云南龙陵县黄连沟钽铌铍矿床地质特征

邢永辉，李学仁

(云南省地质矿产勘查院保山地质矿产所，云南 保山 678000)

1 矿区地质概况

矿区位于冈底斯—念青唐古拉褶皱系，福贡—镇康褶皱带，芒市褶皱束北东段的风吹坡复式背斜南东翼。区内出露地层为前寒武公养河群云母片岩和条带状硅质角岩及板岩、千枚岩、石英片岩、大理岩等。矿区构造以黄草坝断裂的次级北西向和北东向两组断裂为主，断裂宽数十厘米至数十米不等，沿北西向和北东向两组断裂有石英脉、伟晶岩脉、长英岩脉及基性岩脉贯入。矿区以裂隙构造的广泛发育为特征，同时有零星的、规模不等的小断裂。裂隙构造是气成热液运移的良好通道以及脉岩储藏的良好空间，沿裂隙交代作用较为发育，伴随交代作用有铌、钽、铍等稀有金属的沉淀和富集。

燕山晚期的花岗岩在区内分布较广，其中斑状花岗岩为黄连沟岩体的主体部分，细分为三个岩相带：黑云母斑状花岗岩带；角闪石黑云母斑状花岗岩带，闪斑岩带，后者呈透镜体分布于前两种岩石中。据1∶20万潞西幅地质报告，黄连沟岩体属SiO2过饱和—强过饱和的碱性岩石。

花岗伟晶岩脉是矿区的主要含矿地质体，主要呈脉状产于燕山晚期花岗岩中，其次分布于花岗岩与公养河群黑云母片岩、硅质角岩的内外接触带。

2 铌、钽重砂异常特征

2.1 区域异常特征

区域铌、钽重砂异常主要分布于黄连沟—大坡—茅草寨一带，呈南北向长条状分布，长27千米，宽5～10千米，面积210平方千米(图1)。

图1 龙陵县黄连沟铌钽铁矿重砂异常图(据20万资料编绘)

异常区内共有Ⅳ级样8件，Ⅲ级样16件，Ⅱ级样5件，Ⅰ级样19件，共48件。样品中重砂矿物以铌钽铁矿常见，褐钇铌矿少量。铌钽铁矿Ⅳ级样最高0.82克/30千克，最低0.102克/30千克，一般0.126～0.186克/30千克；Ⅲ级样0.01～0.0948克/30千克；Ⅱ级样最高为0.0085克/30千克，其余多在113～225粒/30千克之间。Ⅲ、Ⅳ级样品集中分布在邓家寨、黄连沟以南、大坡以南三个地段。

重砂矿物组合主要有铌钽铁矿、钍石、锡石、独居石、磷钇石、金红石、石榴子石、白钨矿、锆石、绿柱石、褐帘石等。铌钽铁矿呈黑色，条痕为褐色、褐黑色，形态为粒状、薄板状，不透明，贝壳状断口，晶面上有纵纹。

2.2 矿区铌钽重砂异常特征

通过1/1万水系重砂加密测量，共圈定铌钽重砂异常两个，即黄连沟异常和黄家寨异常。

黄连沟异常面积约5平方千米，呈不规则椭圆形展布。异常区内有Ⅲ级样34件，Ⅱ级样29件，主要为铌钽铁矿。Ⅲ级样≥0.1克/30千克，Ⅱ级样101粒～0.1克/30千克。

黄家寨异常面积约4.4平方千米，呈南北向长条状展布。异常区内有Ⅲ级样22件，Ⅱ级样27件，主要为铌钽铁矿。Ⅲ级样≥0.1克/30千克，Ⅱ级样101粒～0.1克/30千克。

两异常区重砂矿物组合相似，主要为铌钽铁矿石榴石、电气石、角闪石、磁铁矿、锡石、黑钨矿、锆石、磷灰石、绿柱石等。铌钽铁矿呈沥青色，条痕褐色、褐黑色，形态为粒状、柱状、薄板状，不透明，贝壳状断口。

3 矿床地质特征

3.1 含矿伟晶岩及岩性特征

含矿伟晶岩一是聚集于花岗岩体内，二是分布于花岗岩与公养河群黑云母片岩、硅质角岩的内外接触带。

含矿伟晶岩按长石及云母含量不同可分为以下5类：

①微斜长石—白云母型伟晶岩：微斜长石含量常在80%以上，次有条纹长石、石英及聚片状白云母，见有粗粒的绿色、乳白色绿柱石，部分脉体中含独居石。

②钠长石—微斜长石—白云母伟晶岩：除微斜长石(40～60%)、石英、聚片状白云母外，尚有不均匀分布的钠长石团块及少量鳞片状白云母。稀有金属矿物有绿柱石、铌钽铁矿等。此类脉体分布较广，铌钽含量≥0.02%的脉体是较有价值的脉体。

③钠长石—白云母伟晶岩：钠长石含量60～80%以上，呈细晶糖粒状，有时构成单一的钠长石集合体，微斜长石极少。稀有金属矿物以各色细粒绿柱石及铌钽矿为主，另有少量钙锂云母、铜锂云母等。此类型伟晶岩为本区主要含矿脉体，铌钽品位一般较富，分布最广。

④钠长石—铁锂云母伟晶岩：主要矿物有钠长石(60～80%)，石英及聚片状、鳞片状铁锂云母。稀有金属矿物仍以绿柱石为主，另有少量独居石、锂云母及铌钽铁矿等。铁锂云母含锂一为千分之几，最高为百分之一，铌钽铁矿含量一般为万分之一左右，是找矿的远景对象。此类脉体不多，主要集中于矿区面部蚌渺、芹菜沟等地。

⑤细粒长英岩：由细粒钾长石、钠长石和石英等组成，局部有少量细鳞片状白云母。钠长石化强烈的长英岩中也有细粒绿柱石、铌钽铁矿。

3.2 矿体形态、产状和规模

矿区内共有伟晶岩脉2 390余条，几乎均有不同程度的矿化，伟晶岩脉体即是矿(化)体。控制矿化伟晶岩脉及脉群的构造，主要是内接触带花岗岩体中呈密集排列，部分互相交叉，大小不等到的裂隙。在裂隙局部弯曲外或多组裂隙的交叉部位，伟晶岩脉较为发育。外接触带片岩中，由于裂隙不发育而很少有伟晶岩脉，只有当片岩中裂隙与花岗岩体顶部裂隙相通时，才有伟晶岩的充填。规模大或略有弯曲的顺层裂隙，是矿区最为有利的成矿构造，横穿片理的伟晶岩则极少见。受围岩性质及构造特征的差异影响，各脉体的产出状态不尽完全相同，相应其矿体形态、产状和规模等特征也有变化。总体而言，大致可概括为如下五种情况。

①单一的长条状、板状及密集排列的复合脉群：多见于花岗岩裂隙及围岩片理发育的地段。形态较为简单，在矿区分布最广。长为数十米至近千米不等，一般一百至五百米；厚一至二十米，一般二至六米左右。

②凸镜状、扁长串珠状脉体：多见于接触带板岩、硅质角岩的层间裂隙中。一般长两百至三百米左右；常有膨缩现象，膨大处可厚达二十余米，薄者仅数十厘米。

③不规则瘤状、囊状脉体：多见于花岗岩与片岩接触部位，其形态、产状较为复杂。大岩瘤长径可达四百余米，小脉体长宽仅为十余米至数十米。

④“×”交叉形及“菱”网状复合脉群：见于花岗岩中剪切裂隙发育的地段。在裂隙交叉部位，脉体有膨大现象。一般长一百至四百米；厚一至五米不等；最长者可达一千二百米，厚四至二十米，为本区最大脉体的发育地段。

图2 黄家寨矿段地质平面图

⑤轭状弯曲脉体：多出现于岩体接触带部位。形态复杂，产状变化大，同一脉体切穿不同围岩，常在弯曲部位处膨大，长一般数十米至两百米左右，厚数米至二十余米。岩脉形态复杂，产状亦有差别，总体情况是：变质岩内的脉(矿)体，以走向北西为主，在东部六家村一带多为南西倾向，西部河头一带多向北东倾斜；花岗岩体的脉体在矿区北部十字槽、野猪坪等地走向为北东60°～80°左右，大部分脉体倾向南东，极少数反倾，中部火石厂、大水塘、芹菜沟一带变为近东西走向，大多倾向正南，南部蚌渺等地脉体走微量转为北西，倾向南西，局部扭曲为北东走向。

矿区已开展工作的矿段主要有三个，其目标主要是铌钽矿。黄连沟矿段和野猪坪矿段含矿伟晶岩体主要走向为北东东(50°～70°)，倾向在110°～160°之间，倾角在60°～80°之间；黄家寨矿段含矿伟晶岩体主要走向为北北东向(20°～30°)主要倾向为南东东，倾角在60°～80°之间(图2)。

依据主要矿物共生组合、副矿物成分及矿化富集特征等，矿区内的花岗伟晶岩脉群在空间上显示有一定的水平分带现象，可分为如下三个伟晶岩带。

Ⅰ带：位于黄连沟矿段。花岗伟晶岩脉体所处的地理位置海拔标高相对偏高，脉体规模(厚度、长度)较大，矿化差，仅见少量铌铁矿和大颗粒绿柱石。

Ⅱ带：位于野猪坪矿段。花岗伟晶岩脉体所处位置海拔标高相对居中，脉体规模小于前者大于后者，矿化中等，Ta、Nb、Be矿化不强，多为贫矿体。

Ⅲ带：位于黄家寨矿段。花岗伟晶岩脉所处的地理位置海拔标高相对偏低，脉体规模由大变小，矿化很富，为Ta、Nb、Be的富矿带。

上述这三个带，花岗伟晶岩脉体所处的地理位置海拔标高由高到低，脉体规模由大变小，微斜长石及白云母含量又多变少；钠长石、富铪锆石、锡石及钽铌矿物含量由少变多；钽铌矿物种类由富铌矿物向富钽矿物过渡。

3.3 矿化伟晶岩的结构与构造

矿区伟晶岩分异不完全，脉体内多无明显的分带性而呈单一的结构，其结构类型有两种：

(1)文象和准文象结构伟晶岩：未有交代的微斜长石—白云母伟晶岩大部分具此结构。但此类脉体分布不广。

(2)具有不完整带状构造的粒状结构伟晶岩：为矿区伟晶岩的主要类型，由外向内大致可分为以下四带：细粒长英岩带、细粒—中粒不等粒结构带、粗粒结构带、小块体结构带。

同一脉体中大多数只发育上述结构带中的二至三个带。

矿区内伟晶岩的交代作用非常普遍，除文象、准文象及微斜长石—白云母伟晶岩外，可划分为以下四个阶段：

①白云母—石英交代阶段：为发育最早的交代作用。分布不广，同一脉体中分布也不均匀。呈脉状、巢状，常集中于脉体上部和顶部，小块结构带附近特别发育，与绿柱石矿化关系密切。

②钠长石化阶段：在全区普遍发育，但交代强烈程度不尽相同。在钠尝试—微斜长石—白云母型伟晶岩中，钠长石呈团块状不均匀分布，尚有较多微斜长石；而在钠长石—白云母型伟晶岩中，钠长石则普遍均匀分布。除糖粒状纳长石外，常伴有较均匀分布的细鳞片状的白云母和细小的石英粒，两者均为纳长石化作用的派生产物。细粒浸染状绿柱石矿化与其密切相关，同时铌钽铁矿含量也达万分之一左右。

③纳长石—铁锂云母交代阶段：与钠长石—白云母交代作用相近，但暗绿色、浅绿铁锂云母代替了白云母。在蚌渺、芹菜沟等地特别发育。与细粒浸染状绿柱石矿化关系密切，同时尚伴有铌钽铁矿。

④云英岩化阶段：为较晚期的交代作用。由白云母(铁锂云母)与石英细粒组成，以白云母含量居多，常有黑色电气石共生。云母与石英均为细粒状集合体，呈不规则、囊状、网状沿伟晶岩裂隙或沿岩脉与片岩接触处分布。此类交代集合体中，也常见有细粒状绿柱石，但铌钽铁矿甚微。

3.4 矿石物质成分

3.4.1 矿石矿物成分

伟晶岩脉的矿物成分主要有微斜长石20%～25%、石英20%～30%、钠长石35%～60%，次要矿物有锰铝榴子石(0.5%)和微量白母。稀有金属矿物种类远较其他类型矿床丰富，计有：铌铁矿、锰铌铁矿、锰钽铁矿、锰钽矿、铌铁金红石、复稀金矿、黑稀金矿、细晶石、铌锡矿；绿柱石、锂辉石，锆石、富铝锆石；独居石、磷钇矿；铯榴石等。此外，尚伴有锡石、黑钨矿、白钨矿以及富含挥发组分的矿物，如黄玉、电气石、磷灰石等。矿物的晶体粗大，如黄连沟矿段可见绿柱石的体长2～5cm，直径1cm的晶体。

3.4.2 矿石的化学成分

矿区内的花岗伟晶岩脉，全脉都有一定的矿化，脉体即是矿体，矿化一般较均匀、稳定。一般的品位变化趋势由地表往深部，Ta2O5略有降低，Nb2O5略有升高，BeO的品位变化不明显。地表钠长石的含量和Nb的品位有同步消长关系；Nb的表现不明显；而Be两期矿化的复合含量与纳长石含量之间的对应关系较为复杂、多样，既有钠长石量少BeO含量高或较低的情况，也有钠长石量中等BeO含量高或较低的情形，或者钠长石量高，BeO含量低至中等的情况出现，其两者含量显示无规律可循。

矿区花岗伟晶岩中的锆石，依含铪、锆等元素种类的不同及含量高低，可分为富铪锆石、含铪锆石和普通锆石等三种。从地表和钻孔资料看，当富铪锆石含量高时，其他两种锆石含量相对减少，Ta、Nb矿化变富；反之，Ta、Nb矿化较贫。因此，利用不同亚种锆石的标型特征和含量，可以指导找矿评价工作。

据矿区单矿物化学分析资料，锡石中含钽铌很高，Ta2O5为0.84ω%～2.95ω%，Nb2O5在0.44ω%～1.70ω%之间，锡石的颜色与Nb、Ta含量有一定关系，一般锡石褐色越深，钽铌的含量越高。

据花岗伟晶岩矿体铌钽化学分析资料，Ta2O5含量最高为0.074ω%，最低为0.0042ω%；Nb2O5含量最高为0.014ω%，最低为0.006ω%。

3.5 围岩蚀变

区内围岩蚀变强烈，主要有硅化、钠长石化、电气石化、高岭土化等。其中以钠长石化、硅化和电气石化与铌钽铁矿化关系最为密切。现将主要蚀变种类及特征阐述于后。

钠长石化：主要表现为钠长石沿钾长石晶体自外向内进行交代，交代不完全者常留下钾长石残晶，交代完全者具钾长石假象，构成长石—石英交代集合体，穿插于早期钠长石颗粒之间，并交代了早期生成的白云母。此类蚀变分布较广，铌钽铁矿体和顶底板均较发育，与成矿关系最密切。

硅化：表现为后期酸性热液沿裂隙渗入，形成石英细脉，并使早期石英重结晶，少数在矿体中呈不规则石英团块。这类蚀变主要分布在铌钽矿体和顶、底板岩中，与成矿关系较为密切。

电气石化：表现为在伟晶岩脉体及围岩中，有大量的电气石石英脉、不规则电气石石英团块分布。该类蚀变主要分布在矿体和顶底板岩石中，与成矿关系较为密切。

花岗伟晶岩矿床中的铍矿化可划分为两期：早期的铍矿化是伟晶岩早期结晶分异的产物，绿柱石与微斜长石、石英共生；并可见到晚期生成的钠长石交代绿柱石、微斜长石、石英的现象，除早期Be矿化外，本区稀有元矿化(Ta、Nb、Zr、Hf及晚期的Be、Sn、W矿化，均与伟晶岩晚期结晶分异的产物钠长石化有关。

花岗伟晶岩中钠长石普遍发育。钠长石的种类有叶钠长石、薄片状钠长石和糖晶状纳长石等三种，它们与细晶石、锰钽铌铁矿、绿柱石、富铪锆石、锡石、锰铝石榴子石、石英等密切共生，在显微镜下可见到上述矿物互相穿插和镶嵌现象。稀有元素矿化与钠长石有密切的成因联系，是本区良好的找矿标志。

3.6 成岩成矿时代

矿区花岗伟晶岩脉群形成年龄为65×106a。矿区内围岩为燕山晚期的次斑状花岗岩和等粒状黑云母花岗岩组成，形成年龄为90×106a。(据滇西地质队1959～1962年铍矿勘查报告)。

4 矿床成岩成矿过程浅析

花岗伟晶岩的研究，至今已有200年的历史。期间各个学派提出过多种形成机制假说，较有影响的认识是岩浆结晶分异成因说和变质成因说两种。基于对黄连沟地质资料分析，初步认为其成岩成矿的可能过程如下：

含挥发份(F、H2O、CL、CO2等)、稀碱金属(Li、Rb、Cs)Na(K)和成矿元素(Nb、 Ta 、Be、 Sn等)的原始花岗质岩浆，在上侵过程中，一方面在闭封良好的构造、物理—化学环境内，岩浆的中部先于顶部及上部结晶固化，首先形成矿区主体斑状花岗岩。先行固结的斑状花岗岩，尤如一道屏障，导致临近固化部分的下部花岗质岩浆也出现类似于中部的低熔浆液，并在圈闭良好的介质中缓慢而充分结晶，形成侵入斑状花岗岩的等粒黑云母花岗岩小岩枝。据同位素年龄资料，矿区斑状花岗岩及等粒黑云母花岗岩成岩年龄为90×106a，相当于燕山晚期。

另一方面，因液态分异作用居于主导地位，从原始花岗质岩浆中分离出来的富含挥发份和成矿元素(Nb、Ta、Be)的低熔浆液，由于挥发份含量高，或主动侵位；或因其顶盖围岩(公养河群地层、前期形成的斑状花岗岩)破裂而发生被动侵位，并圈闭在外压远大于内压的系统内，充分结晶，造就伟晶岩主体。伴随低熔浆液的固化，即便无构造作用影响，也因其总体有所减少，相对出现有所开放的环境，随之引起物理—化学失去平衡，使已固化部份的伟晶岩产生裂隙，并造成伟晶岩矿物的蚀变(钠长石化、硅化、电气石化)——成矿作用，从而形成矿区原生的Nb、Ta、Be矿化伟晶岩型矿床。据同位素测年资料，成矿年龄形成于65Ma，相当于燕山期末—喜马拉雅期初时段。

尔后，由于新构造运动的影响，被抬升到地表，近地表的原生含矿伟晶岩脉遭受到风化作用的改造，结果造成原生的淋滤、迁移和再次富集。

5 找矿标志

综上所述，该矿区钽铌铍矿化花岗伟晶岩脉的找矿标志归纳为如下几点：

①矿区内的花岗伟晶岩群所具有水平分带，显示出稀有元素矿化由北西向南东方向有由贫变富并在东南部形成工业富集的趋势。

②稀有元素矿化与钠长石化有密切的成因联系，钠长石是本区良好找矿标志，钠长石—白云母型伟晶岩在本区所有伟晶岩中其矿化最好，因此钠长石—白云母型伟晶岩可作为找矿勘查评价的首选对象。

③近矿围岩中Li、Rb2O、Cs2O含量相对富集，是寻找稀有元素矿化伟晶岩围岩标志。

④富铪锆石、含钽锡石等标型矿物，是寻找含钽铌花岗伟晶岩的标志，当在重砂矿物中发现上述标型矿物时，应注意寻找稀有元素矿化的原生矿体。

⑤花岗伟晶岩中的白云母晶体出现片小，含量少，特别是有淡绿色的锂白云母时，钽矿化一般均较好。

⑥脉体中锡石含量越多、颜色越深，锰铝石榴子石粒度越小、颜色越浅时，稀有元素矿化越好。

参 考 文 献

[1]云南省地质矿产勘查开发局第四地质大队.云南省龙陵县龙新乡黄连沟铌钽矿风险地质勘查工作总结[R].2001.

[2]云南省地质矿产局.云南省区域矿产总结(下册)[R].1993.777～782.

[3]滇西地质队.云南省德宏州龙陵县1959～1962年铍矿勘查报告书[R].1963.

[4]地质部云南省地质局.1∶20万潞西幅、瑞丽幅、弄岛幅地质报告(上册)[R].1966.

[5]李人科，陈佩戌.锡石含钽性对预测隐伏钽铌花岗岩的指示意义[J].地质与勘探，1990，(10)23～29.

[6]沈敢富，吕伯西.西南三江地区新生代侵入岩的成岩成矿[M].北京：地质出版社，2000.