雷成礦帶發(fā)現(xiàn)歷史悠久，已成為世界重要Li-Ta-Be-Nb 礦帶。該區(qū)偉晶巖成礦條件優(yōu)越，礦化偉晶巖產(chǎn)于Seridó 群地層中，且與新元古代后期構(gòu)造花崗巖的侵入活動(dòng)以及巖漿熱液與圍巖相互作用相關(guān)。成礦帶內(nèi)存在大量巖漿結(jié)晶分異、分餾程度較高的富錳偉晶巖及晚期Nb-Ta-（Sn-Ti）氧化物偉晶巖，表現(xiàn)為較強(qiáng)的Nb、Ta 元素富集趨勢，一定程度上增加了在該區(qū)尋找高品位Ta-Li-Cs 礦床的潛力。另外該區(qū)礦產(chǎn)開發(fā)歷史較久，具有一定的基礎(chǔ)設(shè)施，有利于鈮鉭礦的勘查開發(fā)。

戈亞斯-阿拉薩-蓬塔格羅薩成礦帶為巴西目前主要鈮鉭礦產(chǎn)區(qū)。區(qū)內(nèi)分布有Araxé 和卡塔朗等超大型、大型碳酸巖型復(fù)合性鈮鉭-稀土-磷礦床。該成礦帶處于圣弗朗西斯科克拉通西部，緊鄰古生代—中生代巴拉那盆地巨量玄武巖東北邊緣，與玄武大火成巖省區(qū)域性深大斷裂有關(guān)，成礦條件十分優(yōu)越，勘查開發(fā)前景廣闊。該帶是巴西最重要的鈮鉭礦生產(chǎn)基地，也是最具尋找鈮鉭礦資源潛力的成礦帶，特別是巴拉那盆地內(nèi)部地區(qū)還是一個(gè)找礦空白區(qū)，一旦取得找礦突破，礦床規(guī)?？捎^。

米納斯吉那斯成礦區(qū)構(gòu)造演化復(fù)雜，遭受古元古代的泛亞馬遜和新元古代—早古生代的巴西利亞/泛非多次造山運(yùn)動(dòng)影響，使得該區(qū)形成北東-南西走向褶皺，之后又疊加了北西-南東向構(gòu)造，形成大規(guī)模走滑、逆沖斷層和褶皺。該區(qū)成礦與區(qū)域性構(gòu)造巖漿侵入的蝕變花崗巖密切相關(guān)，其間多分布系列斷裂構(gòu)造控制的偉晶巖型、碳酸巖型鈮鉭礦脈，伴生優(yōu)質(zhì)的多色電氣石、海藍(lán)寶石和銫榴石礦。新元古代—早古生代的巴西利亞/泛非多次造山運(yùn)動(dòng)在該區(qū)產(chǎn)生的大量偉晶巖脈，一些巖漿分異強(qiáng)烈的偉晶巖往往又是寶石礦和鈮鉭礦的賦存母巖，而且這種偉晶巖巖漿分異分餾程度是隨巖脈埋深和結(jié)晶完整度的增加而減弱。因此，在米納斯吉那斯成礦區(qū)的高分異偉晶巖脈是尋找鈮鉭礦的找礦方向，且還可以獲取寶石礦等附加的經(jīng)濟(jì)效益。該區(qū)偉晶巖圍巖變質(zhì)程度由東向西逐漸減弱，相反，形成偉晶巖的巖漿分異程度由東向西增強(qiáng)，所以在Ara?uaí、Safira、NovaEra 偉晶巖發(fā)育區(qū)更有利于尋找高品位的Li-Ta-Nb-Sn 礦床（Morteani，2000）。但該區(qū)大部分區(qū)域礦權(quán)屬于巴西最大的淡水河谷礦業(yè)公司，擁有大多數(shù)優(yōu)質(zhì)鐵礦權(quán)。因此雖然該區(qū)成礦條件優(yōu)越，而且偉晶巖型資源潛力較大，但投資并購開發(fā)鈮鉭礦產(chǎn)資源難度較大。

綜上所述，研究者認(rèn)為巴西鈮鉭礦找礦方向應(yīng)該集中于上述5 個(gè)重要成礦區(qū)帶中，重點(diǎn)是以成礦區(qū)（帶）內(nèi)典型礦床外圍，尋找高品質(zhì)花崗偉晶巖型和碳酸巖型鈮鉭礦資源為突破口，同時(shí)兼顧蝕變花崗巖型礦床。

鈣堿性-碳酸巖型鈮鉭礦床主要分布在巴拉那盆地邊緣和克拉通結(jié)合部，常受深大斷裂的控制而呈帶狀分布，該區(qū)成礦條件極好，總體勘查空白地區(qū)較多，如阿拉薩和卡塔朗等大型礦床外圍還具有一定的找礦空間。

巴西偉晶巖型鈮鉭礦主要分布于巴西中東部。該類礦體多為脈體，多成群產(chǎn)出，但一般規(guī)模較小。因此，應(yīng)重點(diǎn)尋找高品質(zhì)鈮鉭礦資源的花崗偉晶巖型鉭鈮礦床。在巴西東部除了塞里多-博爾博雷瑪、米納斯吉那斯成礦帶偉晶巖型鈮鉭礦資源可觀外，近年來在巴西圣弗朗西斯科克拉通內(nèi)及其克拉通周邊新元古代形成的巴西利亞（Brasilia）、阿拉蘇阿伊（Ara?uaí）、塞爾吉帕諾（Sergipano）等造山帶內(nèi)也發(fā)現(xiàn)了系列花崗偉晶巖型鉭鈮礦床，且與鋰云母共生，在成因上與鈉長石化交代作用密切相關(guān)，且富含Nb、Ta和其他稀有元素礦石礦物。

巴西蝕變花崗巖型礦床與花崗巖體相關(guān)，品位一般較低，但規(guī)模較大，因此經(jīng)濟(jì)價(jià)值極高。目前蝕變花崗巖型鈮鉭礦床發(fā)現(xiàn)較少，一般該類型礦床常沿區(qū)域性構(gòu)造線方向呈巖株?duì)顢嗬m(xù)分布，同時(shí)富含稀土元素和鋯石，這些特征可作為該類型礦床的找礦標(biāo)志。圭亞那地盾區(qū)南部邊緣地帶呈東西向展布的系列堿性-碳酸鹽巖雜巖是下一步尋找該類礦床的理想?yún)^(qū)域。

巴西風(fēng)化沉積型鈮鉭砂礦床原生礦床也具有較大的找礦空間。利用重砂法在巴西鈮鉭成礦區(qū)帶內(nèi)且有利成礦地段，沿水系、山坡進(jìn)行系統(tǒng)采集樣品，通過方法簡便、經(jīng)濟(jì)而有效的重砂分析和綜合分析數(shù)據(jù)整理，結(jié)合工作地區(qū)的地質(zhì)、地貌條件和其他找礦標(biāo)志，發(fā)現(xiàn)并快速地圈定出重砂異常，據(jù)此進(jìn)一步追索原生礦床或砂礦床。

6 討論與總結(jié)

巴西的鈮鉭礦床總體位于相對較穩(wěn)定的南美地臺區(qū)內(nèi)，大多數(shù)礦床產(chǎn)出多處于亞馬遜、圣路易斯、圣弗朗西斯科、路易斯阿爾維斯、拉普拉塔克拉通、巴拉那帕內(nèi)馬（Paranapanema）（戈亞斯）古微陸塊之間的克拉通匯聚、碰撞構(gòu)造縫合位置。從已有的典型礦床及成礦時(shí)空分布和成礦模式來看，筆者認(rèn)為鈮鉭成礦過程是南美地臺內(nèi)造山作用及其演化與其相關(guān)的過鋁質(zhì)巖漿系統(tǒng)形成。從成礦時(shí)間上，巴西鈮鉭礦主要形成于前寒武紀(jì)元古代時(shí)期，少量為古生代早期。據(jù)李建康等（2019）研究，中國的鈮鉭礦床成礦作用集中在古生代的加里東期、海西期及中生代的印支期和燕山期，僅有少量發(fā)生在新生代的喜馬拉雅期或前寒武時(shí)期。巴西已發(fā)現(xiàn)的鈮鉭礦床成礦時(shí)代比中國鈮鉭成礦時(shí)代早。從全球鈮鉭礦成礦作用來看，中國同時(shí)代、同類型巖石類似構(gòu)造位置應(yīng)該會形成與巴西相似類型的礦床，但目前鮮有相關(guān)此類礦床的報(bào)道，這部分礦床在中國是否被后期構(gòu)造活動(dòng)破壞、剝蝕或深埋，值得國內(nèi)同行們進(jìn)一步調(diào)查分析與研究。

巴西堿性巖-碳酸巖鈮鉭礦資源儲量豐富，僅阿拉薩礦床就賦存了世界大部分鈮資源，且含有豐富的稀土資源。形成巴西該類礦床的碳酸巖侵入體主要位于盆地邊緣裂谷環(huán)境，并產(chǎn)于多期不飽和硅、超基性堿性雜巖體的內(nèi)部和邊部，富含磷和鈦等元素，風(fēng)化作用和后期的堿性巖漿作用使鈮鉭成礦進(jìn)一步富集成高品位礦床（Mitchell，2015a）。相反，中國此類礦床的數(shù)量很少，除湖北廟埡和新疆瓦吉爾塔格、四川會理等少數(shù)幾個(gè)低品位且共生礦物復(fù)雜的礦床外（李建康等，2019），在其他地區(qū)，尚未發(fā)現(xiàn)諸如巴西阿拉薩式的大型碳酸巖型燒綠石礦床。筆者認(rèn)為在中國此類的礦床的找礦方向應(yīng)以塔里木-華北陸塊北緣和秦嶺等深大斷裂發(fā)育區(qū)（即四川盆地北部邊緣）及揚(yáng)子地臺西緣等伸展拉張的構(gòu)造環(huán)境為找礦重點(diǎn)區(qū)域，以期獲得此類型鈮鉭礦床找礦的重大突破。

本文總結(jié)了巴西偉晶巖型、花崗巖型、堿性巖型和碳酸巖型和外生風(fēng)化殼型鈮鉭礦床。將鈮鉭礦資源分為內(nèi)生型和表生型2 種類型，以內(nèi)生型為主，并以碳酸鹽巖型鈮鉭資源量為最大。

巴西鈮鉭礦床主要分布在巴西中東部、南部及北部地區(qū)。巴西花崗偉晶巖型鈮鉭礦主要產(chǎn)在巴西利亞等造山褶皺帶中，并在造山過程中發(fā)生鈮鉭成礦作用。堿性巖-碳酸鹽巖型鈮鉭礦主要產(chǎn)于深大斷裂帶或裂谷區(qū)，成礦物質(zhì)具有深部幔源特征。巴西中東部偉晶巖群密集分布區(qū)，是高品位花崗偉晶巖型鈮鉭礦資源潛力區(qū)，巴拉那盆地邊緣等深大斷裂帶，是尋找堿性-碳酸巖型鈮礦資源潛力區(qū)。

鈮鉭礦是當(dāng)今世界重要的礦產(chǎn)資源，是中國被“卡脖子”的關(guān)鍵金屬礦產(chǎn)。通過對巴西較典型的鈮鉭礦成礦帶(床)特征進(jìn)行歸納總結(jié)，對巴西鈮鉭礦下一步的找礦方向進(jìn)行了初步分析，希望能為投資者規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)提供些許幫助。

致 謝本文為綜合評述文章，作者在撰寫此文過程中引用了大量前人公開發(fā)表的有關(guān)巴西鈮鉭礦地質(zhì)調(diào)查報(bào)告和參考文獻(xiàn)資料，在此致以衷心地感謝!另外對董永觀研究員等評審專家對本文潤飾、修改并提出指導(dǎo)性寶貴意見及編者辛勤工作與幫助，在此一并表示謝忱!

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