江西宜春鉭鈮礦礦床地質(zhì)特征及富集規(guī)律

巫志豪，張連湘，潘世語，丁亮，彭蜀濤

（江西有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院， 江西南昌 330001）

宜春鉭鈮礦位于宜春市袁州區(qū)新坊鎮(zhèn)境內(nèi)，大地構造位置地處于萍—廣（欽—杭大斷裂）深大斷裂的南側，武功山隆起區(qū)北東段。礦體產(chǎn)于雅山花崗巖株的東緣頂部，鉭、鈮呈細粒浸染狀嵌布于強、中鈉長石化鋰云母花崗巖帶中及富錳鈮鉭鐵礦、細晶石、含鉭錫石等工業(yè)礦物內(nèi)［1-2］。本文在宜春鉭鈮礦工人村區(qū)段補充勘查實地工作所得的基礎上，總結了對該礦床的地質(zhì)特征，并對其形成機制進行探討，旨在為該區(qū)后續(xù)深邊部找礦提供指導。

1 礦區(qū)地質(zhì)

宜春鉭鈮礦位于武功山復背斜的北東端東南翼。礦區(qū)斷裂構造復雜，為各期巖漿侵入創(chuàng)造有利的空間條件，為成礦提供了有利條件；礦區(qū)內(nèi)巖漿活動頻繁，在區(qū)內(nèi)廣泛出露（圖1），并具多期次特點，與成礦有關的巖體為燕山早期第二階段第三次侵入形成的雅山花崗巖復式巖體，據(jù)K-Ar法測定，年齡值為131～157Ma［3］，巖體分相明顯，以細粒白云母花崗巖中鈉長石化鋰云母化巖相帶與鉭鈮稀有金屬礦化關系密切［4-5］，巖體SiO273.24%～77.94%、K2O+Na2O8.66%～8.69%、Na2O/K2O1.21～2.45，顯示出超酸性富堿高鈉特點。

圖1 宜春鈮鉭礦地質(zhì)略圖

根據(jù)物質(zhì)組分、結構構造、稀有元素含量等從上至下劃分6個帶（圖2），依次為偉晶巖帶（Ⅰ）→強鈉長石化鋰云母化花崗巖帶（Ⅱ）→中鈉長石化鋰云母化花崗巖帶（Ⅲ）→弱鈉長石化花崗巖帶（Ⅳ）→中粒二云母花崗巖帶（Ⅴ）→中粗?！至：谠颇富◢弾r帶（Ⅵ）［6］，各帶呈漸變關系，似層狀產(chǎn)出，產(chǎn)狀平緩，沿變質(zhì)巖接觸帶沿伸。

圖2 宜春鉭鈮礦0號勘探線剖面圖

礦床各蝕變分帶地質(zhì)特征如（表1）所示，隨著交代強度的變化，各類礦物含量及物理化學性質(zhì)有明顯的變化，總結歸納如下：

表1 礦床各帶主要特征表

（1）由上至下，含錫鈦鉭鈮礦等含鈦礦物逐漸增多；錫石顏色由黑變淺；鋯石由變種鋯石到普通鋯石［7］；硫化物由少變多；鉭鈮比值由大變小，而富錳鈮鉭鐵礦中的鉭鈮比值則向下增加，主要是上部出現(xiàn)大量的細晶石所致。

（2）云母類礦物成份從上到下的變化規(guī)律由鋰云母至鋰白云母至黑鱗云母。

（3）巖石的顏色從上到下由白、灰白到灰色，鈉長石由多變少，鉀長石、石英則由少變多。

（4）鉭、鋰、銣、銫、鈹?shù)仍氐钠肺浑S著鈉長石化、鋰云母化的強度下降而降低，成正相關，而鈮變化不大，向下略有增加，成負相關，稀土、鋯、鉿、鈾、釷等元素各帶含量都很低，但總的趨勢向下略增高，與蝕變關系不明顯。

（5）礦體與蝕變帶形態(tài)基本一致，但不完全吻合，一般強鈉長石化、鋰云母化帶上部為工業(yè)礦體，中鈉長石化及少部分弱鈉長石化為低品位礦［8］。

2 礦體特征

礦體產(chǎn)于雅山花崗巖株的東南緣之頂部［9］，為一個三面裸露于地表的大礦體，頂部尚殘留有似偉晶巖和變質(zhì)巖，說明剝蝕深度不大，礦體保存較完整。礦體嚴格沿巖體內(nèi)接觸帶分布，礦化面積2.80km2。礦床以NE向張性斷裂FⅢ為界劃分出四一四區(qū)段和工人村兩個區(qū)段，四一四區(qū)段為主礦體，礦體規(guī)模大及礦化深度、強度大，是礦床開發(fā)的主體；工人村區(qū)段礦體規(guī)模小，礦化相對較弱。

四一四區(qū)段主礦體走向NE，延長約1700m。S、N、W三面裸露于地表，東面傾伏于變質(zhì)巖之下，EW平均寬644m，礦體厚度與地形剝蝕程度密切相關，中部地形高，剝蝕淺，厚度大，最大可達196m，兩端地形低，礦體厚度相應變小以至尖滅，平均厚度60m，形態(tài)簡單，呈似層狀產(chǎn)出。總的走向NE40°～45°，傾向SE，傾角10°～28°，平均18°。主礦體分布標高625m～951m，埋深0m～339m。

工人村區(qū)段包括3個礦體，為V1、V2、V3。其中V1為主礦體，裸露于地表及淺部，形態(tài)簡單，呈似層狀產(chǎn)出,總體走向NE30°～35°，長300m～480m，傾向SE，傾角10°～15°，平均12°，EW平均寬280m，地表出露面積約0.12 km2。礦體明顯受硅化破碎帶FⅢ、FⅣ控制，其中FⅣ將V1礦體分為NW和SE兩礦塊，兩者均在FⅣ附近尖滅，F(xiàn)Ⅲ則控制V1礦體SE側邊界，即FⅢ上盤為V1礦體，下盤為非礦體，西部礦體由于有民采，礦體厚度相應變小以至尖滅。V2礦體位于V1下方間距10m～40m，分布標高663m～740m，礦體分為NW、SE兩部分，NW部分近似正方形，寬約140m，礦體大致傾向NE，傾角16°；SE部分近似梯形，NE向頂?shù)走呴L分別為230m和110m，SE向高150m，傾向NNW，傾角平均約10°，礦體厚2m～20m。

V3礦體分布在最下方，為最下層隱伏礦體，分布標高645m～705m，平面上形態(tài)呈不規(guī)則狀，礦體傾向NW，傾角5°～10°,礦體厚度2m～10m。

3 富集規(guī)律

礦床自下而上TiO2和二價氧化物含量總體是逐漸降低的，而Al2O3、Na2O、F 和H2O則逐漸增高，說明環(huán)境相對封閉，巖體頂板變質(zhì)巖起到了很好的屏蔽作用，巖漿晚期汽液相對缺氧而富氟，在這特定的還原環(huán)境下發(fā)生交代作用并且隨著汽液運移及降溫方向由弱變強，稀有元素礦物（鉭鈮等）則由少及多逐漸富集成礦，從而形成上富下貧的特點。

礦床位于武功山隆起區(qū)北東段，區(qū)內(nèi)斷裂構造發(fā)育，多期多次疊加活動，為燕山期中小型侵入體的灌入創(chuàng)造有利的成礦空間條件，故礦床的生成與巖漿巖的性質(zhì)和巖漿作用的演化發(fā)展以及斷裂構造有密切聯(lián)系，礦床的形成與巖漿中稀有元素含量有密切關系，形成本礦床的雅山花崗巖體中的正?；◢弾r稀有元素含量較高（表2）。

表2 正?；◢弾r中稀有元素含量與花崗巖平均值對比表

由表2可知，正常花崗巖中鉭的含量為一般花崗巖中平均值8.8倍，鈮為3.4倍，鋰為11.5倍，銫為21倍，銣為4.5倍，這是形成礦床的物質(zhì)基礎；根據(jù)礦區(qū)花崗巖含鉭品位的變化特點，一般高于平均花崗巖20倍時，出現(xiàn)較多的鉭鈮獨立礦物，高于30倍時，出現(xiàn)大量的細晶石、富鉭鈮鐵礦。

礦區(qū)鉭、鈮的含量與氟、鈉、鋰等揮發(fā)組分和堿性金屬組分的含量成正比關系，此反映了揮發(fā)組分和堿金屬組分，隨著巖漿分異作用的進行而逐漸向巖體頂部富集。

礦區(qū)鉭鈮礦化強度與二氧化鈦含量呈反比關系（圖3），下部正?；◢弾r中鉭鈦比值為0.025，出現(xiàn)較多榍石、鈦鐵礦，而鉭鈮獨立礦物較少，中部鉭鈦比值為0.57，雖可形成鉭鈮獨立礦物，但伴隨有含鈦礦物出現(xiàn)，礦物中含鉭品位不高，上部鉭鈦比值為2.75，出現(xiàn)大量的鉭鈮獨立礦物，形成富礦體，同時極少有含鈦礦物出現(xiàn)。一般在花崗巖中含鈦高時，常出現(xiàn)榍石、鈦鐵礦和高鈦黑云母，同時由于鈦與鉭鈮之間置換能力很大，鈦高時對鉭鈮起分散作用，鈦低時對鉭鈮其富集作用。

圖3 各巖相帶中某些組分與鉭鈮比值關系圖

礦石中礦物的生成期劃分有巖漿期、巖漿晚期及巖漿期后等三期五階段，其中巖漿期黑磷云母白云母化階段主要生成的礦物有中性長石、微斜長石、黑云母、更長石、黑鱗云母、白云母、鉀長石、獨居石、磷釔礦、普通鋯石等［10-11］；巖漿晚期（分第一、第二期鈉長石化鋰云母化階段）主要生成的礦物有鱗片狀鋰云母、條柱狀鈉長石、細粒鱗片狀鋰云母、細晶石、富錳鈮鉭礦、黃玉、變種鋯石、含鉭錫石、含錫鈦鉭鈮礦及黑鎢礦等；巖漿期后（分云英巖化和伊利石階段）則主要生成硫化物、碳酸鹽及伊利石等。

4 結論

宜春鉭鈮礦礦床的形成與巖漿性質(zhì)、巖漿作用的演化關系密切，在晚期構造(主要是NE向斷裂)活動下，揮發(fā)組分和稀有元素到達巖體頂部，而頂板封閉良好的老虎塘組變質(zhì)巖則為Ta、Nb等稀有元素的富集起到了“保護傘”的作用，從而形成鉭鈮礦床。