鄧 賓，吳祥珂，張美玲

(1.廣西壯族自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院，廣西 南寧 530023；2.廣西壯族自治區(qū)自然資源廳儲評中心，廣西 南寧 530023)

0 引言

鉭(Nb)、鈮(Ta)元素具有耐高溫、抗腐蝕性強、及超導性等特征，是國家高精尖產(chǎn)業(yè)的重要材料，現(xiàn)已成為國家戰(zhàn)略儲備資源[1]。近年來，在自然資源部和中國地調(diào)局的統(tǒng)一部署下，中國地質(zhì)科學院礦產(chǎn)資源研究所組織實施的《稀有稀土稀散礦產(chǎn)調(diào)查》，呼吁加強對三稀礦產(chǎn)資源的戰(zhàn)略研究[2]。依據(jù)2016年中國選礦技術網(wǎng)發(fā)布，中國已探明鈮鉭礦儲量77.3%為花崗巖型，而華南地區(qū)為我國主要花崗巖型鈮鉭礦分布區(qū)域。江西宜春鈮鉭礦床[3]和廣西栗木黃玉-鋰云母-鈉長石花崗巖鈮鉭礦床[4]是我國華南地區(qū)典型的花崗巖型鈮鉭礦床。廣西栗木花崗巖型鈮鉭礦集區(qū)由6處大型、1處中型及多處小型鎢錫礦床組成[5]，不僅是最早發(fā)現(xiàn)的鈮鉭礦床，而且儲量巨大，具有十分重要的研究意義。

對于鈮鉭礦的分類，按照鈮鉭礦賦存巖石類型，分為巖漿型和沉積型[1]。陳耀南[6]按巖體成因?qū)r漿型鉭鈮礦細分為石英脈型、長石石英脈型、花崗偉晶巖脈型和花崗巖型四類。Pollard[7]對花崗巖型鉭鈮礦以成礦花崗巖特征細分為堿性花崗巖型、黑云母或白云母花崗巖型及鋰云母-鈉長石花崗巖型。王汾連[1]結(jié)合礦體的結(jié)構構造特征，將巖漿型鈮鉭礦床劃分為偉晶巖型、花崗巖型、堿性巖型及碳酸巖型。王莉娟[8]針對南嶺花崗巖型鈮鉭礦礦體的富集特征，提出了富鎢型、富鎢錫型和富鈮鉭型的劃分方法。

栗木花崗巖型錫鈮鉭礦在南嶺多金屬成礦帶中不僅規(guī)模巨大，而且是南嶺地區(qū)最先發(fā)現(xiàn)的花崗巖型礦床，前期對該礦床、成礦巖體做了深入研究，對礦床的研究主要集中于礦床成礦特征、控礦因素、找礦潛力等方面[9]；對栗木花崗巖體的研究側(cè)重于花崗巖的成因、演化[10]及年代學[11]等方面。

栗木花崗巖型鉭鈮礦區(qū)位于廣西桂北恭城縣栗木鎮(zhèn)，礦床成近EW向分布于水溪廟、金竹源等地區(qū)。目前老虎頭、獅子嶺礦床已經(jīng)開采殆盡，因此本文主要采集水溪廟、金竹源花崗巖型鈮鉭礦床樣品進行初步研究。文章以《廣西三稀資源綜合研究與重點評價》項目為依托，擬在總結(jié)前期研究基礎上，以水溪廟、金竹源兩個典型花崗巖型鈮鉭礦床為研究對象，綜合研究南嶺多金屬成礦帶栗木花崗巖型鈮鉭礦床特征及富集規(guī)律。

1 礦床地質(zhì)特征

1.1 礦區(qū)地質(zhì)

栗木礦區(qū)大地構造處于南嶺構造帶中段，桂東北坳陷北東緣，灌陽至富川褶斷帶中部，恭城復式向斜的北段[12]。

栗木礦區(qū)主要出露地層由老到新依次為寒武系、泥盆系及石炭系，其中，寒武系僅出露邊溪組(∈b)，為淺海相復理石建造，巖性為淺變質(zhì)砂巖、砂頁巖、板巖等[13]；泥盆系與寒武系呈角度不整合接觸，出露地層為蓮花山組(D1l)、那高嶺組(D1n)、郁江組(D2y)、東崗嶺組(D2d)、融縣組(D3r)，主要巖性以碳酸鹽巖、粉砂巖、砂頁巖和礫巖等為主的碎屑巖建造；石炭系與泥盆系呈斷層接觸，出露下石炭統(tǒng)的堯云嶺組與英塘組并層(C1y-yt)、巴平組(C1b)及黃金組與寺門組并層(C1h-s)[前人稱為巖關階(C1y)與大塘階(C1d)]，為碳酸鹽巖建造，巖性為灰?guī)r。

栗木礦區(qū)中主干構造線為SN向恭城—栗木斷裂，褶皺系為SN向平行排列的平緩開闊褶皺及NE、NW和NNE向次級斷裂組成的基本構造格架。其中金竹源礦床受到NNE向斷裂控制，水溪廟礦床受到SN向及NE向斷裂共同作用(圖1)。

圖1 栗木礦田地質(zhì)簡圖 (據(jù)文獻[14]修改)

礦區(qū)巖體為栗木復式巖體，巖體受NE向和SE向斷裂控制，隱伏于寒武系、泥盆系和下石炭統(tǒng)碎屑巖和碳酸鹽巖深部(圖2)[15]。

圖2 栗木礦區(qū)金竹源—水溪廟A—B地質(zhì)剖面圖(據(jù)文獻[15]修改)

栗木花崗巖為陸殼變泥質(zhì)巖類重熔改造形成的S型花崗巖，為前寒武系或寒武系深層位的泥砂質(zhì)碎屑巖在相對高壓低溫的條件下經(jīng)部分熔融形成[16]。該區(qū)域在印支早期巖體形成于造山擠壓背景，隨著主碰撞期之后的伸展垮塌的到來，地殼處于走滑擠壓構造體制，巖石圈減薄導致減壓，從而使地殼底部發(fā)生部分熔融，在深部EW向和NE向兩組構造斷裂交匯處形成巖漿，巖漿富含以絡合物形式存在的Sn、W、Ta、Nb等成礦元素的流體，沿上部SN向斷裂構造薄弱帶上升侵位，巖體頂突部位形成了老虎頭、水溪廟、金竹源等鉭鈮礦床，斷裂起到了巖漿通道的作用[17]。

1.2 礦體產(chǎn)出部位

栗木礦區(qū)目前已發(fā)現(xiàn)老虎頭礦床、水溪廟礦床和金竹源礦床三處花崗巖型錫鈮鉭礦床，其中老虎頭礦床已經(jīng)開采殆盡。三處花崗巖型錫鈮鉭礦床礦體主要受栗木巖體及構造控制，礦體厚度變化大，呈似層狀連續(xù)分布于栗木侵入巖體頂部，礦體為第三幕花崗巖體，地層控礦不明顯。綜合研究水溪廟、金竹源礦床錫礦體與鈮、鉭礦體的共生關系是緊密相連，漸變過渡(圖3、圖4)。

圖3 金竹源礦床鈮鉭礦體關系圖

圖4 水溪廟礦床鈮鉭礦體關系圖(據(jù)文獻[9，18]修改)

石英脈型鎢錫礦床主要產(chǎn)出于栗木花崗巖體西南部香檀嶺和花崗巖體東北側(cè)牛欄嶺；長石石英脈型鎢錫礦床主要分布于栗木花崗巖體中部水溪廟處和三個黃牛處，整體呈水平分布；花崗偉晶巖脈型錫鉭鈮礦體主要產(chǎn)于水溪廟礦床，礦體嚴格受鐵鋰云母-鋰云母鈉長石花崗巖體和斷裂構造控制，礦體與巖體相連呈脈狀產(chǎn)出于上泥盆統(tǒng)融縣組灰?guī)r及大理巖地層中，呈樹枝狀順斷裂構造展布。

2 樣品采集與分析

本次調(diào)查針對水溪廟礦床和金竹源鈮鉭礦床，選取不同中段，針對兩個礦床的五個分帶，進行了系統(tǒng)的樣品采集。樣品的巖性主要包含了兩個礦床不同的含礦層位，巖性主要為花崗偉晶巖、富鈉長石花崗巖、貧鈉長石花崗巖。同時，收集了汪恕生對Ⅰ帶螢石-鋰云母細脈帶和Ⅱ帶鎢錫長石石英帶的部分數(shù)據(jù)[19]。

采樣方法為刻槽采樣，主要分析了氧化鈮、氧化鉭及伴生元素。分析測試由國家地質(zhì)測試中心進行，分析數(shù)據(jù)見表1。

表1 栗木礦床礦石含量及微量元素特征

3 討論

3.1 成礦年代

20世紀80—90年代的初期，徐啟東[20]運用多種同位素定年方法(K-Ar法，Rb-Sr法，鋯石U-Pb熔融法)對栗木礦區(qū)花崗巖的形成年代進行了研究，獲得年齡為235 Ma～160 Ma，屬印支晚期至燕山早期產(chǎn)物，并將其劃分為三幕：第一幕為細粒斑狀鐵白云母花崗巖(184 Ma～235 Ma)；第二幕是栗木巖體的主體(173 Ma～204 Ma)，巖性以中—粗粒(似)斑狀鋰鐵白云母花崗巖為主，呈大巖基產(chǎn)出；第三幕是鉭、鈮、錫礦體的主要賦存部位，巖性為細—中粒鐵鋰云母(或鋰云母)鈉長石花崗巖(為159 Ma～195 Ma)。李勝虎[21]運用與錫礦化密切相關的花崗巖中的白云母40Ar/39Ar 法，獲得成礦年齡(相當于前人劃定的第三幕花崗巖)為214 Ma±；張懷峰[16]運用 LA-ICP-MS 鋯石 U-Pb 定年，獲得大岐嶺巖體的中—粗粒白云母二長花崗巖(相當于前人劃分的第二幕花崗巖)成巖年齡為(224.8±1.6)Ma；康志強[9]運用SHRIMP鋯石U-Pb年齡測試，獲得栗木金竹源和三個黃?；◢弾r體(相當于前人劃分的第二幕花崗巖)，年齡結(jié)果分別為(214.0±5.0)Ma和(218.3±2.4)Ma，同時其研究栗木金竹源云英巖化花崗巖(相當于前人劃)的第三幕花崗巖)，運用白云母40Ar-39Ar 法，獲得其年齡為(212.4±1.4)Ma。因此通過最新方法的研究，栗木礦區(qū)三幕巖漿巖成巖、成礦年齡同為晚三疊世，是同一期次巖漿活動的產(chǎn)物，認為印支期是鈮鉭成礦的一個重要時期。

3.2 成礦模式

在巖漿分異逐次侵入發(fā)展過程中，即從早期第一幕→第二幕→晚期第三幕，礦床中的鈉長石、黃玉逐漸增多；含礦性由不含礦→含鎢、錫礦→含鈮、鉭、鎢、錫礦。第三幕花崗巖以富含鈉長石、黃玉和鈮、鉭礦為特征[22]。

礦區(qū)大量的鉆孔資料表明，礦體均位于含礦巖體的頂部，顯示含礦巖體在垂向上表現(xiàn)為由巖體的深部向頂部，鈮、鉭的含量由低到高。鈮、鉭含量由巖體下部至上部(第一幕→第三幕)普遍增高，均與巖體高程成正比關系。

在水溪廟和金竹源兩個隱伏礦床，第三幕主要賦礦巖體在垂向空間上具有典型巖漿演化分帶特征。垂向上，礦石品位受巖性控制，礦體分帶受巖漿演化控制，圍繞成礦巖體的礦化分帶，表現(xiàn)為礦體、礦(巖)脈、細脈，依巖體的遠近順序遞變的垂直帶狀分布(圖5)。

圖5 水溪廟礦床垂直分帶示意圖 (據(jù)文獻[19]修改)

3.3 富集特征

從上而下分為五個帶：(Ⅰ)鋰云母螢石細脈帶，是礦床的最外帶，該帶是尋找隱伏花崗巖型錫鈮鉭礦床的地表標志帶[22]；該帶礦石中Nb2O5、Ta2O5、Sn品位低，w(Ta2O5)100。(Ⅱ)鎢錫長石石英脈帶，是含Ta、Nb的隱伏花崗巖中Sn最富集的部位；Nb2O5、Ta2O5品位較富，w(Ta2O5)w(Nb2O5)，w(Sn)/w(Ta2O5+Nb2O5)比值最低(0.12～0.13)。(Ⅴ)燕山早期第三幕花崗巖帶，有學者將此帶分為鈉長石花崗巖及少鈉長石花崗巖兩個分帶。該帶鈮鉭礦化變?nèi)?，w(Ta2O5)為(0.003～0.014)×10-6、w(Nb2O5)為(0.003～0.011)×10-6，大多數(shù)樣品中w(Ta2O5)>w(Nb2O5)，w(Sn)/w(Ta2O5+Nb2O5)比值較富鈉長石花崗巖帶高，但變化大(0.026～5.01)；此帶Ta、Nb一般達不到工業(yè)要求。

鈮鉭礦床中的微量元素是有效找礦指標，其中成礦元素Nb、Ta和主要伴生元素鉍(Bi)為主要找礦標志元素；而堿金屬鈹(Be)和穩(wěn)定元素鈦(Ti)是遠程指示元素，僅在鉭鈮礦體及其前緣形成明顯異常，它們是礦體尾部的有效指示元素[19]。

在水溪廟與金竹源巖漿巖(即Ⅳ、Ⅴ帶中)中，從巖體上部富鈉長石花崗巖→貧鈉長石花崗巖，雖然Cu、Pb、Zn含量具有不同程度升高。但其不是主要含礦指示元素，而礦體賦存的主要指示元素Bi具有降低趨勢，表示巖體下部遠離礦體賦存區(qū)；同時Be含量明顯降低，Be異常不明顯，表示其已經(jīng)為礦體尾部，說明巖體在下部貧鈉長石花崗巖中含礦性差。因此本文認為水溪廟礦區(qū)-25中段及金竹源礦區(qū)190中段的深部存在鈮鉭礦體可能性不大，找礦應向礦體外圍隱伏巖體尋找。

4 結(jié)論

1)水溪廟礦床和金竹源鈮鉭礦床中礦體主要為Ⅲ帶-花崗偉晶巖、花崗巖枝帶與Ⅳ帶-富鈉長石花崗巖帶，垂向上鈮鉭含量由巖體下部至上部(第一幕→第三幕)逐漸增高，均與巖體高程成正比關系。

2)水溪廟礦床和金竹源鈮鉭礦床主要受第三幕巖漿巖侵位、控礦斷裂構造及蝕變分帶控制，成礦時代主要受第三幕巖漿巖成巖時代制約，為晚三疊世。

3)水溪廟礦床和金竹源鈮鉭礦床找礦潛力巨大，鈮鉭礦主要受巖體控制，后續(xù)找礦突破因依據(jù)構造、蝕變，重點針對Ⅲ帶-花崗偉晶巖、花崗巖枝帶、Ⅳ帶-富鈉長石花崗巖帶外圍尋找。