江西松樹崗稀有金屬礦床鉭鈮賦存狀態

俞寒飛，朱志成

（江西有色地質礦產勘查開發院，江西南昌330001）

1 鉭鈮礦體特征

松樹崗隱伏花崗巖全巖蝕變礦化，巖體自上而下蝕變分帶特征明顯，鉭鈮礦化與蝕變關系密切。礦體賦存于蝕變花崗巖體內，礦體規模巨大，形態簡單，礦化連續，有用組分分布均勻（圖1）。

1.1 礦體內部特征及變化特點

礦化類型分帶界定了礦體內部礦石類型分帶及空 間分布特征。從上往下可分為偉晶巖型、鉀長石化花崗巖型、云英巖化花崗巖型、鈉長石化花崗巖型4種自然礦石類型。

鈉長石化花崗巖型礦石占主體，賦存于礦體中、下部，呈厚大似層狀分布；云英巖化花崗巖型礦石位于鈉長石化花崗巖型礦石之上，呈似鞍狀產出，局部蝕變強成云英巖；其它2種礦石類型分布不均一，量少連續性差，呈帶狀、薄殼狀、似鞍狀、團狀產出。

1.2 鉭鈮礦物粒度變化

鉭鈮礦物主要為鉭鈮鐵礦、細晶石。鈉長石化花崗巖型礦石鉭鈮鐵礦粒度變化不大，但比淺部礦段的云英巖化花崗巖型、鉀長石化花崗巖型、偉晶巖型礦石的鉭鈮鐵礦粒度增大，尤其是晶粒厚度增大顯著，多大于0.04mm。

鈉長石化花崗巖型礦石：鉭鈮鐵礦長徑粒度主要分布在0.08～0.6mm，短徑粒度主要分布在0.04～0.3mm范圍，長短徑之比由淺部礦石的4.4:1變化為2.8:1。細晶石粒度與淺部礦石差別不大，主要粒度集中在0.04～0.16mm范圍內。

云英巖化花崗巖型礦石：鉭鈮鐵礦呈板狀，粒度主要集中在0.04～0.32mm，短徑為0.01～0.16mm。細晶石粒度主要集中在0.01～0.04mm。

鉀長石化花崗巖型礦石：鉭鈮鐵礦的長徑粒度主要集中在0.04～0.32mm，短徑為0.02～0.16mm，比偉晶巖礦石的鉭鈮鐵礦板片厚度略有增加。細晶石常與鉭鈮鐵礦相伴出現，呈八面體雙錐狀，細晶石粒度主要集中在0.02～0.32mm。

偉晶巖型礦石：以鉭鈮鐵礦為主，少量細晶石。鉭鈮鐵礦晶形多呈薄板狀、板狀，長徑為0.04～0.32mm，短徑為0.01～0.16mm。細晶石的數量較少，粒度主要集中在0.04～0.16mm粒級。

2 鉭鈮在礦石礦物中的賦存形式

2.1 云英巖化花崗巖型礦石

云英巖化花崗巖型礦石位于鉭鈮礦體上部，賦存于云英巖化花崗巖礦化帶內。強蝕變地段可圈出云英巖型礦石。礦石中的鉭鈮礦物主要是鉭鈮鐵礦、鈾細晶石；含少量錫石和黑鎢礦。

2.1.1 鉭鈮礦物嵌布粒度

磨制成光片，采用光學顯微鏡結合MLA測定其中鉭鈮鐵礦和鈾細晶石的嵌布粒度，鉭鈮鐵礦為板狀、薄板狀晶體，平均長短徑之比為3.1∶1。

鉭鈮鐵礦的粒度(短徑)在0.01～0.16mm之間，大于0.04mm的鉭鈮鐵礦占54%。

鈾細晶石主要分布在鉀長石中或鉀長石與鐵鋰云母之間，粒度在0.01～0.04mm之間。

2.1.2 主要礦物的嵌布狀態和礦物特性

(1)鉭鈮鐵礦(FeMn)(NbTa)2O6。本礦石中鈮鉭礦物屬于鉭鐵礦與鈮鐵礦之間過渡礦物，Nb與Ta之間因類質同象替代而變化，Nb2O5在11%～71%，Ta2O5在6%～59%之間變化，大多富鐵貧錳，鉭鈮鐵礦大多含鎢，個別含WO3達18.70%，此外，鉭鈮鐵礦還含少量稀散元素鈧，可在鉭鈮冶煉過程綜合回收。鉭鈮鐵礦呈薄板—厚板狀，平均長短徑之比為3.1∶1，顏色為黑色，粉末為帶黑的褐紅色，半金屬光澤，半透明，參差狀斷口，性脆，硬度4.2～7，密度5.37～7.85g/cm3，密度隨鉭的含量變化，含鉭越多，密度越大。具電磁性，在外加磁場650～850mT時可進入磁性產品。

礦石中鉭鈮鐵礦一般呈板狀嵌布在云母、長石、石英中，常見鉭鈮鐵礦與錫石、黑鎢礦連生，兩者一同嵌布在石英中，可見微細粒鉭鈮鐵礦包裹于云母或長石中。

(2)細晶石(Ca,Na)2(Ta,Nb)2O6(O,OH,F)。鈾細晶石也是礦石中主要的鉭鈮礦物之一。細晶石的理論化學成分為：CaO 10.43%、Na2O 5.76%、Ta2O582.14%、H2O 1.67%。B組陽離子中以Ta為主，陰離子經常是F-、OH-代替O2-，A組陽離子中U4+代替Ca2+，而使結構產生缺席結構。

通過對礦石中的鈾細晶石化學成分能譜檢測結果表明，該細晶石富含鈾，含少量釷，平均含Ta2O565.01%，Nb2O56.62%。鈾細晶石一般呈淺黃色、黃褐色，玻璃—油脂光澤，莫氏硬度5～6，密度5.9～6.4g/cm3。

礦石中的鈾細晶石含量約為鈮鐵礦的三分之一，粒度比鈮鐵礦細，可見鈾細晶石嵌布于石英、鐵鋰云母、綠泥石等礦物中，或見鈾細晶石嵌布于長石與黃玉之間，并可見鈾細晶石與鈮鉭鐵礦連生。

2.1.3 主要有用組分在礦石中的賦存狀態

（1）鉭在礦石中的賦存狀態。根據原礦礦物定量和各主要礦物的含鉭量，鉭在各礦物中的平衡分配見表1。

結果表明，鈾細晶石中的鉭占原礦總鉭量的38.02%；鉭鈮鐵礦中的鉭占總鉭量的37.64%，賦存于錫石中的鉭占原礦總鉭量的4.66%；賦存于黑鎢礦中的鉭占原礦總鉭量的0.08%；分散于云母中的鉭占原礦總鉭量的13.98%；分散于石英、長石、黃玉中的鉭分別占原礦總鉭量的2.66%、1.44%和1.52%，合計5.62%。預計從鉭鈮鐵礦和鈾細晶石中回收鉭，鉭的理論回收率為76%左右。

表1 鉭在各礦物中的平衡分配

無磁性的鈾細晶石中的鉭的占有率與弱磁性的鉭鈮鐵礦中的鉭的占有率相當，因此，該礦樣中的鉭不適合采用磁選回收。

(2)鈮在礦石中的賦存狀態。根據原礦礦物定量和各主要礦物的含鈮量，鈮在各礦物中的平衡分配如表2所示。結果表明，鉭鈮鐵礦中的鈮占原礦總鈮量的82.54%；鈾細晶石中的鈮占總鈮量的3.42%，賦存于錫石中的鈮占原礦總鈮量的1.49%；賦存于黑鎢礦中的鈮占原礦總鈮量的0.14%；分散于云母中的鈮占原礦總鈮量的7.71%；分散于石英、長石、黃玉中的鈮分別占原礦總鈮量的2.34%、1.01%和1.34%，合計4.69%。預計從鉭鈮鐵礦和鈾細晶石中回收鈮，鈮的理論回收率為86%左右。

2.2 鈉長石化花崗巖型礦石

本礦石中鉭鈮礦物主要為鉭鈮鐵礦。

2.2.1 鉭鈮礦物嵌布粒度

采用顯微鏡從原礦塊礦測定礦石中主要礦物的嵌布粒度，礦石中鉭鈮鐵礦嵌布粒度較細，嵌布粒度主要分布在0.01～0.16mm的粒級范圍內，大于0.02mm的鉭鈮鐵礦約占83%，略粗于云英巖礦石中的鉭鈮鐵礦；鈾細晶石的嵌布粒度非常微細，其中小于0.01mm的鈾細晶石占18%以上，大于0.04mm的僅占約40%；鐵鋰云母屬于成巖礦物，其嵌布粒度相對較粗。

2.2.2 主要礦物的嵌布狀態和礦物特性

(1)鈮鐵礦(Fe,Mn)Nb2O6—鉭鐵礦(Fe,Mn)Ta2O6。本類礦物中，鐵與錳、鈮與鉭分別為完全類質同象，有鈦、錫、鎢、鋯等混入，化學成分變化很大。根據A、B組陽離子中鐵/錳和鈮/鉭原子比分為4個亞種：鈮鐵礦、鈮錳礦、鉭鐵礦和鉭錳礦。本礦石中屬于富鐵系列的鈮鐵礦(Fe,Mn)Nb2O6—鉭鐵礦(Fe,Mn)Ta2O6，多數為富鈮貧鉭的鉭鈮鐵礦，少數為富鉭貧鈮的鈮鉭鐵礦。

表2 鈮在各礦物中的平衡分配

根據鉭鈮比例，可分為富鈮的鉭鈮鐵礦和富鉭的鈮鉭鐵礦，鉭鈮鐵礦在本礦石中占大多數，平均Nb2O562.04%，Ta2O513.63%；鈮鉭鐵礦在本礦石中占少數，平均Nb2O515.16%，Ta2O553.45%，兩者的鐵含量均遠大于錳含量，并普遍混入鈦、鈧、錫、鎢等雜質，值得注意的是該鉭鈮鐵礦中較富鈧，可在鉭鈮冶煉過程綜合回收。

因本礦石中以鉭鈮鐵礦為主體，為了方便敘述，統稱為鉭鈮鐵礦，單礦物化學分析：Ta2O517.23%，Nb2O554.38%。鉭鈮鐵礦呈亮黑色，不透明，金屬—半金屬光澤，礦物單晶體呈板狀和短柱狀，常呈粒狀集合體；性脆，硬度6（鈮鐵礦）～6.5（鉭鐵礦），密度隨含鉭量的增加而增加，介于5.15～8.20g/cm3之間；具電磁性，含鈮越高，隨之含鐵越高，磁性越強，含鉭越高，隨之磁性越弱，本礦石中鉭鈮鐵礦大多數在650mT進入磁性產品，少數含鉭高的鈮鉭鐵礦磁性較弱，在800～1300mT進入磁性產品。

鈮鐵礦常見呈板狀、短柱狀或粒狀，多數單個晶粒出現，有時也見多個晶粒相互嵌連，有時可見鉭鈮鐵礦具富鉭環邊。主要嵌布于鐵鋰云母中，少數嵌布于長石、石英和黃玉等礦物內部或顆粒間隙，常見與錫石形成連生或共生。

(2)鈾細晶石(Ca,Na)2(Ta,Nb)2O6(OH)。細晶石富含鈾，為細晶石的富鈾變種，平均Ta2O568.47%，Nb2O54.51%，UO212.15%，并含Pb以及Ce、Nd、La等稀土元素，還混入少量Fe、Mn。一般細晶石呈黃褐色，少數呈黃白色，鈾細晶石為深褐色、黑色，具八面體或四角三八面體的聚晶，或呈不規則粒狀；玻璃—油脂光澤，密度5.9～6.4g/cm3，莫氏硬度5～6。鈾細晶石在本礦石中含量極少，偶見嵌布于長石、石英顆粒中或粒間。

2.2.3 主要有用組分在礦石中的賦存狀態

(1)鉭在礦石中的平衡分配。鉭在礦石中的平衡分配見表3。鉭主要以鉭鈮鐵礦和鈾細晶石的礦物形式存在，鉭的占有率分別為57.30%和21.95%，錫石中含鉭8.50%；分散于鐵鋰云母、長石和石英中的鉭分別為6.63%、3.21%和2.42%。

表3 鉭在各礦物中的平衡分配

(2)鈮在礦石中的平衡分配。鈮在礦石中的平衡分配見表4。鈮主要以鉭鈮鐵礦礦物形式存在，鉭鈮鐵礦中鈮的占有率達88.33%；賦存于鈾細晶石、錫石、黑鎢礦中的鈮分別為0.71%、0.66%和1.28%；分散于鐵鋰云母、長石和石英中的鈮分別為6.01%、1.83%和1.18%。

3 結論

(1)鈮鉭主要形成獨立礦物鉭鈮鐵礦和細晶石。Ta2O5形成獨立礦物占有率從42.1%～82.5%，平均為69%，其中以鈉長石化花崗巖最高，鉀長石化鈉長石化云英巖化花崗巖次之，云英巖、偉晶巖為最低；Nb2O5形成獨立礦物占有率從41.8%～83.5%，平均為67.6%，其中也以鉀長石化鈉長石化云英巖化花崗巖、鈉長石化花崗巖為最高，云英巖為最低。

(2)包裹于錫石但以獨立礦物存在的Ta2O5從6.0%～37.2%，Nb2O5從2.0%～25.0%，其中以鈉長石化花崗巖為最低，鉀長石化鈉長石化云英巖化花崗巖為次之，云英巖、偉晶巖為最高。Ta2O5最高可達37.2%，Nb2O5最高可達25.0%

(3)包裹于黃玉中Ta2O5從1.8%～17.7%，Nb2O5從0.3%～3.6%，其中以云英巖鎢礦體及偉晶巖為最高，鉀長石化鈉長石化云英巖化花崗巖次之，鈉長石化花崗巖、云英巖錫礦體最低。

表4 鈮在各礦物中的平衡分配

(4)以類質同象分散到鐵鋰云母或黑鎢礦中的Ta2O5占有率從0.6%～22.7%，Nb2O5從2.2%～51.4%，其中以云英巖為最高，鉀長石化鈉長石化云英巖化花崗巖、鈉長石化花崗巖次之，偉晶巖為最低。

(5)被包裹于造巖礦物中的鈮鉭量一般都比較低，Ta2O5從2.3%～9.0%，平均3.7%；Nb2O5從1.8%～9.5%，平均3.1%。石英中含Nb2O50.008%～0.0014%，Ta2O50.0042%～0.0078%；鈉長石含Nb2O50.0011%～0.0017%，Ta2O50.0003%～0.0035%；鉀長石含Nb2O50.0015%～0.0074%，Ta2O50.0043%～0.0073%；鐵鋰云母含 Nb2O50.0083%～0.0109%，Ta2O50.0083%～0.0172%。說明鉭鈮主要以獨立礦物出現。