江西海羅嶺鈮鉭礦成礦地質特征及鈮鉭賦存狀態研究

陳 莉，尹 斌

(江西省地質調查研究院，江西 南昌 330030)

江西海羅嶺鈮鉭礦化發現于20世紀60年代[1]，現經實踐取樣等手段基本確定了含鈮鉭巖石的類型及具體分布位置，但由于在科學技術上的些許欠缺，對鈮鉭礦成礦地質特征及鈮鉭賦存狀態需作進一步研究。本文對江西海羅嶺鈮鉭礦區不同巖石類型的化學分析，并對鈮鉭含量回收率最高的是云母精礦進行論證。

1 鈮鉭礦床成礦地質概況

石城縣處于我國重要的武夷山成礦帶的中南段西緣部分，成礦條件良好，尤其是鈮鉭、螢石、錫、金、鉀長石等礦產均具有較大的成礦遠景。

礦區位于石城縣城東南9千米贛閩兩省交界處的東華山地區，面積1.8平方千米。地處武夷山新華夏隆起帶中段[2]，石城稀有金屬偉晶巖礦田東南部。出露地層主要為震旦系變質巖；構造以東西向構造和新華夏構造最為發育，控制著花崗巖、鈮鉭礦體及各類脈巖的分布；巖漿巖主要為燕山早期花崗巖。

石城海羅嶺為蝕變花崗巖型鈮鉭礦床，該礦區礦體為中粒鋰云母化—鐵鋰云母化鈉長石化花崗巖，呈脈狀、透鏡狀產于爆發角礫巖和細粒似斑狀花崗巖的內外接觸帶。

地表主要出露5個，盲礦體6個。較大的2個盲礦體為盲Ⅰ和盲Ⅱ。全區主要為Ⅰ號和盲Ⅰ號礦體，占C+D級總儲量的88%。其中Ⅰ號礦體占C+D級總儲量的55%，盲Ⅰ號礦體占C+D級總儲量的33%。海羅嶺鈮鉭礦區地處武夷山北東向隆起帶中段，燒湖里一丘坊斷裂帶與沙地一大柏地東西向構造帶交接的復合部位。出露地層主要為震旦系淺變質巖系。

構造以東西向和北北東向斷裂最為發育，并控制著巖體、礦體及各類脈巖的展布。巖漿巖有燕山早期的細粒似斑狀花崗巖、中細粒黑云母花崗巖以及中粒鐵鋰云母化鈉長石化花崗巖。后者為細粒似斑狀花崗巖的蝕變巖相，是鈮鉭的礦化巖。石城縣海羅嶺鈮鉭礦區具體分布位置如圖1所示。

圖1 鈮鉭礦床具體分布位置圖

2 鈮鉭礦床的地質特征

綜合巖石的礦物成分、結構構造及巖體產狀特征，將本區堿中性巖進一步劃分為堿性正長巖、堿性正長斑巖，堿性粗面巖、堿性粗面斑巖，堿性閃長巖等5種巖石類型。堿中性巖普遍具有富含堿性長石的特征，堿性長石含量一般75%～90%,高者可達95%以上；其次含一定量的黑云母和少量斜長石,黑云母含量一般3%～15%。

表1 海羅嶺鈮鉭礦區樣品分析結果表

2.1 礦體產狀與形態規模

礦體呈脈狀、透鏡狀賦存于爆發角礫巖和細粒似斑狀蝕變花崗巖的內外接觸帶，局部有分枝復合、膨大縮小等現象。礦體規模大小不一，主礦體（1號礦體）長240m～330m，寬4m～60m，儲量占全區總儲量的85%以上。其余礦體長40m～115m，寬2m～24m。

2.2 礦石礦物組成及品位變化

主要有用礦物為鈮鉭鐵礦、錳鉭鐵礦、細晶石、變種鋯石、鐵鋰云母及鋰云母等。全區主產元素平均品位：Nb2O50.0169%，Ta2O50.0169%。副產元素平均品位：Li2O0.111%，Rb2O 0.152%，（Zr+Hf）O20.0077%。礦石可選性能尚好，選礦回收率分別為56.84%和56.62%.浮選尚可回收鐵鋰云母（鋰和銣）。經過實地踏勘調查取樣分析，海羅嶺鈮鉭礦區樣品分析結果表見表1，稀有元素氧化物含量曲線如圖2所示。

圖2 海羅嶺鈮鉭礦區稀有元素氧化物含量曲線圖

2.3 礦石結構構造

蝕變花崗巖礦石多呈中細粒花崗結構，爆發角礫巖礦石呈角礫狀結構，偉晶巖型礦石則呈花崗偉晶結構，所有礦石均呈塊狀構造。

2.4 控巖控礦構造

作為整個“帚狀”構造核心的東西向斷裂帶，是礦區成礦主要控礦構造，它對礦液活動起著屏障作用，控制著礦體的分布范圍。

新華夏構造，對礦液活動起著導礦和儲礦作用，控制著礦體的形態。而同是東西向構造成分的F2斷裂，在成礦之后又有活動，直接限制了礦體的南部邊界。

3 海羅嶺鈮鉭賦存狀態

3.1 鈮鉭的存在形式

根據大量巖礦鑒定和選礦試驗樣、物質組分的研究證明：鈮鉭元素主要呈單礦物存在，嵌布于造巖礦物間，有時變與螢石連生[2]。

通過平衡計算，主要鈮鉭礦物（鈮鉭鐵礦和細晶石）回收率達到56%～63%，而石英、長石、云母及黃玉中鈮鉭元素含量約小于30%，說明尚有部分鈮鉭礦物呈微細包體嵌入造巖礦物中。

經選礦試驗結果，鈮鉭回收率為：Nb2O5回收率為56.84%，Ta2O5回收率為56.62%。經江西省地質局九○九隊實驗室所作人工重砂（指礦體）鈮鉭礦物平均回收率為42%～60%。

鋰、銣大部分賦存于云母類礦物中。其中銣有50%左右賦存于云母類礦物中，尚有50%左右呈分散狀。鈮鉭礦重選試驗之中礦和尾礦經浮選，氧化鋰的回收率為69.42%，氧化銣為42.29%；浮選精礦再經強磁選作業，最終可獲回收率：氧化鋰91.09%，氧化銣88.52%。

3.2 鈮鉭的重選回收情況

在礦床勘探后期，選擇礦區內品位具代表性及占C級總儲量66%的Ⅰ號礦體采取可選性試驗樣，樣品分布于地表探槽及鉆孔中。具體數據可以通過表一清晰表示出來。總樣重1983.75千克，其中槽探占808.5千克，鉆孔占1175.25千克。

由江蘇省地質局南京實驗室測試。根據礦石中有用礦物鈮鉭鐵礦、錳鉭鐵礦、細晶石比重大，具弱磁性（細晶石除外），而主要脈石礦物長石、石英、云母、黃玉的比重小的特點，采用重選—磁選流程進行試驗。試驗結果表明：原礦中主要鈮鉭礦物有鈮鉭鐵礦、錳鉭鐵礦及少量細晶石，伴生礦物有鐵鋰云母及鋰云母等。原巖經化學分析，含Nb2O50.0114%，Ta2O50.0119%。通過選礦試驗，獲得鈮鉭精礦含 Nb2O519.57%，Ta2O533.89%，（Nb+Ta）2O553.46%[3]。按此化學分析計算的回收率為：Nb2O556.84%，Ta2O556.62%。

礦石中鈮鉭礦物的嵌布粒度細小，要過到基本單體解離，必須較細的磨礦粒度，而細粒物料的重選回收率不高。鈮鉭精礦中含有相當數量的黑鎢礦，WO3含量為0.88%，這部分黑鎢礦的磁性與鈮鉭鐵太和（特別是錳鉭鐵礦）的磁性十分相近，企圖用強磁選使兩者分離未獲成功，因此影響精礦質量。

細晶石無磁性，在強磁選過程中損失于尾礦中。其精選尾礦用搖床再選是，因礦量較少，搖床穩定性差，細晶石質量不高，亦影響總的鈮鉭精礦質量。原礦中鈮鉭金屬的分散量較大，這是回收率低的主要原因。重選尾礦含Li2O 0.151%、Rb2O0.143%、Cs2O0.018%，其賦存狀態尚未查清。

鈮鉭礦重選試驗之中礦和尾礦，經浮選作業可獲含Li2O1.17%、Rb2O0.69%的云母精礦，回收率（對入選試驗樣而言）分別為69.49%和42.29%；浮選精礦再經強磁選最終云母精礦品位：Li2O1.30%、Rb2O0.74%，其回收率分別為91.09%和88.52%。

云母類選礦試驗表明，重選尾礦中的鋰絕大部分賦存于云母類礦物中，而銣只有50%左右賦存于云母類礦物中，還有50%左右的銣呈分散狀態。最終獲得鈮鉭精礦Nb2O519.57%，Ta2O533.89%，回收率Nb2O556.84%，Ta2O556.62%；云母類礦物經浮選再經強磁選，最終獲得云母精礦Li2O1.30%、Rb2O0.74%，回收率Li2O 91.09%、Rb2O88.52%，礦石可選性能良好。

4 結語

本文對江西海羅嶺鈮鉭礦成礦地質特征及鈮鉭賦存狀態研究進行分析，通過對鈮鉭礦床成礦地質概況的論述，分析了鈮鉭礦床的地質特征，并通過具體取樣論證海羅嶺鈮鉭賦存狀態，實現本文的研究目的。

實驗論證表明，本文的論證具有科學的數據支撐。希望本文的研究能夠為江西海羅嶺鈮鉭礦成礦地質特征及鈮鉭賦存狀態研究提供理論依據。