毛朝霞，鄭常青，畢中偉，楊雅軍，柴 璐，張春鵬

1.吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，吉林長春 130061；2.中國地質(zhì)調(diào)查局沈陽地質(zhì)調(diào)查中心（沈陽地質(zhì)礦產(chǎn)研究所），遼寧沈陽110034

大興安嶺地區(qū)鈮鉭礦找礦潛力的初步分析

毛朝霞1，2，鄭常青1，畢中偉2，楊雅軍2，柴 璐2，張春鵬2

1.吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，吉林長春 130061；2.中國地質(zhì)調(diào)查局沈陽地質(zhì)調(diào)查中心（沈陽地質(zhì)礦產(chǎn)研究所），遼寧沈陽110034

大興安嶺地區(qū)發(fā)育包括堿性鈣堿性巖石等的多種類侵入巖與火山巖，具有鈮鉭成礦的地質(zhì)條件,但是總體找礦工作程度較低.區(qū)內(nèi)產(chǎn)出面積較大的鈮元素化探異常，說明大興安嶺地區(qū)具有較好的找礦遠(yuǎn)景.通過對大興安嶺地區(qū)區(qū)域地質(zhì)特征和已發(fā)現(xiàn)礦床地質(zhì)特征的介紹，對該區(qū)鈮鉭化探異常及找礦潛力進行了初步分析，并提出了鈮礦找礦的技術(shù)方法.

鈮鉭礦床；成礦條件；找礦潛力；大興安嶺

鈮（Nb）鉭（Ta）屬于稀有金屬資源.近年來，我國稀有金屬工業(yè)發(fā)展很快，對稀有金屬精礦原料的需求呈逐年快速增長趨勢，需要從國外大量進口各種稀有金屬精礦，供需矛盾日益突出［1］.大興安嶺地區(qū)已發(fā)現(xiàn)有巴爾哲特大型稀有稀土礦床和紅花爾基鈮鉭礦床.通過進一步對區(qū)域地球化學(xué)進行研究，認(rèn)為大興安嶺地區(qū)具有較好的找礦前景.

1 區(qū)域地質(zhì)特征

大興安嶺地區(qū)行政區(qū)劃地跨黑龍江和內(nèi)蒙古兩省區(qū)，東依小興安嶺，西臨呼倫貝爾大草原，南瀕松嫩平原，北靠中俄邊界黑龍江.大興安嶺地區(qū)地處古生代古亞洲構(gòu)造域與中生代環(huán)太平洋構(gòu)造－成礦域強烈疊加的區(qū)域.本區(qū)大地構(gòu)造演化大體經(jīng)歷了前寒武紀(jì)古陸（塊）形成、古生代古亞洲洋構(gòu)造域和中生代濱太平洋構(gòu)造域3個構(gòu)造階段（見圖1）.絕大部分地區(qū)都是以晚古生代（尤其是二疊系）地層為基底，上覆侏羅系—白堊系的陸相中－酸性火山巖，而早古生界尤其是前寒武系地層較為少見［2］.

與鈮鉭礦成礦有關(guān)的巖石類型均有多處出現(xiàn).在莫爾道嘎地區(qū)北西側(cè)草坡溝出露中粗粒黑云母正長巖；奇乾地區(qū)兩間房南、駱駝山一帶發(fā)育有斑狀中粒角閃正長巖，屬堿性巖系列；另外在黑河市大黑山一帶也有堿性花崗巖與粗中粒堿長花崗巖產(chǎn)出.司幼東［3］對內(nèi)蒙古北部花崗偉晶巖類的礦物－地球化學(xué)進行了調(diào)查研究，該偉晶巖規(guī)模較大，蘊藏有用礦物較多.偉晶巖脈多賦存于片麻巖類及斑狀花崗巖中，脈體的成帶性比較清楚，可以分為原生晶出作用帶及后生交代作用帶等，產(chǎn)出有用礦物如綠柱石、鋰輝石、鋰云母及鈳鉭酸鹽礦物類.

圖1 大興安嶺北段構(gòu)造區(qū)劃及鈮鉭礦床找礦遠(yuǎn)景區(qū)分布圖（據(jù)文獻［4］修改）Fig.1 Tectonic division and distribution of Nb－Ta deposit prospect areas in Northern Daxinganling（Modified from Reference［4］）

2 鈮鉭礦床類型及典型礦床成礦特征

2.1 地殼中鈮鉭的分布

地殼中鈮的豐度為20×10－6，鉭的豐度為2.4×10－6.在各類巖漿巖中鈮和鉭的含量見表1.

表1 鈮和鉭在巖石和礦物中的含量統(tǒng)計表Table 1 Contents of niobium and tantalum in the lithosphere and minerals

2.2 鈮鉭礦床的主要礦床類型

Dill對鈮鉭礦床進行了巖漿礦床和沉積礦床的分類［5］，具體如下.

A.巖漿Nb－Ta－Sc礦床

a.在鈣堿性和堿性巖中濃集成礦

（1）花崗巖中

（2）偉晶巖中

b.與堿性火成雜巖體和碳酸巖中Nb富集礦床

（1）以燒綠石為主的同心環(huán)狀侵入體與碳酸巖

（2）鈮鈣鈦礦為主的巖盆

B.沉積型鈮鉭礦

a.Nb－P－Ti紅土和鋁土礦

b.Sn－Ta－Nb砂礦

（1）殘余，淋溶和沖積型砂礦

（2）海灘相和離岸Sn－Ta－Nb砂礦

2.3 鈮鉭礦床成礦模式

Dill［5］總結(jié)歸納了多種鈮鉭礦成礦模式，包括產(chǎn)在偉晶巖中的礦床，以及產(chǎn)在堿性巖漿雜巖中的鈮礦床［6］，在鈣堿性－堿性花崗巖中Sn、Ta、Nb、Sc礦床等［7］.

2.4 典型礦床

本文重點介紹內(nèi)蒙古巴爾哲特大型堿性花崗巖稀有、稀土礦床.很多研究者對該礦床進行了研究［8-11］.

2.4.1 礦區(qū)地質(zhì)

巴爾哲礦床位于大興安嶺南緣內(nèi)蒙古自治區(qū)扎魯特旗境內(nèi)，產(chǎn)于巴爾哲扎拉格東西向斷裂構(gòu)造和北北東向背斜的復(fù)合部位.北北東向背斜為礦區(qū)主體構(gòu)造.北北東向斷層只有一條并切穿礦體，其傾向北西西，傾角30～50°.

礦區(qū)出露地層為下侏羅統(tǒng)滿克頭鄂博組，為一套酸性火山熔巖及其碎屑巖，其上覆蓋有第四系砂礫層、黃土、亞黏土及冰川漂礫等.

巴爾哲地區(qū)堿性花崗巖由801和802兩個巖體組成：801巖體為典型的稀有稀土礦化堿性花崗巖，其中鋯和稀土元素的儲量已達超大型礦床規(guī)模；802巖體稀土元素和某些稀有元素含量也較高，但未形成工業(yè)礦床.

侵入巖主要為侵入下侏羅統(tǒng)地層的鈉閃石花崗巖.巖體Rb－Sr等時線測年值為127.2Ma，ISr＝0.7071.脈巖有花崗細(xì)晶巖脈、閃長玢巖脈、長石斑巖脈及石英斑巖脈等.脈巖走向北東，個別為北西向，脈巖長30～50 m，寬1～5 m.

含礦鈉閃石花崗巖巖體特征：地表為東、西兩個小巖體.西巖體近圓形，面積0.11 km2，東巖體呈啞鈴狀，面積0.24 km2，東西兩巖體至深部匯合成一體.巖體向深部膨大，與圍巖的侵入接觸面均傾向圍巖，傾角29～57°.根據(jù)巖體內(nèi)部結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及蝕變強弱差異，在垂向和水平方向均有分帶現(xiàn)象.水平方向從巖體邊緣向中心依次出現(xiàn)晶洞狀鈉閃石花崗巖帶、偉晶狀花崗巖帶、強蝕變鈉閃石花崗巖帶.在垂直方向自上而下為強蝕變鈉閃石花崗巖帶、弱蝕變似斑狀花崗巖帶、似斑狀鈉閃石花崗巖帶.

鈉閃石花崗巖體中釔、鈮、鉭等稀有、稀土金屬礦化普遍，礦化富集部位在巖體頂部變質(zhì)交代作用強烈部位.已查明東巖體頂部為一富含釔、鈮、鉭的厚大板狀礦體.

2.4.2 礦體地質(zhì)特征

礦體分三元素礦體和二元素礦體.三元素礦體即含釔、鈮、鉭三元素礦體，產(chǎn)于東巖體頂部，與強蝕變鈉閃石花崗巖帶相吻合.自地表向深部達110～150m，地表出露長1090m，寬90～347m，平面呈亞鈴狀，礦體產(chǎn)狀與東巖體產(chǎn)狀一致，向四周傾伏，傾角35～60°.其與二元素礦體呈漸變關(guān)系.礦體四周傾伏部位有8 m厚的偉晶巖體（貧礦體）.普遍硅化、角巖化，近礦體處見有螢石、鈉閃石、石英等細(xì)脈.礦體稀有、稀土金屬礦化均勻，在水平方向由南西向北東礦體增厚，品位增高.在垂直方向，地表品位高，向下逐漸降低，礦石品位與蝕變強弱呈正相關(guān)關(guān)系.

二元素礦體產(chǎn)于蝕變鈉閃石花崗巖巖體深部，即三元素礦體下盤.礦化自上而下逐漸減弱.礦體長1090 m，寬300～478m，厚206～245m.具明顯的水平分帶和垂直分帶.在水平方向上自邊部向內(nèi)部分為3個相帶：晶洞狀鈉閃石花崗巖帶、偉晶狀花崗巖帶、強蝕變鈉閃石花崗巖帶.垂向上自上而下分6個帶：晶洞狀鈉閃石花崗巖帶、偉晶狀花崗巖帶、強蝕變鈉閃石花崗巖帶、弱蝕變似斑狀鈉閃石花崗巖帶、似斑狀鈉閃石花崗巖帶.東礦體從地表到深部分為偉晶狀鈉閃石花崗巖帶、強鈉長石化鈉閃石花崗巖帶、弱鈉長石化鈉閃石花崗巖帶、未被交代的鈉閃石花崗巖帶.

2.4.3 礦石特征

礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造：礦石具半自形粒狀結(jié)構(gòu)、斑狀結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu).礦石構(gòu)造為稀疏浸染狀構(gòu)造、斑雜狀構(gòu)造.

礦石礦物：礦體中共有44種礦物，其中稀有、稀土、放射性礦物12種，其他金屬礦物17種，硅酸鹽礦物11種，其他礦物4種.稀有、稀土礦物主要為羥硅鈹釔鈰礦、鈮鐵礦、鋅日光榴石、燒綠石、獨居石、鋯石，次要的有鈰鈾鈦鐵礦、黑稀金礦、氟碳鈣鈰礦、釷石、硅鉛鈾礦、方解石.

礦物生成順序：稀有、稀土、放射性礦物，從巖漿期原生結(jié)晶階段的晚期開始形成，但主要在巖漿晚期交代階段形成.礦物生成順序是，造巖礦物→鐵礦物→稀有、稀土、放射性礦物→金屬硫化物→次生礦物.

微量元素：鈉閃石花崗巖中Nb和Ba達工業(yè)品位，Zr和Ta可綜合利用.都具有獨立工業(yè)礦物興安石、燒綠石、鈮鐵礦、鋯石、黑稀金礦和鈮金紅石等.

2.4.4 圍巖蝕變

巖體與圍巖接觸處圍巖普遍遭受蝕變，主要蝕變類型有硅化、鈉閃石化，少量螢石化、碳酸鹽化、綠泥石化、霓石化等.硅化普遍分布在巖層近巖體處，其蝕變分兩種形式，一是面型滲透交代，二是呈細(xì)脈狀沿圍巖節(jié)理裂隙充填交代.蝕變寬度達20～30 m.鈉閃石化主要分布在近巖體處的圍巖中，呈細(xì)脈狀，脈厚1～2 mm.螢石化、碳酸鹽化等多呈細(xì)脈狀見于巖體上部及近巖體之圍巖中.鈉長石化是含礦巖體的重要蝕變類型，蝕變均勻，但主要分布于巖體的上部.

2.4.5 礦床成因及成礦時代

礦床成因為巖漿晚期分異交代礦床，成礦期為燕山期.全巖Rb－Sr等時線年齡為127.2Ma，（87Sr/86Sr）i＝0.7071；全巖εNd（t）＝1.88～2.40.東礦體Rb－Sr等時線年齡為（125.2±2）Ma.801巖體Rb－Sr等時線年齡為（121.6±2.3）Ma.

3 大興安嶺及鄰區(qū)鈮鉭礦產(chǎn)分布狀況

3.1 大興安嶺地區(qū)鈮鉭礦產(chǎn)分布

大興安嶺地區(qū)除上述的巴爾哲稀有稀土礦床外，在紅花爾基地區(qū)也有礦化顯示.在內(nèi)蒙古1∶5萬頭道橋、大牛圈、那干楚、三道橋幅區(qū)調(diào)過程中，新發(fā)現(xiàn)稀有金屬鈮、鉭、銣礦點1處，其中，鈮、鉭、銣稀有金屬礦化的地表品位達到邊界或工業(yè)品位，而且具有一定規(guī)模，其成因類型屬火山巖型，有進一步工作價值.值得指出的是在大興安嶺南端錫林浩特附近新發(fā)現(xiàn)大型石灰窯礦床，屬于與巖漿氣液（中高溫）有關(guān)的鈉長石、鋰云母花崗巖型鉭、鈮、銣礦床［12］.

3.2 大興安嶺鄰區(qū)鈮鉭礦產(chǎn)分布

在大興安嶺鄰區(qū)俄羅斯境內(nèi)發(fā)現(xiàn)多處鈮鉭礦床.主要有：

（1）Orlovskoye中型鉭、鋰、錫、氟礦床

礦床位于花崗巖地塊西部的網(wǎng)脈狀花崗斑巖的頂部，鉭礦體與交代蝕變花崗巖共生.平均品位Ta2O5為0.0098%.鋰云母鈉長石花崗巖厚度達到40 m，薄層黃玉石英云英巖見有鈮鉭鐵礦巨斑和微晶斑晶出現(xiàn).這類花崗巖鉭含量最高（Ta2O50.017%~0.168%）.主要富鉭礦物為鈮鉭鐵礦，同時產(chǎn)出少量的錫石、黑鎢礦、鎢錳礦、獨居石、黃玉、金紅石和螢石.

（2）Spokoininskoye中型鎢、鉭、鈮、錫礦床

晚侏羅世二云母花崗巖遭受了云英巖化蝕變，云英巖網(wǎng)脈（600 m×320 m）形成了一個馬鞍形，厚度50～100 m.網(wǎng)脈帶包括含鎢石英白云母云英巖（主要類型）和17個石英脈帶，主要礦物有黑鎢礦、石英、白云母、螢石，次要礦物為磁黃鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦、輝鉍礦白鎢礦、錫石、電氣石和鉭鈮礦，局部有磷灰石、鋯石、石榴石、黃玉和黃鐵礦.黑鎢礦中的鈮鉭含量為0.5%～1%.

（3）Malo-Kulindinskoye小型鉭鈹?shù)V床

在含黑云母頁巖、砂巖和礫巖中產(chǎn)出多個走向北西的偉晶巖脈.偉晶巖體呈透鏡狀、鞍狀和不規(guī)則狀.脈體厚1～18 m，沿走向延伸幾百米.巖脈分為交代巖與部分交代巖兩類.交代的偉晶巖主要由長石、石英、白云母和Ta、Be礦物組成.主要礦石礦物為鈮鐵礦，Ta2O5的品位為0.048%，BeO品位為0.104%，同時伴有鈮、錫和鋰異常.

4 鈮元素異常區(qū)劃分及有利成礦巖石

大興安嶺地區(qū)（北段）大部分地區(qū)開展了1∶20萬水系沉積物測量工作，對鈮元素進行了測試分析.根據(jù)地球化學(xué)元素分析結(jié)果，劃分出6處找礦遠(yuǎn)景區(qū)（圖1）.表2是對異常區(qū)內(nèi)各元素含量（為進行區(qū)域性對比，經(jīng)過了標(biāo)準(zhǔn)化處理）進行的統(tǒng)計分析.

從表2中可以看出各個異常的Nb元素含量高低（標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值越高，其平均值含量越高），以及與Nb元素同樣具有較高含量的元素組合.

（1）紅花爾基地區(qū)：異常區(qū)面積為6159 km2，Nb元素標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值的平均值為0.727 588，SiO2含量標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值均值為0.445 416，相對富集的元素為Cd.鄧福理研究了阿爾山地區(qū)白音高老組的流紋巖、流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r硅酸鹽數(shù)據(jù).經(jīng)分析巖層中的火山巖大部分屬亞堿性系列中的鈣堿性系列，流紋巖以鈉質(zhì)流紋巖系列為主［13］.本區(qū)的紅花爾基鈮鉭礦床的容礦巖石為白音高老組流紋巖.

（2）莫力達瓦地區(qū)：異常區(qū)面積為1336 km2，Nb元素標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值的平均值為0.798 116，SiO2含量標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值均值為0.174 328，相對富集的元素為V、Sr、Ba、Ti、Zr、Mo、Mn、Fe、Co、Ni、Ag、P等.本地區(qū)查巴奇二長花崗巖屬于鈣堿性巖，為高鉀，硅過飽和巖石［14］.

（3）呼中地區(qū)：異常區(qū)面積為1017 km2，Nb元素標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值的平均值為0.90 171，SiO2含量標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值均值為0.214 302，相對富集的元素為V、Ti、Zr、Co、P等.區(qū)內(nèi)侵入巖較發(fā)育，占總面積的43.31%左右.主要分布在中東部和西南部地區(qū)，總面積達277.24km2.侵入巖時代主要為晚侏羅世及晚三疊世.代表性的巖石類型有正長花崗巖、二長花崗巖、花崗斑巖、花斑巖和花崗閃長巖.對呼中地區(qū)堿性巖體的主量、稀土和微量元素成分分析和綜合研究表明，不同時期的堿性巖巖石地球化學(xué)特征差異不明顯，均屬于過堿性的中酸性巖類，以相對貧Sr、Ba、高Rb，富集高場強元素為特征，稀土配分曲線呈特征的“V”字型，顯示由弱變強的輕、重稀土元素分餾作用和逐漸變小的銪負(fù)異常［15］.

表2 1∶20萬化探Nb異常的多元素標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值統(tǒng)計表Table 2 Standardized multi-element values of Nb anomalies by 1∶200 000 geochemical survey

（4）四五牧場地區(qū)：異常區(qū)面積為985 km2，Nb元素標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值的平均值為0.878 754，SiO2含量標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值均值為0.640 494，相對富集的元素為La、Th、U、B等.四五牧場地區(qū)的鈮異常區(qū)應(yīng)該與莫爾道嘎－奇乾地區(qū)兩間房南、駱駝山一帶發(fā)育有斑狀中粒角閃正長巖（屬堿性巖偏鈣堿性系列的巖石）有關(guān).另外在奇乾、大興屯、八間房、亂石山及伊木河一帶，在片麻狀中、細(xì)粒黑云母花崗閃長巖中發(fā)育有花崗偉晶巖脈，也可能與存在的鈮異常有關(guān).

（5）烏奴格吐山地區(qū)：異常區(qū)面積為4779 km2，Nb元素標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值的平均值為0.914 139，SiO2含量標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值均值為0.518 6，相對富集的元素為La、Th、Zr等.

（6）高基高爾地區(qū)：異常區(qū)面積為1684 km2，Nb元素標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值的平均值為0.914874，SiO2含量標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值均值為0.559026，相對富集的元素為La、Th、Zr、Y等.

茍軍等對滿洲里南部白音高老組和瑪尼吐組進行了巖石成因的研究［16］，認(rèn)為瑪尼吐組火山巖屬于堿性系列，在SiO2－K2O圖中落入鉀玄巖系列區(qū).本次選區(qū)的烏奴格吐山地區(qū)和高基高爾地區(qū)均分布有大量的瑪尼吐組巖石.其高鈮含量應(yīng)該與瑪尼吐組巖石有關(guān)系.

5 找礦方法

（1）野外調(diào)查有針對性

在野外調(diào)查過程中注意偉晶巖、堿性巖脈巖的含礦性.Dill等提供了鈮鉭礦物的一些照片［5］，熟記這些圖片中的含鈮鉭礦物有助于野外找礦.

（2）重點集中于幾個化探異常區(qū)進行異常查證

對前述的6處找礦遠(yuǎn)景區(qū)，在綜合研究的基礎(chǔ)上，擇優(yōu)開展大比例尺化探工作，以期獲得異常，縮小靶區(qū).化學(xué)分析的元素要有選擇地進行，如在西部地區(qū)的烏奴格吐山與高基高爾遠(yuǎn)景區(qū)需要分析La、Th、U、B等元素.

（3）對可能賦礦巖體與控礦構(gòu)造進行多方法應(yīng)用研究

可以采用物探和遙感的方法.其中物探方法中，利用磁法等技術(shù)進行脈巖解譯，進行巖體產(chǎn)狀分析，了解深部巖體的產(chǎn)出與延伸等；利用遙感方法則可以進行宏觀構(gòu)造解譯，進行隱伏斷裂或者與巖漿侵入或噴發(fā)有關(guān)的線環(huán)狀構(gòu)造解譯等.

致謝：沈陽地質(zhì)調(diào)查中心趙春荊研究員提供了東北亞地區(qū)的大地構(gòu)造資料，在此表示感謝.

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PRELIMINARY STUDY ON THE PROSPECTING POTENTIAL OF NIOBIUM-TANTALUM DEPOSITS IN DAXINGANLING REGION

MAO Zhao-xia1，2，ZHENG Chang-qing1，BI Zhong-wei2，YANG Ya-jun2，CHAI Lu2，ZHANG Chun-peng2
1.College of Earth Sciences，Jilin University，Changchun 130061，China；2.Shenyang Institute of Geology and Mineral Resources，CGS，Shenyang 110034，China

Kinds of intrusive and volcanic rocks,including alkaline and calc-alkaline rocks with metallogenic conditions for niobium and tantalum deposits,are developed in Daxinganling region.However,the prospecting work is generally poor. Large area of Nb geochemical anomaly shows a good prospecting potential.Based on the discussion of regional geology and characteristics of the ore deposits in Daxinganling area,the ore prospects in this area is preliminarily analyzed.The technical method of prospecting is also proposed.

Nb-Ta deposit；metallogenic condition；prospecting potential；Daxinganling region

1671-1947（2016）03-0269-06

P618.79；P618.86

A

2015－12－30；

2016-01-22.編輯：張哲.

毛朝霞（1971—），女，在讀碩士研究生，吉林大學(xué)地質(zhì)工程專業(yè)，從事地質(zhì)學(xué)研究及地質(zhì)圖書資料管理工作，通信地址遼寧省沈陽市皇姑區(qū)黃河北大街280號，E-mail//553614186@qq.com