河南省南部天目山岩体铌矿化研究*

雷大景 罗 帅 史 亮 柳 彬

(河南省地质矿产勘查开发局第三地质矿产调查院)

河南省南部天目山岩体铌矿化研究*

雷大景 罗 帅 史 亮 柳 彬

(河南省地质矿产勘查开发局第三地质矿产调查院)

天目山岩体于1∶5万区域地质调查时圈出铌地球化学异常，为查明其铌钽含矿性，通过化学测试、人工重砂、单矿物分析等手段，研究了岩体各单元铌钽含矿性、铌赋存状态及铌在矿物中的分配率。结果表明：①天目山岩体铌矿化发育于岩浆期，且位于岩体顶部，因而在天目山岩体周围寻找隐伏的岩株、岩瘤、岩枝等独立的小型碱性花岗岩体是寻找原生铌矿床的主要方向；②在岩体南侧的河流冲积物内寻找铌铁砂矿床，也有一定的远景。上述研究成果对于区内找矿工作有一定的参考价值。

铌矿化 铌钽含矿性 地球化学异常 水系沉积物测量 原生铌矿床

天目山岩体位于东秦岭—大别造山东段，区内已有大型萤石矿开采，目前研究的主要方向为岩体外触带的天目沟银多金属矿评价以及岩体内部的钼矿评价。2011年提交的《钼矿普查报告》证实钼矿化均发育于天目山花岗岩体内蚀变构造带中，呈透镜体状分布，规模较小。20世纪60年代，在天目山南侧大杨庄一带的河流中发现冲积型铌铁砂矿床，按品位50 g/m3圈定了13个铌铁砂矿体，资源储量48.90 t，推测铌铁矿来源于花岗岩体，为花岗岩中的副矿物。20世纪80年代1∶5万区域地质调查时圈出天目山岩体铌异常，由岩体中心向外变弱。本研究采用化学测试、人工重砂、单矿物分析等方法[1-3]研究天目山岩体各单元岩石的铌钽含量、单矿物赋存状态，并初步分析区内找矿前景，为区内找矿工作提供参考。

1 区域地质背景及岩相学特征

天目山岩体位于秦岭造山带东段，处于栾川—明港深大断裂带两侧。栾川—明港深大断裂是华北地台和北秦岭褶皱带的分界线，呈NW向穿越研究区。断裂带北侧为华北地层南缘分区卢明小区，出露地层为中元古界熊耳群、新元古界栾川群等；断裂带南侧为北秦岭地层分区南召小区，出露地层为新元古界宽坪岩群、下古生界二郎坪群。

天目山岩体呈NE—SW向沿天目山—小石岭、乱马山—老寨山一线展布，在天目山一带呈似圆状，长4 km，宽5 km；向南在老寨山一带呈不规则状分布，面积40 km2，北中部未出露地表，岩体与地层呈侵入接触。通过等质子质谱(LA-ICP-MS)U-Pb同位素分析测得天目山岩体年龄为(93.8±4.7)Ma，形成于晚白垩世，根据岩体的内部接触关系和岩石粒度变化，可划分5个单元：

(1)细粒正长花岗岩(K1TM1ξγ)。分布于岩体边部，细粒花岗结构，块状构造，主要矿物成分：①钾长石(45%～55%)，为条纹长石，他形粒状；②斜长石(5%～15%)，为钠长石，半自形，板状；③石英(35%～45%)，他形粒状或不规则形状；④黑云母(<2%)，为片晶，多色性明显。矿物颗粒粒径小于1 mm。该单元含较多囊状伟晶花岗岩团块，直径50～300 mm，成分为自形大颗粒石英和钾长石。

(2)细—中粒正长花岗岩(K1TM2ξγ)。分布于天目山东侧大部分地段，细—中粒花岗结构，块状构造，主要矿物成分：①钾长石(50%～65%)，为条纹长石，他形-半自形晶；②斜长石(10%～20%)，为更长石-钠长石，半自形，短柱状、板状，表面较明净；③石英(20%～30%)，他形粒状，无色；④黑云母(微～1%)，他形片状，切面为浅棕黄色，在接触处颜色变浅。岩石中矿物颗粒粒径一般为0.2～2.5 mm。

(3)中—粗粒正长花岗岩(K1TM3ξγ)。分布于天目山南部及老寨山中部，中—粗粒花岗结构，块状构造，主要矿物成分：①钾长石(40%～45%)，为条纹长石；②斜长石(15﹪～20﹪)，为纳长石和纳奥长石；③石英(30%～43%)，他形粒状；④黑云母(0.5%～1.5%)，他形片状。

(4)细粒斑状正长花岗岩(K1TM4ξγ)。少斑细粒结构，斑状构造，斑晶为条纹长石、石英，粒径2～4 mm，矿物成分有条纹长石(45%～55%)、石英(30%～35%)、纳奥长石、纳长石(10%～15%)。

(5)细粒正长花岗岩(K1TM5ξγ)。出露于天目山大水瓶寨附近，地表呈地瓜状分布于天目山花岗岩体中部，为天目山花岗岩序列中最晚期的花岗岩侵入，与第2单元呈超动接触关系，主要岩性为细粒正长花岗岩，岩石新鲜面呈肉红色，风化后呈浅肉红色、灰白色，细粒花岗结构、块状构造。主要矿物成分有钾长石(45%)、石英(30%)、斜长石(15%)、少量黑云母(3%～5%)。

2 铌地球化学异常特征

(1)1∶20万水系沉积物测量。据1∶20万水系沉积物测量成果，区内异常以Mo、Nb、W、U为主，并伴有Sn、Be、Bi等异常。w(Nb)峰值为118.3×10-6，平均65.77×10-6，衬度值为1.64×10-6，异常面积80 km2。Nb异常长轴呈NE向分布，呈纺锤状，长14 km，具浓度分带；其北东部中心区为天目山岩体、西南侧为老寨山岩体。就规模和强度而言，前者优于后者。

(2)1∶5万水系沉积物测量[4]。据《瓦岗幅、任店幅区域地质调查报告》，Nb异常及高背景区主要分布于天目山岩体内，异常规模大，浓集中心明显，最高值大于60×10-6，异常值≥20×10-6，高背景区(15～20)×10-6；其次分布于栾川群(Pt3l)大红口组，异常规模大，浓集中心不明显，最高值及异常值≥20×10-6。

3 岩体的铌钽含矿性

3.1 岩体各单元含矿性

为了解天目山各单元含矿性，分别进行拣块化学样及刻槽化学样分析，结果见表1。

表1 岩体各单元铌钽含矿性

由表1可知：①天目山岩体各单元w(Nb2O5)均在0.004%以上，平均0.010 5%，局部可达0.023%，平均Nb2O5含量高出地壳克拉克值(0.002%)5倍，部分岩石样品的平均w(Nb2O5)高出地壳拉克值(0.002%)11倍，说明天目山岩体仅具铌矿化， (Ta+ Nb)2O5未达到原生铌矿床品位要求；②第1单元(K1TM1ξγ)中w(Nb)最低，说明在碱性岩桨岩活动初期，铌富集不显著；③位于大水瓶寨的第5单元(K1TM5ξγ)w(Nb2O5)最高，验证了 1∶20万、1∶5万水系沉积物测量成果的可靠性，同时也说明在岩浆活动末期，铌又一次富集。

对分布于小石岭东唯一一处花岗伟晶岩脉(主要成分为石英、钾长石、黑云母)进行取样分析，结果显示，w(Nb2O5)为0.001 41%～0.007 32%，说明在伟晶期铌未充分富集。

3.2 岩体深部铌钽含矿性

小石岭ZK01#、乱马山ZK02#为钼矿普查时施工的2个钻孔，对其进行岩芯劈样分析，未发现工业及低品位矿体，样品中w(Nb2O5)最高为0.020 8%，随着钻孔深度增加，w(Nb2O5)、w(Ta2O5)越低。钻孔上部岩芯一般具高岭土化、钼矿化，下部具绿帘石化、绿泥石化，垂向分带上未见与铌钽矿化关系密切的锂云母-钠长石化蚀变带。

3.3 铌赋存状态

由人工重砂分析结果可知，铌铁矿在岩体各单元内均有分布：①第1单元细粒正长花岗岩含铌铁矿0.73～52.87 g/t，含稀土及铌钽矿物(黑复稀金矿)151.79 g/t；②第2单元细—中粒正长花岗岩含铌铁矿2.40～60.04 g/t；③第3单元中—粗粒钾长花岗岩含铌铁矿11.48 g/t。第2单元铌铁矿单矿物含量较第1单元多，说明岩浆活动中期，铌铁矿晶出相对较多。

铌铁矿黑色不透明，呈柱状、板状，断口不平坦，呈贝壳状，条痕呈灰褐-浅灰绿色，金属光泽—强金属光泽，晶体以细粒为主，粒径0.02～0.05 mm(图1)。其他重砂矿物为曲晶石、锆石、赤铁矿、黄铁矿、褐铁矿、石榴石等。铌铁矿单矿物化学成分分析结果见表2。

图1 连续变倍体视显微镜下铌铁矿

表2 铌铁矿单矿物化学成分 %

铌铁矿主要呈单体、连晶分布，次呈包裹体分布，连晶主要与云母、钾长石、石英共生，少量被钾长石、赤铁矿、褐铁矿、黑云母、钛铁矿包裹。铌元素在几类分布较普遍的含铌矿物中的配分情况见表3。

由表3可知：①黑云母含铌最高，约占岩体中铌含量的20%，曲晶石、锆石、独居石、白云母含铌甚微，总计不到1%；②褐铁矿及长石含铌也较高，约占岩体含铌量的21%，主要是由于存在铌铁矿包体；③铌铁矿是区内含铌最高的矿物，约占岩体中含铌量的16%，其余约80%的铌除约20%分散于黑云母等矿物之外，还有约50%的铌，一部分以细微包体存在于长石、石英、褐铁矿、磁铁矿等矿物中，另一部分在加工陶洗过程中流失，若能大部分进行回收，则岩石中铌铁矿的平均含量将大于80 g/t。

表3 铌元素在矿物中的配分情况 %

矿物名称矿物在岩石中的平均含量矿物中铌含量矿物中铌配分比黑云母0.80.2330.001864曲晶石0.00770.0030.000000231锆石0.00260～0.0030.000000078独居石0.00170～0.0030.000000051白云母0.020.010.000002褐铁矿0.030～1.00.0003磁铁矿0.4石英38长石600.0030.0018铌铁矿0.003446.20.0015708钛铁金红石偶见

4 找矿前景

天目山碱性花岗岩体具有较高的铌地球化学场，在岩浆活动期铌富集，并有铌铁矿析出。在伟晶期和气成热液期，由于钠长石化普遍不发育，未能出现富铌之蚀变带；铌矿化发育于岩体顶部，向下逐渐转贫；铌铁矿主要呈单体、连晶，易于分离解体。因铌矿化主要发育于岩浆期，且位于岩体顶部，在天目山岩体周围寻找隐伏的岩株、岩瘤、岩枝等独立的小型碱性花岗岩体，是寻找铌矿体的主要方向。此外，考虑天目山岩体分布广泛，且遍含铌铁矿，而在其南侧，来源于含铌铁矿花岗岩之冲积物分布较广，故在河流冲积物内有望寻找到品位达50～100 g/m3的铌铁砂矿床。

[1] 曾宪友，孙国锋，晃红丽.东秦岭铜山—天目山铝质A型花岗岩特征及构造意义[J].地质调查与研究，2010，33(4)：291-298.

[2] 阳 珊，王华波，王 枫，等.安徽金寨县沙坪沟钼矿区铌赋存状态研究[J].岩矿测试，2013，32(2)：267-277.

[3] 王汾连，赵太平，陈 伟.铌钽矿研究进展和攀西地区铌钽成因初探[J].矿床地质，2012，31(2)：293-308.

[4] 刘 君，潘 亮，赵鹤森，等.水系沉积物测量在老挝巴乌地区的应用[J].金属矿山，2015(2)：92-97.

Study of Niobium Mineralization in Tianmushan Rock Mass,Southern Henan Province

Lei Dajing Luo shuai Shi liang Liu Bin

(No.3 Institute Geological & Resources,Survey of Henan Geological Bureau)

The niobium geological anomaly of Tianmushan rock mass is obtained by conducting 1∶50 000 regional geological survey,in order to analyze the niobium tantalum ore-bearing potential of Tianmushan rock mass,the niobium tantalum ore-bearing potential,niobium occurrence state and niobium allocation rate of minerals are studied by the methods of chemical test,artificial sand and single mineral analysis.The results show that:①the niobium mineralization of Tianmushan rock mass is developed in magmatic stage,and it is located at the top of rock mass,therefore,looking for the concealed rock strain,tumor and apophysis independent small alkaline granite rock mass around the Tianmushan rock mass is the main prospecting direction of native niobium ore deposit;②looking for the niobium iron ore deposit in the river alluvial materials in the south of Tianmushan rock mass can also has some prospecting vision.The above research results can have some reference value for the prospecting work in the research area.

Niobium mineralization,Niobium tantalum ore-bearing potential,Geochemical anomaly,Sream sediment survey,Native niobium ore deposit

*中国地质调查局项目(编号：1212011220506)。

2015-03-19)

雷大景(1969—)，男，工程师，464000 河南省信阳市东方红大道527号。