非洲鈮鉭礦地質(zhì)特征、礦床類型及勘查開發(fā)現(xiàn)狀分析

趙東杰，陳玉明，張偉波，陳喜峰，陳秀法，張福良

(1.中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心，北京 100037；2.中國地質(zhì)大學(北京)，北京 100083)

0 引言

鈮和鉭在元素周期表中屬于同族元素，二者物理化學性質(zhì)相似且多數(shù)密切共生，因而被人們稱為金屬中的“孿生兄弟”(張林，2019)。這兩種元素均屬于難熔稀有金屬，具有高熔點、高沸點、低蒸汽壓、冷加工性能好、化學穩(wěn)定性高、抗液態(tài)金屬和酸堿腐蝕能力強、氧化膜介電常數(shù)高等一系列特性(沙穆索諾夫等，1962)，在電子工業(yè)、硬質(zhì)合金工業(yè)、超導工業(yè)、精密陶瓷玻璃等領域都有十分廣泛的用途。此外，鈮鉭礦也是國防軍工發(fā)展必不可少的重要原材料，特別是在現(xiàn)代高新技術發(fā)展中獲得了越來越多的關注，美國、歐盟、日本和加拿大都將其列為戰(zhàn)略性礦產(chǎn)(郭佳等，2018)。我國學者將鉭和鈮作為高技術礦產(chǎn)，即因技術和經(jīng)濟因素提取困難，現(xiàn)代工業(yè)及新興工業(yè)所必須的礦產(chǎn)(張新安和張迎新，2011)。

我國是世界上最大的鈮鉭消費國，國內(nèi)鈮鉭礦主要分布在江西、湖南、廣東、新疆和福建等地(張玲和林德松，2004)，但多數(shù)品位較低，不易開采。因此這兩種資源都較為短缺，需要大量進口，鈮、鉭的對外依存度均超過80%(曹飛等，2019；鄧攀等，2019)，隨著鈮鉭礦消費量的進一步增加，未來我國鈮鉭礦資源對外依存度將進一步提高。因此如何減輕中國鉭鈮原料不足的壓力，保障我國鈮鉭資源可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)我國鈮鉭原料供應結構多元化是一個值得探討的問題。

非洲是全球重要的鈮鉭礦資源供應地，其中鉭礦資源最為豐富，鈮礦多數(shù)隨鉭礦伴生產(chǎn)出，已在國際市場占有重要地位，尤其是中南部地區(qū)，具有較大的鈮鉭礦資源潛力(高常亮等，2015；古阿雷等，2020；邢仕等，2020)。因此綜合分析非洲鈮鉭礦地質(zhì)特征、礦床類型及其開發(fā)利用現(xiàn)狀，將有助于指導中資企業(yè)投資非洲鈮鉭礦，對保障我國鈮鉭礦供需穩(wěn)定，服務“走出去”戰(zhàn)略和“一帶一路”倡議具有重要意義。

1 非洲鈮鉭礦資源概況

非洲大陸鈮鉭礦資源豐富，已發(fā)現(xiàn)超過上千余個各種規(guī)模的鈮鉭礦床(Melcher et al.，2015)，主要分布在非洲中南部地區(qū)(圖1)，其中鉭礦資源量為24.05萬t，占世界的42.33%，主要分布在剛果(金)、加蓬、加納、埃及等國家(表1)，剛果(金)鉭資源量最為豐富，占整個非洲地區(qū)的39.92%，占全球的16.90%。盡管受限于經(jīng)濟技術的落后，礦山多以手工和小規(guī)模開采為主，但非洲仍供應著全球77%以上的鉭產(chǎn)量，其中一半以上來自于剛果(金)。非洲的鈮礦資源量為346.76萬t，占世界的3.51%，主要分布在加蓬、肯尼亞、坦桑尼亞和馬拉維等國家(表1)，礦床規(guī)模較小，其中加蓬鈮礦資源量最為豐富，占非洲總資源量的34.71%。

圖1 非洲主要鈮鉭礦床分布圖(底圖據(jù)Begg et al.,2009,修編)

表1 非洲主要資源國鉭和鈮資源量

非洲原生鈮鉭礦品位較低，一般Ta2O5品位<0.1%，Nb2O5品位介于0.1%～1%之間；原生鉭鈮礦床經(jīng)過自然風化、搬運和沉積作用可以富集形成次生鉭鈮礦，次生鉭鈮礦往往品位高，Nb2O5品位可達到10%以上，且開采成本低，在非洲鉭鈮生產(chǎn)中占有重要地位(Schütte and N?her,2020)。

全球最重要的鉭礦生產(chǎn)地-非洲大湖地區(qū)開采的鉭礦主要以次生礦床為主；剛果(金)、盧旺達主要為砂礦型鉭礦，鉭礦物主要為鉭鐵礦和細晶石等，礦山多為手工開采；馬拉維和坦桑尼亞的鈮礦床多為堿性巖、碳酸巖型礦床，主要鈮礦物為燒綠石，品位較高；埃及、埃塞俄比亞、莫桑比克和津巴布韋等國家的鉭礦床多為堿性巖型或偉晶巖型鉭礦床(曲紅軍等，2012；問娣等，2021)，這類礦床也具有較大規(guī)模，但鉭品位較低，且開采成本較高，鉭回收率低，經(jīng)濟性較差。此外，錫石-黑鎢礦熱液礦床也含有部分鉭，鉭礦物與該類型礦床錫石礦物關系密切，但分離較困難，非洲尼日利亞和納米比亞等國生產(chǎn)有富含鈮鉭的錫渣(表2)。

表2 非洲鉭鈮礦主要礦床類型

2 鈮鉭礦床主要類型及特征

綜合前人對于非洲鈮鉭礦床的研究成果(王峪，2011；高長亮等，2015；王西榮等，2016；涂文傳等，2017；何勝飛等，2018；楊遠東等，2020；Melcher et al.，2009，2015，2017)，按成因類型，本文將非洲鈮鉭礦床劃分為碳酸巖型、風化殼型、堿性巖型、花崗巖型、偉晶巖型和砂礦型六種礦床類型(表3)。

表3 非洲主要鈮鉭礦床一覽表

續(xù)表3

其中，花崗巖型和偉晶巖型是鉭礦床主要類型，鈮礦伴生產(chǎn)出；碳酸巖型和堿性巖型礦床則主要富含鈮資源，鉭多為伴生元素。原生鈮鉭礦床經(jīng)過次生物理或化學作用后造成鈮鉭資源的再次富集，從而成礦，便形成了風化殼型或砂礦型鈮鉭礦床，因此本文將著重介紹原生鈮鉭礦床類型。

2.1 偉晶巖型鉭鈮礦

偉晶巖型鉭礦床是非洲最重要的鉭資源類型之一(鄧攀等，2019)，主要分布在南部非洲地區(qū)的剛果克拉通、Kamativi帶、Kibara帶、Alto-Ligonha帶等成礦帶內(nèi)，以剛果(金)的Manono礦、埃塞俄比亞的Kenticha礦、莫桑比克的Marropino礦、盧旺達的Gatumba礦和津巴布韋的Kamativi礦為代表。

在非洲，偉晶巖型鉭鈮礦中LCT(Li-Cs-Ta)型偉晶巖最為常見，也更富鉭，其次為NYF(Nb-Y-F)型偉晶巖和LCT-NYF混合型偉晶巖。其中LCT型花崗偉晶巖多發(fā)育在深大斷裂帶附近或巖基接觸帶內(nèi)的花崗巖體周圍，與S型過鋁質(zhì)花崗巖密切相關(Cerny，1991)，Kibara帶、Kamativi帶、Damara帶、Birimian帶和尼日利亞Older Granites等成礦帶上的鉭鈮礦均屬LCT型偉晶巖型；NYF型偉晶巖則主要與以A型花崗巖為代表的偏鋁質(zhì)花崗巖關系密切，以非洲西部和中部的Man地盾和剛果克拉通為代表；偉晶巖在分異過程中也可能會發(fā)生重疊，導致其具有NYF和LCT的綜合特征，例如非洲的Marropino礦，含鋰輝石的LCT型偉晶巖中的鈮鐵礦族礦物伴隨有豐富的黑稀金礦、鈮釔礦、鉍鉭鐵礦等，而這些礦物都是NYF型偉晶巖特有的(Melcher et al.，2015)，此外Alto-Ligonha帶內(nèi)的偉晶巖也呈現(xiàn)出LCT-NYF型混合特征。在這些富鉭鈮偉晶巖型中，鉭主要集中在富鈉長石帶，一般呈脈狀、透鏡狀產(chǎn)出，常與鋰輝石、鋰云母等富鋰礦物密切共生(Linnen，1998)。含鉭礦物主要為鉭鐵礦族礦物、重鉭鐵礦和富鉭的錫石、細晶石等，含鈮礦物主要為鈮鐵礦、鈮鉭鐵礦、錫釔鈮礦等。

2.2 花崗巖型鉭鈮礦

非洲花崗巖型鉭鈮礦較偉晶巖型分布較少，主要集中在尼日利亞中部喬斯高原的非造山期富錫-鈮花崗巖和位于東非埃及沙漠腹地的阿拉伯-努比亞地盾泛非期花崗巖中，以尼日利亞Jantar礦和埃及Nuweibi礦為代表。鉭鈮礦體形態(tài)主要受花崗巖侵入體與圍巖的接觸構造控制,多為不規(guī)則透鏡狀，主要分布在富含堿性長石(鈉長石、正長石)的花崗巖中(Helba et al.，1997)，鈳鉭鐵礦、細晶石、銻鉭礦等礦石礦物大部分呈浸染狀分布于復式或多巖相花崗巖體內(nèi)，少量呈透鏡狀、囊狀集合體存在于石英、鈉長石裂縫中，副礦物主要為螢石、黃玉、電氣石、綠柱石和鋯石等(Zhu et al.，2001；Gaafar，2014)，此外這些含礦花崗巖也存在大量的錫石，表現(xiàn)出不同程度的錫礦化。

2.3 碳酸巖型鈮鉭礦

碳酸巖型鈮鉭礦床是非洲鈮資源的主要來源，其主要分布在西非地區(qū)，包括加蓬的Nyanga礦、安哥拉的Bonga礦、納米比亞的Epembe礦，在東非的坦桑尼亞也有少量分布但規(guī)模均較小。非洲與鈮鉭礦相關的碳酸巖侵入體主要產(chǎn)生于中非裂谷系，一般位于超基性堿性雜巖體的內(nèi)部和邊部(西蒙，2017)，多為巖漿成因(Falshaw，2012；Bull，2013；鄭硌等，2014)?；鸪商妓釒r巖體以及與其有成因聯(lián)系的基性、超基性巖、堿性雜巖體通常顯示富集REE、Ba、Nb、Sr、Ta、Th、U、Zr等元素的地球化學特征，從而常發(fā)生富含鈮，磷和鈦的成礦作用(Mariano，1989；Mitchell，2015)。這些碳酸巖雜巖體中含鈮礦物一般為燒綠石、鈮鐵礦和鈮鐵金紅石等，副礦物包括磷灰石、重晶石、螢石和鋯石等，除鈮鉭礦化外，往往還表現(xiàn)有磷和稀土元素礦化。

2.4 堿性巖型鈮鉭礦

在非洲，堿性巖性鈮鉭礦主要集中在南部非洲的東部地區(qū)，以馬拉維的Kanyika礦最為出名，其次為坦桑尼亞的Panda Hill礦和肯尼亞境內(nèi)的Mrima Hill礦。這一地區(qū)該類型鈮鉭礦賦礦巖石主要為堿性或過堿性花崗巖，例如霓石花崗巖、鈉閃石花崗巖等，巖體出露面積一般不大，呈小巖株、巖床產(chǎn)出，因此該類型礦床規(guī)模也較小。礦石礦物主要為燒綠石，并伴生有鉭、鈾和稀土元素等高場強元素的礦化，副礦物主要為鈉閃石、霓輝石、霓石等深色礦物(Schulz et al.,2017)。澳大利亞Globe Metals & Mining公司2007年在馬拉維發(fā)現(xiàn)的Kanyika鈮多金屬礦床，賦礦巖石為典型的堿性花崗巖，據(jù)統(tǒng)計該礦總礦石量為6000萬余噸，其中Nb2O5資源量17.52萬噸，伴生Ta2O5資源量8230噸，U3O8資源量4950噸，ZrSiO4資源量30.16萬噸。

3 鈮鉭礦成礦時代

非洲地區(qū)鈮鉭礦床的形成與區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育的多期次造山作用密切相關(孫宏偉等，2021)。總結前人成果(Mammo et al.，2010；Mackay et al.，2014；Roskill，2012，2016；Witt et al.，2018；許康康等，2019)，將非洲鉭鈮礦床成礦時代劃分為太古宙(>2500 Ma)、古元古代(2500～1600 Ma)、新元古代、泛非活動期和中生代五個成礦期。

3.1 太古宙

在南部的卡普瓦爾克拉通Murchison綠巖帶分布有最大年齡為2.85 Ga的鉭礦(Poujol et al.，1999)，這是世界上最古老的鉭礦化年齡；位于剛果克拉通的Enehe鉭鈮礦礦石U-Pb年齡為2487±8 Ma，與基巴拉帶太古宙晚期至古元古代的偉晶巖鈮鉭礦化時代基本一致(Milesi et al.，2006)；在津巴布韋克拉通，多數(shù)鉭資源產(chǎn)于Masvingo綠巖帶Bikita偉晶巖內(nèi)，這些偉晶巖含有大量鋰、銫資源，Bikita偉晶巖Rb-Sr全巖年齡為2650±50 Ma(Herzog et al.，1960)，形成時代為太古宙。

3.2 古元古代

Melcher et al.(2009)從剛果克拉通東北部Mambasa地區(qū)獲得的鉭鐵礦U-Pb年齡為2487～2000 Ma；津巴布韋Magondi帶內(nèi)鉭礦化花崗偉晶巖鋯石U-Pb 年齡集中在2150～2000 Ma(Goncalves et al.，2009)，成礦時代屬古元古代。此外，西非加納、馬里西南部和科特迪瓦等地的綠巖帶也發(fā)現(xiàn)了含有少量鈮、鉭、鈹和鋰的古元古代偉晶巖(2100～2000 Ma)，但其鉭潛力和產(chǎn)量較小。

3.3 新元古代

新中元古代是非洲鈮鉭礦化的重要時期，主要分布在Kibara構造帶、Kamativi構造帶和Orange river構造帶。Kibara構造帶從烏干達西南部開始延伸，經(jīng)過盧旺達和布隆迪，進入剛果(金)加丹加地區(qū)，新元古代的花崗巖及相關偉晶巖的侵入構成了世界上最大的鉭鈮錫鎢礦區(qū)之一(Dewaele et al.，2011)。鉭鈮礦位于規(guī)模不一的偉晶巖中，錫礦多分布在云英巖化區(qū)和熱液石英脈中，而黑鎢礦僅存在于熱液石英脈中，加丹加地區(qū)的Manono鉭錫礦是該構造帶內(nèi)最大的單一偉晶巖型礦床。在盧旺達，中非裂谷系的堿性雜巖和碳酸巖含有大量鈮資源(如Lueshe鈮礦床)，這些巖石的U-Pb鋯石年齡為750 Ma，Rb/Sr全巖等實現(xiàn)年齡大約為830～800 Ma(Melcher et al.，2015)。津巴布韋西部的Kamativi構造帶的副片麻巖被含有錫-鉭-鎢及鋰磷鋁石-鋰輝石-綠柱石的偉晶巖侵入，經(jīng)測定，該地區(qū)鉭鈮礦床的U-Pb年齡為1026～925 Ma(Gabler et al.，2011)，形成于新元古代。處于納米比亞和西非境內(nèi)的Orange River偉晶巖帶是非洲最大的偉晶巖區(qū)，其中一些偉晶巖含有稀有元素，例如納米比亞Tantalite Valley偉晶巖型鉭鈮礦，其U-Pb年齡大約在985 Ma。

3.4 泛非活動期

東非造山帶從埃及東部沙漠穿過埃塞俄比亞進入莫桑比克和馬達加斯加，是一個重要的泛非期活動帶，該造山帶北部的阿拉伯-努比亞地盾鉭礦床存在于過鋁質(zhì)含稀有金屬花崗巖及過堿質(zhì)含稀有金屬花崗巖中(埃及Abu Dabbab礦和Nuweibi礦)，礦化年齡范圍在610～530 Ma之間(Melcher et al.，2017)；莫桑比克北部Alto-Ligonha省廣泛發(fā)育著富含稀有金屬(REE、Be、Nb、Ta、Li、U、Th)的偉晶巖(Lehmann，2012)，以Marropino鉭鈮礦為代表，這些偉晶巖與泛非期造山運動晚期花崗巖相互關聯(lián)，U-Pb在480～440 Ma之間；納米比亞Damara帶中的偉晶巖含有鋰、鈹、錫、鈮和鉭礦，其中Cape Cross-Uis帶是最主要的鉭鈮礦產(chǎn)地，Tkachev(2011)研究證實Damara偉晶巖帶南部年齡在509～508 Ma，北部年齡在492 Ma。

3.5 中生代

在尼日利亞中部的喬斯高原上大約有50個非造山期的過堿性及堿性環(huán)狀雜巖體，它們構成了晚三疊世-侏羅紀較年輕的花崗巖(213～141 Ma)，錫石和鈮鐵礦作為副礦物主要存在于云英巖和鈉長石化分帶及其風化后沖積型砂礦中。Melcheret al.(2017)測得的產(chǎn)自砂礫礦的鈮鐵礦U-Pb年齡范圍在210～150 Ma，即晚三疊世-侏羅紀。

4 典型礦床

4.1 剛果(金)Manono鉭礦

Manono礦是非洲偉晶巖型鉭礦的的代表，該礦位于剛果(金)東南部地區(qū)的Kibara構造帶內(nèi)，礦區(qū)地層簡單，主要由Kibara超群的K1群和新生代的新近系和第四系組成。區(qū)域上斷裂及褶皺構造極其發(fā)育，地層走向近北東向，呈單斜構造。區(qū)內(nèi)巖漿活動劇烈，發(fā)育有沿北東向分布的LCT型花崗偉晶巖，大多沿斷裂或構造薄弱面侵入，長約15 km，寬約800 m，為區(qū)內(nèi)主要的含礦巖石，含有豐富的鉭，伴生大量鈮、鋰、錫等資源，是世界上最大的含稀有金屬偉晶巖之一(孫宏偉等，2021)，輝綠巖順沿著偉晶巖產(chǎn)出，此外還分布有不同類型的花崗巖。

該區(qū)礦化偉晶巖多沿葉理侵入到中元古代變質(zhì)沉積巖和白云巖中(圖2)，呈似層狀產(chǎn)出，主要發(fā)育有為云英巖化、白云母化、電氣石化和硅化等圍巖蝕變?；◢弬ゾr呈灰白色、淺白色、紅褐色等，粗粒偉晶結構，由石英、云母、長石及少量鐵質(zhì)礦物組成，偶見板狀、柱狀鉭鈮鐵礦呈微細粒沿石英、長石的結晶面分布。主要礦石礦物為鉭鈮鐵礦、鈮鉭錳礦、細晶石、錫鉭錳礦及鋰輝石等，脈石礦物為石英、鈉長石、白云母、磷灰石等。楊遠東等(2020)根據(jù)礦石礦物與脈體的穿插關系、礦物蝕變交代特征及其結構構造，總結該礦礦物共生組合主要包括鈮鉭鐵礦+云母+石英、鈮鉭錳礦+長石、鈮鉭錳礦+錫石、鈮鉭錳礦+云母等形式。

圖2 Manono地區(qū)地質(zhì)簡圖(據(jù)Ngulube，1994修改)

Dewaele et al.(2016)對該礦進行了詳細的年代學研究，證實區(qū)內(nèi)鉭鐵礦U-Pb年齡為940.2 ± 5.1 Ma和947±2.8 Ma。由于Manono地區(qū)在1000 Ma以后沒有發(fā)生重大的變形事件，因此945～930 Ma被認為是該地區(qū)鉭礦化作用的成礦時代。通常偉晶巖體在花崗巖-偉晶巖系統(tǒng)中的結晶時間間隔很短，因此這一時期也可能是Manono偉晶巖母花崗巖的年齡。Dewaele還通過計算Manono礦區(qū)內(nèi)石英和錫石形成的流體環(huán)境，來推測了鉭礦化的形成環(huán)境，最終認為區(qū)內(nèi)鉭礦化的形成與晚期熱液蝕變密切相關，而錫礦化則主要形成于早期成巖階段。

4.2 安哥拉Bonga鈮礦

Bonga礦位于安哥拉西南部的迪德-洛拉地區(qū)，是一個典型的巖漿成因碳酸巖型鈮礦，Nb2O5儲量預計達1400萬噸(Lapido-Loureiro，1973)，還伴生有稀土礦物、磷灰石和磁鐵礦等，綜合利用價值大。Bonga碳酸巖巖體在地貌上表現(xiàn)為一個拔地而起的孤立山丘，其最高海拔達1850 m，直徑約4 km，面積約12 km2。巖體侵位于前寒武紀花崗巖、偉晶巖和片麻巖中①，邊部發(fā)育正長巖和數(shù)個小的噴發(fā)角礫巖筒。

該巖體主體由碳酸巖組成，從外向內(nèi)存在一定的分帶性。最外側正長巖呈不完整環(huán)狀圍繞碳酸巖體分布，正長巖包裹于碳酸巖中或被碳酸巖脈穿插，其侵位時代較碳酸巖早；向內(nèi)為含正長巖捕虜體的碳酸巖相，捕虜體多為霓長巖；再向內(nèi)為純碳酸巖相，碳酸巖灰白色到紅褐色，中粗粒結構，塊狀構造；向中心又出現(xiàn)含正長巖捕虜體的碳酸巖相，捕虜體含量較外部低；在巖體的中心部位覆蓋著原生碳酸巖風化物(圖3)。碳酸巖中方解石一般結晶較為粗大，局部與磁鐵礦、磷灰石、燒綠石和黑云母富集呈條帶狀，顯示出火成碳酸巖的特征(鄭硌等，2014)。

圖3 迪德-洛拉地區(qū)地質(zhì)略圖(據(jù)Woolley et al.，2008修改)

就礦化程度而言，碳酸巖體外側的正長巖和基底花崗巖均不含礦，礦體主要賦存在純碳酸巖相中，其次為含正長巖捕虜體的碳酸巖相中。一般顏色越深、磁鐵礦和磷灰石含量越高的碳酸巖，鈮礦化越好(章永梅等，2014)。Bonga礦礦石共分為三類：一是淺灰褐色-灰褐色中細粒條帶狀磁鐵礦碳酸巖礦石，約占總礦石的50%，富礦石多為這類，Nb2O5品位一般為0.3%～0.5%；二是淺灰褐色-灰褐色中粒碳酸巖礦石，約占40%，Nb2O5品位一般為0.2%～0.4%；三是灰白色-青灰色中粒夾少量粗粒碳酸巖，約占10%，Nb2O5品位一般為0.2%～0.3%。含鈮礦石礦物主要為燒綠石，偶見易解石、鈮鐵金紅石和鈮鐵礦；含磷礦物為磷灰石；稀土元素主要以類質(zhì)同象的形式賦存于燒綠石中，部分產(chǎn)于氟碳鈣鈰礦、獨居石和碳酸鍶鈰礦等含稀土獨立礦物中。

5 非洲鈮鉭礦勘查與開發(fā)現(xiàn)狀

5.1 勘查現(xiàn)狀

非洲大部分鉭鈮礦資源都是以伴生礦的形式產(chǎn)出的，單獨成礦較少，多作為副礦物加以開發(fā)綜合回收利用。據(jù)S&P Global Market Intelligence礦產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(數(shù)據(jù)截止2020年12月)統(tǒng)計，在非洲54個蘊藏鉭礦資源的礦山中，有19個礦山以鉭為主礦產(chǎn)，其中2個閉坑，3個在產(chǎn)，1個處于可行性研究階段，4個處于預可行性研究階段，9個處于勘查初期階段；在31個蘊藏鈮礦資源的礦山中，僅有5個礦山以鈮為主礦產(chǎn)，其中1個閉坑，1個在產(chǎn)，2個處于可行性研究階段，1個處于預可行性研究階段?？梢娔壳胺侵藿^大多數(shù)鈮鉭礦山是都還處于勘探開發(fā)初級階段，其未來勘探開發(fā)空間較大。

5.2 開發(fā)現(xiàn)狀

非洲現(xiàn)階段大規(guī)模開采的鉭鈮礦不多，由于種種因素，大部分礦床仍處于擱置或停業(yè)狀態(tài)，同時由于采礦技術和設備的落后，大部分國家鈮鉭礦開采能力比較弱，手工和小規(guī)模采礦仍然是非洲鈮鉭礦生產(chǎn)開發(fā)的主要手段，特別是在盧旺達、剛果(金)和尼日利亞。剛果(金)是非洲鉭精礦最大生產(chǎn)國，盡管該國鉭產(chǎn)量在不斷上升，但礦山規(guī)模開采的還很少，基本上靠手工開采，甚至當?shù)厝诉€會用手來挖掘溪流中的鉭鐵礦砂礦石，再用平底鍋淘選鉭鐵礦石。因此，一些在剛果(金)投資礦產(chǎn)企業(yè)不得不從收購礦山做起，從探礦權開始，通過勘探、礦山建設、開采，建立穩(wěn)定的礦石生產(chǎn)源頭，保證礦石的供應和冶煉廠的生產(chǎn)，從而形成穩(wěn)定的產(chǎn)業(yè)鏈。此外，埃及、埃塞俄比亞和莫桑比克除了手工和小規(guī)模的生產(chǎn)外，也有一些工業(yè)和半工業(yè)化的鉭礦開采。盡管這種原始的采礦方式產(chǎn)量較低，但近十年非洲鉭礦產(chǎn)量持續(xù)增加，年產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的四分之三以上(表4)，可見非洲鉭資源之豐富。因礦山采采停停，經(jīng)營公司幾經(jīng)更迭并且多數(shù)為手工開采，所以礦山開發(fā)資料甚少，礦山具體開發(fā)程度狀況并未公布。

表4 2010～2019年非洲主要資源國鉭產(chǎn)量及其全球占比

5.3 主要礦業(yè)公司及所屬礦山

盡管困難重重，非洲豐富的鈮鉭資源還是受到了一些礦業(yè)公司的青睞，積極對該地區(qū)的鉭鈮礦資源進行勘查開發(fā)(表5)。非洲優(yōu)質(zhì)的鈮鉭礦山多被美國、加拿大和澳大利亞等西方國家礦業(yè)公司控制，而真正涉足非洲鈮鉭資源市場的中資企業(yè)還很少。埃塞俄比亞礦產(chǎn)開發(fā)股份公司(Ethiopian Mineral Developmet SC,EMDSC)是非洲主要的鉭礦生產(chǎn)商，該公司是一家國有礦業(yè)公司，主要經(jīng)營著埃塞俄比亞奧羅莫州Kenticha鉭鈮礦山，從事鉭鈮礦開采并生產(chǎn)鉭鈮精礦。EMDSC公司曾對Kenticha礦三次擴產(chǎn)，2011年產(chǎn)能為58 t鉭精礦。2012年2月埃塞俄比亞政府邀請國外投資者參股EMDSC公司，為Kenticha礦山第四次擴產(chǎn)和新建稀有金屬加工廠籌集資金，并表示擴建工程完成后Kenticha礦的產(chǎn)能將擴大到年產(chǎn)鉭精礦(以Ta2O5計)84 t。

表5 非洲主要鈮鉭礦礦業(yè)公司及所屬礦山

加拿大Noventa礦業(yè)有限公司現(xiàn)在經(jīng)營著莫桑比克國內(nèi)最大的鉭鈮礦山Marropino礦，該公司在已經(jīng)對Marropino結晶花崗巖地帶及其南部地區(qū)開展了探礦工作。此外，尼日利亞于2007年創(chuàng)立了Mekios采礦有限公司(政府固體礦物發(fā)展部支持)，該公司在一個指定地點收購當?shù)鼐用裢ㄟ^手工淘選獲得的鉭鐵礦礦石，然后按特定粒度篩分并用磁力或靜電選礦機分選。澳大利亞Gippsland有限公司與埃及政府部門(EGMSA)合作開發(fā)Abu Dabbab鉭鈮礦山，Globe Metals & Mining公司則經(jīng)營著馬拉維Kanyika鈮鉭礦山。

非洲資源潛力較大的鉭、鈮礦床見表6，其中Abu Dabbab礦位于埃及阿萊姆港西北40km的沙漠中，該礦在2014年完成的可行性研究，儲量(含推測儲量)達3.3萬t(以Ta2O5計)，含有長石和錫，由澳大利亞Gippsland公司與埃及政府部門合資的埃及鉭業(yè)公司(Tantalum Egypt JSC)來開發(fā)此礦，設計年產(chǎn)300 t鉭精礦(Ta2O5)，盡管由于國家政策和采礦執(zhí)照糾紛等原因造成該礦一直開開停停，但對該礦的命運多數(shù)還是持樂觀態(tài)度，相信投產(chǎn)后其能成為繼澳大利亞沃吉納礦之后世界第二大鉭礦山。此外，Globe Metals & Mining公司已經(jīng)與馬拉維政府就該國Kanyika鈮鉭礦礦山的發(fā)展協(xié)議進行商談，希望該礦山能夠全面投入生產(chǎn)，該礦山若正式投產(chǎn)，預計每年可生產(chǎn)約190 t鉭精礦(Ta2O5)和200 t鈮鐵礦等產(chǎn)品。

表6 非洲具開發(fā)前景鉭鈮礦山

6 結論

(1)非洲鈮鉭礦資源主要分布于中南部地區(qū)，多數(shù)以伴生礦的形式產(chǎn)出。礦床類型包括碳酸巖型、風化殼型、堿性巖型、花崗巖型、偉晶巖型和砂礦型六種，其中花崗巖型和偉晶巖型主要富鉭，而碳酸鹽型和堿性巖型則主要富鈮。

(2)非洲鈮鉭礦主要分布在卡普瓦爾克拉通、剛果克拉通、津巴布韋克拉通以及基巴拉、達馬拉、泛非等碰撞造山帶內(nèi)，時間上主要集中在太古宙、古元古代、新元古代、泛非活動期和中生代五個成礦期。

(3)非洲地區(qū)鈮鉭礦成礦地質(zhì)條件優(yōu)越，但目前大部分礦山都還處于勘探開發(fā)初級階段，仍未實現(xiàn)大規(guī)模機械化開采，總體上找礦勘查程度較低，未來資源潛力較大。

致謝：在成文過程中，審稿專家和編輯對本文提出了寶貴意見，在此一并表示衷心的感謝。

[注 釋]

① Terraconsult Ltd.1983.A review of mineral resources of the People’s Republic of Angola[R].

[附中文參考文獻]

曹飛，楊卉芃，張亮，王威.2019.全球鉭鈮礦產(chǎn)資源開發(fā)利用現(xiàn)狀及趨勢[J].礦產(chǎn)保護與利用，39(5)：56-67，89.

鄧攀，陳玉明，葉錦華，張偉波.2019.全球鈮鉭資源分布概況及產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢分析[J].中國礦業(yè)，4：63-68.

郭佳，易繼寧，王慧.2018.全球主要戰(zhàn)略性礦產(chǎn)名錄評價因素對比研究[J] .現(xiàn)代礦業(yè)，12：1-5.

高長亮，亓希強，呂濤，田紹喜，高志友，蘇道強，高榮政.2015.埃塞俄比亞南部某風化殼型鉭鈮礦床地質(zhì)特征[J].山東國土資源，31(6)：24-29.

古阿雷，王杰，任軍平，左立波，孫宏偉，邢仕，劉子江，Ezekiah Chikambwe.2020.贊比亞中部泛非期Hook巖基地質(zhì)特征及成礦潛力分析[J].地質(zhì)調(diào)查與研究，1：63-71，80.

何勝飛，劉曉陽，許康康，吳興源，孫凱.2018.中東部非洲地質(zhì)構造單元與成礦區(qū)帶劃分[J].地質(zhì)與勘探，54(6)：1153-1170.

張玲，林德松.2018.我國稀有金屬資源現(xiàn)狀分析[J].地質(zhì)與勘探，40(1)：26-30.

曲紅軍，竇偉，李科，曲歡.2012.津巴布韋地質(zhì)背景與優(yōu)勢礦產(chǎn)資源簡介[J].四川地質(zhì)學報，32：231-237.

沙穆索諾夫，康士坦丁諾夫，卜寶林，劉鴻恩(譯).1962.鉭與鈮[M].北京：中國工業(yè)出版社：1-42.

孫宏偉，王杰，任軍平，唐文龍，古阿雷，左立波，賀福清.2021.南部非洲花崗巖型與偉晶巖型鉭礦床地質(zhì)特征[J].地質(zhì)論評，67(1)：265-278.

涂文傳，張明，寧?？?2017.坦桑尼亞卡塔維省姆潘達地區(qū)Songambele鈮鉭礦床地質(zhì)特征[J].安徽地質(zhì)，27(1)：18-22.

王峪.2011.津巴布韋穆托科鈮鉭礦地質(zhì)特征及控礦因素分析[J].安徽地質(zhì)，21(4)：252-256.

王西榮，李紹俠，王哲，余建軍，秦月琴，吳海東.2016.莫桑比克穆塔拉地區(qū)鈮鉭礦地質(zhì)特征及找礦方向的探討[J].資源環(huán)境與工程，1：55-59，65.

問娣，邱仁軒，鐘石，喬雪鋒，王光洪，馮鋒.2021.3DMINE礦業(yè)工程軟件在礦山模型及資源儲量估算中的應用—以津巴布韋卡瑪提威錫鋰鈹鉭鈮多金屬礦為例[J].四川地質(zhì)學報，2：333-337.

許康康，劉曉陽，王杰，任軍平，左立波，何勝飛，吳興源，孫宏偉.2019.坦桑尼亞西南部烏本迪帶的構造演化特征[J].地質(zhì)與勘探，2：585-599.

邢仕，陸偉彥，紀山青，杜明龍，劉川，張殿領，易凱.2020.非洲中南部喬馬—卡洛莫地塊區(qū)域地質(zhì)及構造演化特征[J].世界地質(zhì)，4：838-848.

西蒙.2017.納米比亞西北部Epembe鈮鉭礦床地質(zhì)和年代學研究及資源量估算[D] .北京:中國礦業(yè)大學(北京)：1-98.

楊遠東，李繼業(yè)，祝永平，劉鈞沅.2020.剛果(金)馬諾諾(Manono)東部某偉晶巖型鈮鉭礦地質(zhì)特征[J].礦產(chǎn)勘查，11(7)：1428-1435.

張林.2019.新時代鈮鉭產(chǎn)業(yè)發(fā)展[J].中國有色金屬，10：44-46.

張新安，張迎新.2011.把“三稀”金屬等高技術礦產(chǎn)的開發(fā)利用提高到戰(zhàn)略高度[J].國土資源情報，6：2-7.

章永梅，顧雪祥，彭義偉，鄭硌，張巖，高海軍，董樹義.2014.安哥拉Bonga碳酸巖型鈮礦床地質(zhì)地球化學特征及成因[J].地學前緣，21(5)：50-68.

鄭硌，顧雪祥，章永梅，董樹義，彭義偉，高海軍，呂鵬瑞.2014.安哥拉Huila省Bonga碳酸巖型鈮礦床燒綠石地球化學組成、演化及其與巖漿-熱液作用過程的關系[J].地學前緣，21(5)：69-89.