国外重要铌钽矿床分布规律及成矿地质特征_蔡肖
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增刊矿物学报 193 国外重要铌钽矿床分布规律及成矿地质特征 蔡肖1,2,宋扬1*,王登红1,李建康1,周伟2,丁海洋2
(1.中国地质科学院矿产资源研究所,北京 100037;2. 中国地质大学(北京),北京 100083)
近年来,铌钽金属需求量逐年增加使得矿产品价格持续飙升,尤其是2010年钽金属价格由年初的35美元/镑升至115元/镑,这使得稀有金属-铌钽成为了众多国际矿业公司竞相寻找的重要矿种。
世界各国力求寻找新的大型-超大型铌钽矿床,目前已在俄罗斯Katuginskoye地区和沙特阿拉伯Ghurayyah地区的蚀变花岗岩中探得了丰富的铌钽资源。
随着我国钢铁和国防工业的不断发展,对稀有金属的需求与日俱增,其中铌钽矿产品进口量常年高居不下,更是加剧了寻找新铌钽矿床的迫切性,然而对于稀有金属矿床的认识还相对滞后。
基于此,本文初步总结了国外主要铌钽矿床的分布规律和地质特征,旨在为国内相关学者提供信息,同时为企业实施“走出去”的找矿战略提供一些依据。
1国外主要铌钽矿床类型及分布规律
从全球范围来看,除南极洲未发现铌钽资源外,其他大洲均有矿床产出(表1);从矿床的数量和规模来看,大中型铌钽矿床主要集中在北美和非洲,而南美、欧洲和大洋州矿床数量较少,环太平洋地区铌钽资源较为贫瘠(未包括中国)。
国外铌钽矿床具有矿床类型多、分布范围广的特点,成矿类型包括:花岗伟晶岩型、蚀变花岗岩型、花岗岩型、碳酸岩型、碱性岩浆岩型(霞石正长岩)、风化壳型和冲积型。
国外铌钽矿床类型以花岗伟晶岩型居多,但储量较少;而蚀变花岗岩型矿床虽数量较少,但单个矿床的储量极大可达到数百万吨(Mt),如位于沙特的Ghurayyah 蚀变花岗岩型矿床铌钽储量达385 Mt,而位于俄罗斯Katuginskoye地区的蚀变花岗岩型矿床铌钽储量则高达达774 Mt。
花岗伟晶岩型矿床在全球范围内分布较广,含铌钽花岗伟晶岩多分布在花岗岩与围岩内外接触带(尤其是外接触带),岩体多产于板块边缘褶皱带中的深大断裂中,由于含矿岩体结构清晰、有用矿物颗粒大,因此便于寻找和开发,具有很大的经济价值。
碳酸岩型铌钽矿多位于北美,矿床(点)常呈带状产出,如位于加拿大Fir、Myoff Creek、Perry River、Verity-Paradise等地区铌钽矿呈南北向展布;位于格陵兰岛的Qaqqaarsuk和Sarfartop碳酸岩型铌钽矿则呈北西-南东向展布,矿床的定位可能与同方向的深大断裂有关。
风化壳型和冲积型矿床主要位于南半球及赤道附近,多与第四纪以来潮湿多雨的气候条件有关,且风化壳以下有时出现富稀有金属的伟晶岩脉,有的可形成伟晶岩-风化壳复合型铌钽矿床。
而冲积型矿床往往也由花岗伟晶次生而来,如位于非洲埃塞俄比亚的Kenticha铌钽矿和加纳的Akim-Oda、Anamase铌钽矿。
2 成矿时代
国外铌钽矿化时间主要集中在前寒武纪(Nicolas,1962),其中,莫桑比克和俄罗斯西北部的克拉半岛地区的矿床的成矿期为早前寒武纪;刚果东部、南达科他州、满洲里和澳大利亚西部地区的矿床的多形成于中前寒武纪;而非洲东南部、卢旺达-布隆迪和巴西北部地区的矿床的成矿时代集中在晚前寒武纪;此外,马达加斯加、刚果加丹加省和澳大利亚中部地区的铌钽矿床的也形成于前寒武纪。
与国外铌钽矿床相比,我国铌钽矿床多形成于古生代和中生代,成矿作用多与海西期、印支-燕山期的构造岩浆活动有关(刘源骏等,1979)。
如内蒙古的白云鄂博两次成矿作用分别为加里东期和海西期(张宗清等,2003;张培善等,2001);攀西地区的铌钽矿床(矿化点)几乎都赋存在碱性正长伟晶岩脉-碱性花岗岩中。
这些岩石的形成时代集中于印支期(王汾连,2012)。
内蒙古801矿床,岩体位于大兴安岭隆起的南端,区域内北东-NNE向深断裂发育,含矿岩体的锆石年龄为103 Ma左右,即燕山晚期(袁忠信等,1986;张敏等1988)。
基金项目:中国地质调查局我国三稀金属资源战略调查项目(编号:1212011220803)
作者简介:蔡肖,男,1990年生,硕士研究生. E-mail:xiaocai199012@
*通讯作者,E-mail:songyang100@
194 矿物学报 2013年
表1国外主要铌钽矿床类型及分布规律①
位置
主要铌钽矿床工业类型及矿床数量(座)
花岗伟晶岩型蚀变花岗岩型花岗岩型碳酸岩型碱性岩浆岩型风化壳型冲积型锡矿二次利用合计北美洲 23 3 1 7 1 - - - 35 非洲 16 - 3 - - 3 6 2
30
亚洲 3 4 5 - 1 2 2 -
17
南美洲 1 - - - - - 6 - 7 欧洲 3 - 2 - - 1 - - 6 大洋洲 1 - - - - - 1 - 2 合计 47 7 11 7 2 6 15 2
97 注:① The Geological Survey of Western Australia. GSWA Mineral Resources Bulletin 22, 2004, 63-90.
3矿物特征及矿物组合特征
在大多数矿床中,铌钽均以独立矿物(烧绿石、铌钽铁矿等)出现,而有的矿床(如莫桑比克的Mprrua矿床)虽然钽含量高,但由于铌钽以类质同象形式存在于其它的矿物之中,使得烧绿石、铌钽铁矿等矿物极为少见。
碳酸岩型矿床多伴生稀土元素,如加拿大的Myoff Creek、Perry River、Verity-Paradise矿床和格陵兰的Qaqqaarsuk 矿床,亦如我国白云鄂博稀土-铁-铌矿床。
蚀变花岗岩型矿床除伴生稀土元素外还含有一定的锆,本文所统计的7个蚀变花岗岩型铌钽矿床中有6处都富含稀土元素和锆资源。
4找矿方向探讨
首先要找蚀变花岗岩型矿床,因为该类矿床可达到上百万吨,规模极大,经济价值极高,该类型矿床常沿区域构造线方向呈岩株状断续分布,同时富含稀土元素和锆的特征可作为寻找该类型矿床的找矿标志。
碳酸岩型矿床主要分布在板块边缘和不同年代构造的结合部,常常受深大断裂的控制而呈带状分布。
碳酸岩体也常与碱性岩或超基性岩共生,在我国广泛分布着碱性岩和超基性岩,可以先划分出碱性岩和超基性岩区,再叠加深大断裂于此之上,寻找可能的矿化点。
值得注意的是,国外铌钽矿床集中出现在前寒武纪时期,而我国的大部分矿床形成于古生代和中生代,分别与印支-海西和燕山期的造山运动有关,为什么会国内外铌钽成矿时代会出现如此巨大的差异,在我国会不会有前寒武纪时期的大型铌钽矿床,这些问题值得进一步考虑和研究。
参考文献:
王汾连, 赵太平, 陈伟. 铌钽矿研究进展和攀西地区铌钽矿成因初探. 矿床地质, 2012, 31(2): 293-308.
袁忠信, 白鸽, 丁孝石. 内蒙“801”碱性花岗斑岩型稀有金属矿床的矿物和地球化学. 中国地质科学院矿床地质研究所文集(18), 1986, 82-83. 张培善, 陶克捷, 杨主明, 杨学明, 宋仁奎. 白云鄂博稀土、铌钽矿物及其成因探讨. 中国稀土学报, 2001, 19(2): 97-102.
张宗清, 唐索寒, 王进辉, 袁忠信, 白鸽. 白云鄂博矿床形成于不同时代的信息-矿床西矿体的年龄和讨论. 中国地质, 2003, 30(2): 130-137. Nicolas DeKun. The economic geology of columbium (niobium) and of tantalum. Economic Geology, 1962, 57(3): 377-404.。