郭俊剛，卞孝東，王盤喜，王守敬

(1.中國地質(zhì)科學(xué)院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所,河南 鄭州 450006；

2.國家非金屬礦資源綜合利用工程技術(shù)研究中心，河南 鄭州 450006；

3.國土資源部多金屬礦評價與綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 鄭州 450006)

1 區(qū)域地質(zhì)背景

河南老母豬石山鉭鈮礦區(qū)位于秦嶺地層區(qū)南北地層分界部位[1]。區(qū)域上地層以龜-梅斷裂為界，分為兩個地層分區(qū)，以南稱南秦嶺地層分區(qū)，以北稱北秦嶺地層分區(qū)。根據(jù)已有的區(qū)域地質(zhì)資料，前人將區(qū)域地層劃分為巖石地層單位、構(gòu)造地層單位及構(gòu)造巖石單位。依據(jù)此劃分方案，區(qū)內(nèi)地層由老到新依次劃分為中-新元古界龜山巖組，新元古界大紅口巖組，下古生界石門沖巖組，上石炭統(tǒng)胡油坊組，中生界侏羅系、白堊系，新生界第四系。

礦區(qū)位于桐柏-大別造山帶中段，華北陸塊和揚(yáng)子陸塊兩大陸塊的接壤地帶，區(qū)域上構(gòu)造發(fā)育，褶皺、斷裂并存，主構(gòu)造格架表現(xiàn)為近EW向展布的強(qiáng)變形帶及由它們分隔或被它們夾持的、變形程度相對較弱的弱變形域相間分布，強(qiáng)變形帶及弱變形域中表現(xiàn)出規(guī)模不等的網(wǎng)結(jié)狀構(gòu)造輪廓[1](圖1)。

區(qū)域上巖漿巖分布較少，僅可見區(qū)域中北部出露的少量下白堊統(tǒng)陳棚組中一套中-中酸性火山巖，以及零星分布的一些石英脈。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)地層分為構(gòu)造地(巖)層和巖石地層單位兩類。構(gòu)造地(巖)層包括新元古界大紅口巖組和下古生界石門沖巖組，巖石地層單位包括石炭系、侏羅系和第四系[2-4](圖2)。

大紅口巖組：在礦區(qū)廣泛分布，分為上、下兩段。下段為淺肉紅色、褐黃色的鉀長淺粒巖，局部夾有白云母石英片巖、白云母鉀長片巖及絹云母片巖；上段為灰白色硅質(zhì)條帶狀白云石大理巖；兩者呈整合接觸關(guān)系。大紅口巖組下段以斷層式接觸關(guān)系推覆于原地地層之上。

石門沖巖組：該巖組以含碳質(zhì)絹云石英片巖、白云石英片巖、石英巖及大理巖組合為特征，與下伏的大紅口巖組呈斷層接觸。

石炭系：僅見上石炭統(tǒng)胡油坊組，以灰黃色長石砂巖與灰褐色泥質(zhì)粉砂巖互層為特征。主要巖性為中厚層中細(xì)粒長石砂巖、薄板狀泥質(zhì)粉砂巖及少量礫巖與灰?guī)r透鏡體。與上覆大紅口巖組呈斷層式接觸。

侏羅系：區(qū)內(nèi)僅見侏羅系中統(tǒng)的朱集組中段。以河流相紅色碎屑巖為特征，為紫紅色復(fù)成分礫巖、含礫長石砂巖、粉砂巖，偶見灰?guī)r夾層。

圖1 大別山北麓區(qū)域構(gòu)造略圖[5]

第四系：以沖積、洪積為主，在山前坡地邊緣以殘坡積為主，形成一些含礫砂土、亞砂土、亞黏土等較松散的沉積物。

礦區(qū)大地構(gòu)造位置屬桐柏-大別造山帶中段，隸屬北淮陽褶皺帶，不同期次不同層次的構(gòu)造活動頻繁，根據(jù)不同地質(zhì)體的構(gòu)造變形特征、地層時代及空間疊置關(guān)系，可劃分為原地系統(tǒng)即巖石地層單位和異地系統(tǒng)即構(gòu)造地(巖)層單位[6-7]。

異地系統(tǒng)即三洞蓋推覆體，由大紅口巖組和石門沖巖組組成，呈飛來峰置于原地系統(tǒng)之上；原地系統(tǒng)由石炭系、侏羅系和第四系組成，構(gòu)造變形作用不明顯，地層以單斜產(chǎn)出。異地系統(tǒng)與原地系統(tǒng)間由推覆斷層接觸，礦區(qū)位于三洞蓋推覆體的西端。

礦區(qū)的巖漿巖出露較少，僅見一些石英脈產(chǎn)出。

3 礦體地質(zhì)特征

大紅口巖組下段鉀長淺粒巖為鉭鈮礦賦礦層位，鉀長淺粒巖走向325°～28°，傾向235°～298°，傾角11°～57°，鉭鈮礦僅賦存在該礦段層位中(圖3)。老母豬石山鉭鈮礦體呈近SN走向，似層狀產(chǎn)出，產(chǎn)狀與地層一致，但形態(tài)不很規(guī)整，南北兩端被斷層所限制(圖2)。礦體呈層狀產(chǎn)出，連續(xù)性較好，總體走向172°～200°，傾向SW，傾角22°～45°,礦體延長500～1000 m，傾向延深100～320 m，礦體厚度在6.13～57.11m之間，(Nb，Ta)2O5品位501.2×10-6～923.0×10-6。

通過礦石顯微鏡下光、薄片鑒定、人工重砂鑒定、X射線衍射分析結(jié)果和電子探針結(jié)果，查明礦石中主要礦物為鉀長石、石英、白云母、黑云母和赤鐵礦，少量鋯石和獨(dú)居石，鉭鈮礦物為鈮鐵礦、鈮鐵金紅石和富鈦赤鐵礦(表1)。

通過研究顯示，鉭鈮礦含鉭鈮礦物為鈮鐵礦、鈮鐵金紅石和富鈦赤鐵礦，含鉭鈮礦物粒度極細(xì)，一般僅有0.01～0.02 mm，而且其高度分散。背散射圖像顯示礦石中鈮鐵礦多被赤鐵礦包裹，少量被脈石礦物包裹，或獨(dú)立產(chǎn)出(圖4)。

圖2 老母豬石山鉭鈮礦礦區(qū)地質(zhì)及礦體分布圖

圖3 老母豬石山鉭鈮礦3#勘探線礦體剖面圖

表1 原生礦石主要礦物含量

圖4 含鈮礦物背散射圖像

通過礦石標(biāo)本觀察和顯微鏡觀察，礦石中主要結(jié)構(gòu)有：鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，粒狀變晶結(jié)構(gòu)，包含結(jié)構(gòu)，花崗結(jié)構(gòu)，自形、半自形結(jié)構(gòu)，它形粒狀結(jié)構(gòu)等；主要構(gòu)造有：塊狀構(gòu)造，片狀構(gòu)造，片麻狀構(gòu)造和浸染狀構(gòu)造。

礦床礦石的自然類型可劃分為氧化礦石和原生礦石兩種。氧化礦石地表風(fēng)化作用較強(qiáng)，向下漸弱，在非構(gòu)造發(fā)育地段，其最大風(fēng)化深度10 m左右，礦石中(Nb,Ta)2O5含量無明顯變化。氧化礦石在礦區(qū)所占比例較少。原生礦石中(Nb,Ta)2O5的品位為500.0×10-6～977.8×10-6，為礦區(qū)主要的礦石類型。

4 礦床成因

老母豬石山鉭鈮礦床賦存在新元古界大紅口巖組中，賦礦巖石主要為鉀長淺粒巖，有少數(shù)賦存在微裂隙發(fā)育的淺粒巖和云母鉀長石英片巖中。根據(jù)鉭鈮礦所賦存地層的特點(diǎn)，推測老母豬石山鉭鈮礦為變質(zhì)成因。目前國內(nèi)外已發(fā)現(xiàn)的鉭鈮礦床類型主要為花崗偉晶巖型鉭鈮礦床、堿性長石花崗巖型鉭鈮礦床、原生鈮礦床、風(fēng)化殼型鈮礦床和河流類砂礦床[8-10]，因此進(jìn)一步對該類型礦床開展成因研究，具有重要的意義。

5 找礦標(biāo)志討論

稀有元素礦物在巖石中多數(shù)處于分散狀態(tài)，顆粒細(xì)小不易直觀觀察。因此在找礦過程中應(yīng)多借助于已發(fā)現(xiàn)的直接和間接的找礦標(biāo)志，往往會取得意想不到的效果。

綜上所述，老母豬石山鉭鈮礦位于桐柏-大別造山帶中段，礦體賦存于呈飛來峰置于原地系統(tǒng)之上的新元古界大紅口巖組中，此類特殊的地層條件和構(gòu)造條件是本礦床間接找礦標(biāo)志。而直接找礦標(biāo)志為地表微裂隙較發(fā)育的鉀長淺粒巖，此類巖石露頭中赤鐵礦、磁鐵礦、鐵質(zhì)薄膜含量較多，且清晰可見，易于識別。

6 結(jié)論與建議

老母豬石山鉭鈮礦床為變質(zhì)成因礦床，資源量較為豐富。在礦區(qū)東部存在有大面積的鉀長淺粒巖，有較好的成礦地質(zhì)條件，具有進(jìn)一步尋找該類型鉭鈮礦床的良好前景。

礦石中含鉭鈮礦物主要為鈮鐵礦、鈮鐵金紅石和富鈦赤鐵礦，但由于含鉭鈮礦物粒度極細(xì)，且具有高度分散的特點(diǎn)，在目前技術(shù)條件下，開發(fā)利用存在一些困難。建議今后加大對該類型礦產(chǎn)資源的選礦研究，充分利用該類資源。

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