劉漢糧，王學(xué)求，聶蘭仕，王 瑋，遲清華，劉東盛

(1.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院 地球物理地球化學(xué)勘查研究所，自然資源部地球化學(xué)探測(cè)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 廊坊 065000；2.聯(lián)合國(guó)教科文組織 全球尺度地球化學(xué)國(guó)際研究中心，河北 廊坊 065000)

0 引 言

鈮和鉭是重要的稀有金屬元素，具有高熔點(diǎn)(Nb，2 468 ℃；Ta，2 996 ℃)、高沸點(diǎn)(Nb，5 127 ℃；Ta，5 427 ℃)、耐腐蝕性、超導(dǎo)性、單極導(dǎo)電性等特性，被廣泛用于現(xiàn)代電子工業(yè)、硬質(zhì)合金、化工防腐、高溫爐件、超導(dǎo)技術(shù)、原子能反應(yīng)堆、航空航天等領(lǐng)域，是高科技不可缺少的金屬材料。近些年來(lái)，科技和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，帶動(dòng)了鈮鉭工業(yè)需求增長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求量日益增加，價(jià)格持續(xù)上揚(yáng)，使其成為國(guó)家的戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備資源[1-2]。

全球鈮鉭礦床主要集中在澳大利亞、加拿大、巴西、剛果和尼日利亞等地。澳大利亞提供了全球鉭需求量的50%以上，Greenbushes和Wodgina鉭礦床是全球儲(chǔ)量最大的2個(gè)鉭礦床，占全球鉭儲(chǔ)量的75%[3-5]。加拿大Tanco偉晶巖鉭礦床[6]、埃及東部Nuweibi鈉長(zhǎng)花崗巖體鉭礦床[7]、印度Bastar-Malkangiri偉晶巖鉭礦床[8]和蒙古Khaldzan Buregte鈮礦床[9]等都是大型的鈮鉭礦床。中國(guó)的鈮鉭礦床大部分位于華南、新疆北部阿爾泰和內(nèi)蒙古等地，江西宜春鉭鈮礦床[10]、新疆可可托海偉晶巖稀有金屬礦床[11-12]和內(nèi)蒙古白云鄂博稀土稀有礦床[13]等是中國(guó)的大型鈮鉭礦床。

阿爾泰成礦帶是重要的稀有金屬成礦帶，開(kāi)展1∶100萬(wàn)國(guó)家尺度地球化學(xué)填圖，填補(bǔ)該區(qū)元素地球化學(xué)分布的空白，并為中蒙兩國(guó)邊界地區(qū)重要礦床對(duì)比提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。本文依據(jù)阿爾泰成礦帶6個(gè)構(gòu)造單元?jiǎng)澐?圖1)[14]，統(tǒng)計(jì)了鈮、鉭元素在不同構(gòu)造單元內(nèi)的地球化學(xué)參數(shù)，并對(duì)區(qū)域地球化學(xué)異常進(jìn)行了論述，為將來(lái)鈮和鉭資源發(fā)現(xiàn)提供重要選區(qū)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

阿爾泰成礦帶位于中國(guó)、蒙古、俄羅斯和哈薩克斯坦四國(guó)的交界處，是重要的稀有金屬、寶石和工業(yè)白云母成礦區(qū)，其構(gòu)造位置處于西伯利亞板塊阿爾泰陸緣活動(dòng)帶內(nèi)，受阿爾泰早古生界深成巖漿弧和卡爾巴—錫伯渡深成巖漿及震旦紀(jì)—早古生界變質(zhì)巖控制[15]。李建康指出據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)中國(guó)境內(nèi)已發(fā)現(xiàn)偉晶巖脈10萬(wàn)余條，包括38個(gè)偉晶巖礦田[16]。李錦軼、劉偉等對(duì)中國(guó)阿爾泰及鄰區(qū)(蒙古)構(gòu)造格架、花崗巖開(kāi)展了較為詳細(xì)的研究[17-20]，認(rèn)為該造山帶具有特殊地位，和整個(gè)中亞造山帶一樣，發(fā)育有大量的花崗巖及偉晶巖，并初步總結(jié)了其基本特征，認(rèn)為阿爾泰花崗巖主體主要形成于晚古生代，也多被認(rèn)為是晚古生代(海西期)造山帶。鄒天人等學(xué)者通過(guò)鋯石年代學(xué)研究識(shí)別出眾多早古生代和中生代花崗巖[21-23]。另外，由中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局主持完成的“亞洲國(guó)際地質(zhì)編圖項(xiàng)目”為了解阿爾泰花崗巖的概況提供了基礎(chǔ)性材料。阿爾泰成礦帶構(gòu)造巖漿活動(dòng)頻發(fā)且強(qiáng)烈，具有良好的成礦條件，稀有金屬礦床分布廣，且與花崗巖分布有著密切關(guān)系[24]。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文收集了中蒙邊界地區(qū)1∶100萬(wàn)地球化學(xué)填圖鈮、鉭數(shù)據(jù)。1∶25萬(wàn)或1∶20萬(wàn)地形圖作為野外工作用圖，以1∶2.5萬(wàn)圖幅(經(jīng)度差7.5′×緯度差5.0′，面積大約100 km2)作為一個(gè)采樣單元網(wǎng)格，每個(gè)網(wǎng)格采集1件樣品或組合樣品。阿爾泰成礦帶基本上可劃分成荒漠山地景觀(guān)區(qū)和荒漠戈壁景觀(guān)區(qū)類(lèi)型?；哪降貐^(qū)水系較發(fā)育，樣品采集在水系河口河道內(nèi)；荒漠戈壁區(qū)地形相對(duì)平坦，水系不發(fā)育，但大部分地區(qū)盆山交錯(cuò)，有季節(jié)性洪流，發(fā)育有明顯的沖積匯水盆地，樣品采集在匯水盆地低洼處或季節(jié)性洪流河口處；水系沉積物和沖洪積匯水盆地沉積物都是對(duì)上游源區(qū)的均一化介質(zhì)，同時(shí)采樣密度和采樣粒級(jí)保持一致，保證沉積物樣品數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性[注]王學(xué)求.國(guó)際地球化學(xué)填圖指南.廊坊：中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)研究所,2006.。采樣點(diǎn)分布兼顧樣品均勻性與最有效控制匯水域，樣品在50 m范圍內(nèi)多點(diǎn)組合采樣(3～5個(gè)點(diǎn))，所有采樣點(diǎn)位篩取-100目的細(xì)粒級(jí)樣品，由于樣品粒度細(xì)、介質(zhì)均勻，代表性強(qiáng)，同時(shí)細(xì)粒級(jí)樣品所具有的獨(dú)特吸附特性，可以將含礦信息捕獲與富集[25]。

圖1 工作區(qū)域及構(gòu)造簡(jiǎn)圖(據(jù)李俊建等修編[14])Fig. 1 Working area and tectonic map (modified after Li et al.[14])

3 結(jié)果與討論

阿爾泰成礦帶約300 000 km2的國(guó)家尺度(1∶100萬(wàn))地球化學(xué)填圖工作，由中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所和蒙古地質(zhì)調(diào)查中心聯(lián)合完成，涉及中國(guó)境內(nèi)的哈密市、昌吉回族自治州、阿爾泰地區(qū)以及蒙古的科布多、巴彥烏列蓋、戈壁阿爾泰等省，工作范圍是東西方向(經(jīng)度)86°～96°，南北方向沿邊境線(xiàn)向兩國(guó)境內(nèi)各延伸約100 km，共采集樣品2 453件，其中中國(guó)境內(nèi)1 165件，蒙古國(guó)境內(nèi)1 288件。

3.1 地球化學(xué)參數(shù)統(tǒng)計(jì)

測(cè)區(qū)數(shù)據(jù)根據(jù)國(guó)別及構(gòu)造單元統(tǒng)計(jì)鈮、鉭元素地球化學(xué)參數(shù)，結(jié)果列于表1。構(gòu)造單元采用李俊建阿爾泰構(gòu)造分帶，劃分為阿爾泰構(gòu)造帶、阿爾泰南緣弧盆系、東西準(zhǔn)噶爾弧盆系、準(zhǔn)噶爾地塊、戈壁阿爾泰弧盆系和北山—戈壁天山弧盆系6個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元[14]。

阿爾泰成礦帶中蒙邊界地區(qū)沉積物鈮和鉭含量的直方圖和箱形圖(圖2)顯示，沉積物鈮、鉭的分析數(shù)據(jù)大致具有對(duì)數(shù)正態(tài)分布特征，鈮、鉭含量在25%～75%分位數(shù)區(qū)間內(nèi)較為集中；鈮具有大量連續(xù)的下部和上部溫和異常值，且具有少許下部和大量上部極端異常值；鉭具有少許下部溫和異常值和大量上部溫和異常值及極端異常值。

阿爾泰成礦帶中蒙邊界地區(qū)鈮、鉭元素地球化學(xué)參數(shù)(表1)和不同構(gòu)造單元內(nèi)鈮、鉭含量箱形圖(圖3)可以得出：全區(qū)Nb中位值和平均值分別是13.80×10-6和14.93×10-6，中國(guó)境內(nèi)Nb中位值(12.19×10-6)和平均值(13.31×10-6)均低于全區(qū)Nb含量中位值和平均值，而蒙古國(guó)境內(nèi)Nb中位值和平均值(14.90×10-6和16.39×10-6)恰好相反，表明中國(guó)境內(nèi)Nb元素含量低于蒙古國(guó)境內(nèi)Nb元素含量。Nb元素中位值和平均值對(duì)于劃分的構(gòu)造單元而言：戈壁阿爾泰弧盆系>阿爾泰南緣弧盆系>阿爾泰構(gòu)造帶>總體>東西準(zhǔn)噶爾弧盆系>北山—戈壁天山弧盆系>準(zhǔn)噶爾地塊。全區(qū)Ta中位值和平均值分別是1.11×10-6和1.31×10-6，中國(guó)境內(nèi)Ta中位值(1.02×10-6)和平均值(1.20×10-6)均低于蒙古國(guó)境內(nèi)Ta中位值(1.20×10-6)和平均值(1.41×10-6)，表明中國(guó)境內(nèi)Ta元素含量同樣低于蒙古國(guó)境內(nèi)Ta元素含量。對(duì)于劃分的構(gòu)造單元而言，Ta元素中位值比較：戈壁阿爾泰弧盆系>阿爾泰南緣弧盆系>阿爾泰構(gòu)造帶>總體>北山—戈壁天山弧盆系>東西準(zhǔn)噶爾弧盆系>準(zhǔn)噶爾地塊；Ta元素平均值比較：戈壁阿爾泰弧盆系>阿爾泰構(gòu)造帶>阿爾泰南緣弧盆系>總體>北山—戈壁天山弧盆系>東西準(zhǔn)噶爾弧盆系>準(zhǔn)噶爾地塊。

表1阿爾泰成礦帶中蒙邊界地區(qū)鈮和鉭元素地球化學(xué)參數(shù)

Table1GeochemicalparametersofniobiumandtantalumacrosstheboundaryofChinaandMongoliaintheAltaymetallogenicbelt

統(tǒng)計(jì)參數(shù)統(tǒng)計(jì)單元元素樣品數(shù)最小值2.5%分位數(shù)25%分位數(shù)50%分位數(shù)75%分位數(shù)97.5%分位數(shù)最大值平均值標(biāo)準(zhǔn)差全區(qū)Nb2 4530.896.5811.3913.8017.0229.4385.4014.936.48Ta2 4530.240.570.901.111.473.0926.411.310.92中國(guó)Nb1 1650.895.929.9212.1915.6827.0369.1413.315.74Ta1 1650.240.520.831.021.302.8226.411.201.05蒙古國(guó)Nb1 2884.569.5012.7014.9018.3030.9885.4016.396.75Ta1 2880.270.690.961.201.623.368.901.410.78阿爾泰構(gòu)造帶Nb6685.309.3712.5014.7518.1034.9085.4016.417.57Ta6680.270.680.911.161.643.758.901.440.93阿爾泰南緣弧盆系Nb3574.158.0413.0516.0819.3034.5469.1417.256.99Ta3570.240.590.941.171.533.3926.411.431.60東西準(zhǔn)噶爾弧盆系Nb1 0662.556.6610.7213.1015.5023.8270.0013.554.53Ta1 0660.280.530.881.071.362.637.051.210.57準(zhǔn)噶爾地塊Nb865.636.438.319.9211.4228.0045.0210.464.77Ta860.550.570.740.861.001.872.470.910.28戈壁阿爾泰弧盆系Nb1267.8010.4513.6816.9021.6335.2871.6018.677.70Ta1260.770.931.121.331.743.064.511.510.56北山—戈壁天山弧盆系Nb1500.892.508.2410.9915.5425.4952.3911.996.26Ta1500.430.530.771.071.483.538.991.301.03

注：含量單位為10-6。

圖2 阿爾泰成礦帶中蒙邊界地區(qū)沉積物鈮和鉭含量直方圖和箱形圖 Fig.2 Histogram and box plot of niobium and tantalum contents across the boundary of China and Mongolia in the Altay metallgenic belt

圖3 阿爾泰成礦帶不同構(gòu)造單元內(nèi)鈮和鉭含量箱形圖Fig.3 Box plots of niobium and tantalum concentrations in various units in the Altay metallogenic belt1.全區(qū)；2.中國(guó)境內(nèi)；3.蒙古境內(nèi)；4.阿爾泰構(gòu)造帶；5.阿爾泰南緣弧盆系；6.東西準(zhǔn)噶爾弧盆系；7.準(zhǔn)噶爾地塊；8.戈壁阿爾泰弧盆系；9.北山—戈壁天山弧盆系

戈壁阿爾泰弧盆系、阿爾泰南緣弧盆系和阿爾泰構(gòu)造帶鈮、鉭元素的中位值和平均值分別高于全區(qū)鈮、鉭中位值和平均值，說(shuō)明該構(gòu)造單元是鈮、鉭元素的富集區(qū)。阿爾泰南緣弧盆系或其與阿爾泰構(gòu)造帶的接觸帶上產(chǎn)出可可托?；◢弬ゾr型鋰鈹鈮鉭礦(截至1999年12月可可托海礦床累計(jì)探明儲(chǔ)量Nb2O5共計(jì)657 t，Ta2O5共計(jì)825 t)、柯魯木特花崗偉晶巖型鋰鈹鈮鉭礦(截至1997年停產(chǎn)閉坑生產(chǎn)期間共采集Nb2O5共計(jì)149.2 t，Ta2O5共計(jì)223.8 t)、大喀拉蘇花崗偉晶巖型鈹鈮鉭礦((Ta，Nb)2O5是0.016%～0.030%，儲(chǔ)量51.6 t，小型鈹鈮鉭礦床)、蒙庫(kù)卡拉蘇花崗偉晶巖型鈹鋰鈮鉭礦(BeO是0.046%～0.06%，Li2O是1.231%，(Ta，Nb)2O5是0.018%～0.02%，小型鈹鋰鈮鉭礦床)、阿斯喀爾特花崗巖型鈹?shù)V(截至1996年底，共采出礦石112 000 t，BeO是972 t，尚保有礦石量5 911 000 t)、尚克蘭花崗巖型鈹?shù)V等；阿爾泰構(gòu)造帶內(nèi)產(chǎn)出庫(kù)卡拉蓋花崗偉晶巖型鈹鋰礦(Li2O是1.02%～2.06%，中型規(guī)模，BeO是0.05%，同時(shí)伴有Nb2O5是0.005%～0.016%，Ta2O5是0.0036%～0.0056%)、巴彥烏列蓋省呼阿達(dá)爾銅(伴生稀有元素)礦床、科布多省哈爾扎—布爾格泰稀有(土)元素礦床(REE2O3是0.96%，Ta2O5是0.01%，Nb2O5是0.14%，ZrO2是2.2%，大型礦床)、蒙古Khaldzan Buregte鈮礦床等[9,12,26]。

3.2 地球化學(xué)圖編制

利用中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心研發(fā)的GeoExpl軟件繪制元素地球化學(xué)圖和異常圖，并統(tǒng)計(jì)各異常區(qū)內(nèi)相關(guān)參數(shù)。根據(jù)累積頻率(0、0.5%、1.2%、2%、3%、4.5%、8%、15%、25%、40%、60%、75%、85%、92%、95.5%、97%、98%、98.8%、99.5%、100%)制作地球化學(xué)圖(圖4，圖5)，圖中顯示鈮高值區(qū)主要集中在中國(guó)境內(nèi)阿爾泰市周邊至可可托海區(qū)域，蒙古國(guó)境內(nèi)科布多、德龍、Hudagt周邊及阿爾泰至Bij Altay至采勒南部一帶，中國(guó)星星峽鎮(zhèn)周邊也有零星異常顯現(xiàn)；鉭高值區(qū)與鈮高值區(qū)大體一致，略有區(qū)別，主要集中在中國(guó)境內(nèi)阿爾泰市周邊、富蘊(yùn)縣南部、星星峽鎮(zhèn)周邊，可可托海異常范圍延伸至蒙古Hudagt、德龍和科布多西北部，阿爾泰至Bij Altay至采勒南部異常成帶狀分布。根據(jù)累積頻率(85%、95.5%、97.5%)制作地球化學(xué)異常圖(圖4，圖5)，將鈮含量18.68×10-6和鉭含量1.72×10-6(累積頻率85%)分別作為鈮、鉭異常下限，同時(shí)滿(mǎn)足異常范圍內(nèi)至少4個(gè)連續(xù)異常點(diǎn)或者具有地球化學(xué)異常套合結(jié)構(gòu)特征。地球化學(xué)異?；虻厍蚧瘜W(xué)化學(xué)塊體多層套合結(jié)構(gòu)是指一系列由高到低多層套合異常組成的區(qū)域地球化學(xué)分布模式，也就是說(shuō)局部異常被區(qū)域異常所包裹，而區(qū)域異常又依次被更大規(guī)模的地球化學(xué)省、地球化學(xué)巨省等所包裹[27]。按照這個(gè)原則分別圈定出13個(gè)鈮地球化學(xué)異常(編號(hào)Nb01—Nb13)和13個(gè)鉭地球化學(xué)異常(編號(hào)Ta01—Ta13)，其中Nb有7個(gè)異常(Nb01、Nb02、Nb03、Nb04、Nb08、Nb10、Nb11)達(dá)地球化學(xué)省規(guī)模(面積大于1 000 km2)，Ta有10個(gè)異常(Ta02、Ta04、Ta05、Ta06、Ta07、Ta08、Ta10、Ta11、Ta12、Ta13)達(dá)到地球化學(xué)省規(guī)模[27-28]。各個(gè)參數(shù)見(jiàn)表2，Nb、Ta組合異常如圖6所示。

圖4 阿爾泰成礦帶中蒙邊界地區(qū)鈮地球化學(xué)分布圖Fig.4 Regional geochemistry of niobium across the boundary of China and Mongolia in the Altay metallogenic belt

圖5 阿爾泰成礦帶中蒙邊界地區(qū)鉭地球化學(xué)分布圖Fig.5 Regional geochemistry of tantalum across the boundary of China and Mongolia in the Altay metallogenic belt

編號(hào)面積/km2樣點(diǎn)數(shù)/個(gè)極大值/10-6極小值/10-6平均值/10-6中位值/10-6總體背景值/10-6異常下限/10-6離差異常規(guī)模/(km2×10-6)規(guī)模排序異常強(qiáng)度異常襯度變異系數(shù)Nb018 2036669.1414.3424.1220.5713.8018.6810.55197 90121.751.290.44Nb028 87810785.4010.8024.1320.4013.8018.6812.79214 26011.751.290.53Nb031 5141676.5014.4026.3922.9013.8018.6814.6439 94061.911.410.55Nb041 6691028.2715.0120.6420.7013.8018.684.1434 44371.501.100.20Nb05304428.5417.5522.8122.5813.8018.686.016 928131.651.220.26Nb06324531.3016.9025.8028.3013.8018.685.808 361111.871.380.22Nb07465634.3013.8022.4022.1013.8018.687.2410 413101.621.200.32Nb085 9746939.7014.1021.7721.4013.8018.684.42130 05031.581.170.20Nb09424470.0011.8028.0515.2013.8018.6828.0111 89382.031.501.00Nb102 6733471.6010.5022.3720.5513.8018.6810.3959 79351.621.200.46Nb113 7214544.308.7022.6221.6013.8018.686.4084 18741.641.210.28Nb12443428.6019.6023.9323.7513.8018.684.0410 60291.731.280.17Nb13322652.3911.2625.1722.1813.8018.6814.338 099121.821.350.57Ta0151144.921.312.922.741.111.721.611 493112.631.700.55Ta024 0613426.410.563.041.761.111.724.6912 35232.741.771.54Ta0331243.631.842.722.711.111.720.83847132.451.580.30Ta046 997848.300.782.492.031.111.721.5217 39022.241.450.61Ta054 460415.371.112.211.931.111.720.959 86241.991.290.43Ta061 266148.901.082.471.951.111.721.953 13072.231.440.79Ta071 232183.301.181.992.011.111.720.482 45181.791.160.24Ta082 297227.050.902.412.091.111.721.455 54652.181.400.60Ta0945263.441.342.322.181.111.720.821 046122.091.350.35Ta109 6991134.700.972.132.041.111.720.6920 69111.921.240.32Ta111 076153.241.182.112.011.111.720.552 26691.901.220.26Ta121 527208.990.612.461.701.111.722.083 75362.211.430.85Ta131 006124.311.012.161.941.111.720.922 171101.941.260.43

注：異常規(guī)模=異常面積×異常內(nèi)平均值；異常強(qiáng)度=異常內(nèi)平均值/背景值；異常襯度=異常內(nèi)平均值/異常下限；變異系數(shù)=異常內(nèi)離差/異常內(nèi)平均值。

圖6 阿爾泰成礦帶鈮和鉭元素組合異常圖Fig.6 Integrated anomaly map of niobium and tantalum across the boundary of China and Mongolia in the Altay metallogenic belt

Nb01和Nb04分布在中國(guó)境內(nèi)沖乎爾鄉(xiāng)—阿勒泰市—可可托海鎮(zhèn)，濃集中心高，面積大，具有多層套合模式，異常點(diǎn)連續(xù)分布，與哈龍—青河稀有金屬成礦帶分布一致[12]，青格里河和卡拉額爾齊斯河之間，構(gòu)造位置為哈龍—青河早古生代深成巖漿弧內(nèi)，紅山嘴大斷裂和阿巴宮大斷裂之間，發(fā)育震旦紀(jì)—早古生代結(jié)晶片巖、片麻巖等變質(zhì)巖和混合巖，巖體主要為加里東晚期和海西晚期花崗巖類(lèi)?；◢弬ゾr型和花崗巖型稀有金屬礦均有產(chǎn)出，新疆乃至中國(guó)最重要的稀有金屬找礦區(qū)帶。Nb01異常面積達(dá)8 203 km2，異常點(diǎn)66個(gè)，異常內(nèi)平均值24.12×10-6，異常強(qiáng)度1.75，異常襯度1.29，異常規(guī)模197 901 km2×10-6，在所有異常規(guī)模中排序2，該地球化學(xué)省內(nèi)產(chǎn)出蒙庫(kù)卡拉蘇花崗偉晶巖型Be-Li-Nb-Ta礦床(喀拉蘇斷裂西延部分的分支斷裂中，地層主要為泥盆系變質(zhì)巖類(lèi)，巖體主要為海西晚期似斑狀黑云母花崗巖和二云母花崗巖)、庫(kù)卡拉蓋花崗偉晶巖型Be-Li礦床(阿爾泰早古生代深成巖漿弧中段北部，安祖白偉晶巖田的北端，圍巖為震旦系—早古生界片巖系)、柯魯木特花崗偉晶巖型Li-Be-Nb-Ta礦床(阿爾泰早古生代深成巖漿弧中段北部，柯魯木特—吉得克偉晶巖田內(nèi))、大喀拉蘇花崗偉晶巖型Be-Nb-Ta礦床(阿爾泰山山前丘陵地帶，大喀拉蘇—可可西爾偉晶巖田內(nèi)，克蘭向斜軸部，阿巴宮斷裂帶和喀拉蘇斷裂帶之間，地層主要為泥盆系板巖、片巖、片麻巖等變質(zhì)巖，巖體主要為加里東期片麻狀黑云母花崗巖)、尚克蘭花崗巖型Be礦床(阿爾泰早古生代深成巖漿弧中段南部，阿巴宮深斷裂帶北側(cè)，地層為志留系黑云母片麻巖、片巖等，發(fā)育花崗巖株)[12]。Nb04異常面積達(dá)1 669 km2，異常點(diǎn)10個(gè)，異常內(nèi)平均值20.64×10-6，異常強(qiáng)度1.50，異常襯度1.10，異常規(guī)模34 443 km2×10-6，在所有異常規(guī)模中排序7。該地球化學(xué)省產(chǎn)出可可托?；◢弬ゾr型Li-Be-Nb-Ta礦床(富蘊(yùn)縣可可托海鎮(zhèn)，阿拉爾花崗巖基南側(cè)外接觸帶，巖體為均一的似斑狀黑云母花崗巖)、阿斯喀爾特花崗巖型Be礦床(大青格里河上游阿斯喀爾河左岸，阿爾泰陸緣活動(dòng)帶，早古生代深成巖漿弧東南段北端，加里東晚期英云閃長(zhǎng)巖基內(nèi))[12]。

Nb02分布在蒙古境內(nèi)科布多西部和北部、德龍東南部，濃集中心高，具有多層套合模式，異常點(diǎn)連續(xù)分布，屬于阿爾泰構(gòu)造帶內(nèi)，異常面積達(dá)8 878 km2，異常點(diǎn)107個(gè)，異常內(nèi)平均值24.13×10-6，異常強(qiáng)度1.75，異常襯度1.25，異常規(guī)模214 260 km2×10-6，在所有異常規(guī)模中排序1。該區(qū)發(fā)育奧陶系—二疊系后薩拉伊爾蓋層，加里東期陸陸碰撞或疊覆造山期花崗巖類(lèi)[29-30]。產(chǎn)出哈爾扎—布爾格泰稀有(土)元素礦床(科布多古生代增加生地楔與萊克島弧的接壤處，圍巖為火山巖及沉積巖，發(fā)育堿性花崗巖和鉀長(zhǎng)花崗巖等巖體)、呼阿達(dá)爾銅(伴生稀有金屬)礦床(阿爾泰古生代弧后火山—沉積巖帶中西部)、Khaldzan Buregte鈮礦床和查干陶勒蓋金礦床等[26]。

Nb03分布在蒙古境內(nèi)科布多南部、Hudagt東部，濃集中心高，具有多層套合模式，異常點(diǎn)連續(xù)分布，屬于阿爾泰構(gòu)造帶內(nèi)，異常面積達(dá)1 514 km2，異常點(diǎn)16個(gè)，異常內(nèi)平均值26.39×10-6，異常強(qiáng)度1.91，異常襯度1.41，異常規(guī)模39 940 km2×10-6，在所有異常規(guī)模中排序6。該區(qū)發(fā)育薩拉伊爾蓋層，加里東期陸陸碰撞或疊覆造山期花崗巖類(lèi)[29-30]，與Ta06范圍重合，未見(jiàn)有稀有金屬礦床相關(guān)報(bào)道，可作為重點(diǎn)勘查區(qū)域。

Nb08分布在蒙古境內(nèi)阿爾泰至Bij Altay一帶，濃集中心較高，具有多層套合模式，異常點(diǎn)連續(xù)分布，異常面積達(dá)5 974 km2，異常點(diǎn)69個(gè)，異常內(nèi)平均值21.77×10-6，異常強(qiáng)度1.58，異常襯度1.17，異常規(guī)模130 050 km2×10-6，在所有異常規(guī)模中排序3。該區(qū)發(fā)育中條旋回、奧陶系—志留系(后薩拉伊爾旋回)和早華力西旋回蓋層，華力西旋回縫合帶附近，加里東期和中華力西期陸陸碰撞造山期花崗巖類(lèi)[29,30]。該區(qū)產(chǎn)出巴爾雷格高勒金礦床(科布多古生代增生地楔西南部)和呼爾曼諾爾金礦床(科布多古生代大陸邊緣弧)[26]，未見(jiàn)稀有金屬礦床相關(guān)報(bào)道。

Nb10分布在蒙古境內(nèi)特格勒格南部、采勒西部和Bij Altay東部，地質(zhì)情況與Nb08一致，跨華力西旋回縫合帶，發(fā)育中條旋回、奧陶系—志留系(后薩拉伊爾旋回)和早華力西旋回蓋層，以及加里東期和中華力西期陸陸碰撞或疊覆造山期花崗巖類(lèi)[29-30]。濃集中心較高，具有多層套合模式，異常點(diǎn)連續(xù)分布，異常面積達(dá)2 673 km2，異常點(diǎn)34個(gè)，異常內(nèi)平均值22.37×10-6，異常強(qiáng)度1.62，異常襯度1.20，異常規(guī)模59 793 km2×10-6，在所有異常規(guī)模中排序5。

Nb11分布在蒙古境內(nèi)采勒南部，濃集中心較高，具有多層套合模式，異常點(diǎn)連續(xù)分布，屬戈壁阿爾泰弧盆系，異常面積達(dá)3 721 km2，異常點(diǎn)45個(gè)，異常內(nèi)平均值22.62×10-6，異常強(qiáng)度1.64，異常襯度1.21，異常規(guī)模84 187 km2×10-6，在所有異常規(guī)模中排序4。該區(qū)發(fā)育早華力西旋回蓋層和中華力西期陸陸碰撞造山期花崗巖類(lèi)[29-30]。

Ta02分布在中國(guó)境內(nèi)阿爾泰市周邊，濃集中心高，面積大，具有多層套合模式，異常點(diǎn)連續(xù)分布，屬哈龍—青河稀有金屬成礦帶一部分，與Nb01分布范圍較一致，發(fā)育震旦紀(jì)—早古生代結(jié)晶片巖、片麻巖等變質(zhì)巖，巖體主要為加里東晚期和海西晚期花崗巖類(lèi)。Ta02異常面積達(dá)4 061 km2，異常點(diǎn)34個(gè)，異常內(nèi)平均值3.04×10-6，異常強(qiáng)度2.74，異常襯度1.77，異常規(guī)模12 352 km2×10-6，在所有異常規(guī)模中排序3，該地球化學(xué)省內(nèi)花崗偉晶巖型和花崗巖型稀有金屬礦均有產(chǎn)出，如蒙庫(kù)卡拉蘇花崗偉晶巖型Be-Li-Nb-Ta礦床、庫(kù)卡拉蓋花崗偉晶巖型Be-Li礦床、柯魯木特花崗偉晶巖型Li-Be-Nb-Ta礦床、大喀拉蘇花崗偉晶巖型Be-Nb-Ta礦床、尚克蘭花崗巖型Be礦床等[12]。

Ta04分布在蒙古境內(nèi)科布多西部和北部和德龍北部地區(qū)，濃集中心高，具有多層套合模式，異常點(diǎn)連續(xù)分布，屬于阿爾泰構(gòu)造帶內(nèi)，與Nb02分布范圍一致，異常面積達(dá)6 997 km2，異常點(diǎn)84個(gè)，異常內(nèi)平均值2.49×10-6，異常強(qiáng)度2.24，異常襯度1.45，異常規(guī)模17 390 km2×10-6，在所有異常規(guī)模中排序2。該區(qū)發(fā)育奧陶系—二疊系后薩拉伊爾蓋層，加里東期陸陸碰撞或疊覆造山期花崗巖類(lèi)。該地球化學(xué)省內(nèi)產(chǎn)出哈爾扎—布爾格泰稀有(土)元素礦床、呼阿達(dá)爾銅(伴生稀有金屬)礦床、Khaldzan Buregte鈮礦床和查干陶勒蓋金礦床等[26,29-30]。

Ta05分布在中國(guó)境內(nèi)可可托海北部及東部并延伸至蒙古德龍南部，濃集中心高，具有多層套合模式，異常點(diǎn)連續(xù)分布，與Nb04部分范圍重合，異常面積達(dá)4 460 km2，異常點(diǎn)41個(gè)，異常內(nèi)平均值2.21×10-6，異常強(qiáng)度1.99，異常襯度1.29，異常規(guī)模9 862 km2×10-6，在所有異常規(guī)模中排序4，中國(guó)境內(nèi)異常區(qū)屬哈龍—青河稀有金屬成礦帶一部分，該地球化學(xué)省產(chǎn)出可可托?；◢弬ゾr型Li-Be-Nb-Ta礦床、阿斯喀爾特花崗巖型Be礦床等[12,30]。

Ta06分布在蒙古境內(nèi)科布多南部、Hudagt東部，濃集中心高，具有多層套合模式，異常點(diǎn)連續(xù)分布，屬于阿爾泰構(gòu)造帶內(nèi)，與Nb03分布范圍一致，異常面積達(dá)1 266 km2，異常點(diǎn)14個(gè)，異常內(nèi)平均值2.47×10-6，異常強(qiáng)度2.23，異常襯度1.44，異常規(guī)模3 130 km2×10-6，在所有異常規(guī)模中排序7。該區(qū)發(fā)育薩拉伊爾蓋層，加里東期陸陸碰撞或疊覆造山期花崗巖類(lèi)[29-30]，未見(jiàn)有稀有金屬礦床相關(guān)報(bào)道，可作為重點(diǎn)勘查區(qū)域。

Ta07分布在蒙古Hudagt周邊，濃集中心較高，異常點(diǎn)連續(xù)分布，異常面積達(dá)1 232 km2，異常點(diǎn)18個(gè)，異常內(nèi)平均值1.99×10-6，異常強(qiáng)度1.79，異常襯度1.16，異常規(guī)模2 451 km2×10-6，在所有異常規(guī)模中排序8。該區(qū)發(fā)育奧陶系—二疊系后薩拉伊爾蓋層和早、中華力西期陸陸碰撞造山期花崗巖類(lèi)[29-30]。

Ta08分布在中國(guó)境內(nèi)富蘊(yùn)縣西南部，濃集中心高，具有多層套合模式，異常點(diǎn)連續(xù)分布，屬于東西準(zhǔn)噶爾弧盆系內(nèi)，異常面積達(dá)2 297 km2，異常點(diǎn)22個(gè)，異常內(nèi)平均值2.41×10-6，異常強(qiáng)度2.18，異常襯度1.40，異常規(guī)模5 546 km2×10-6，在所有異常規(guī)模中排序5。該區(qū)發(fā)育泥盆系—石炭系碎屑巖和火山巖和中華力西期堿性花崗巖，夾蛇綠巖，綠柱石礦化點(diǎn)發(fā)育[注]中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局信息資料處. 中國(guó)地質(zhì)圖(1∶5 000 000). 2000.，具有稀有金屬找礦前景。

Ta10分布在蒙古境內(nèi)阿爾泰至Bij Altay并延伸至老爺廟口岸東側(cè)，濃集中心較高，具有多層套合模式，異常點(diǎn)連續(xù)分布，與Nb08、Nb10和Nb12分布范圍一致，異常面積達(dá)9 699 km2，異常點(diǎn)113個(gè)，異常內(nèi)平均值2.13×10-6，異常強(qiáng)度1.92，異常襯度1.24，異常規(guī)模20 691 km2×10-6，在所有異常規(guī)模中排序1。該區(qū)地層主要為中條旋回、奧陶系—志留系(后薩拉伊爾旋回)和早華力西旋回蓋層，跨華力西旋回縫合帶，巖體主要為加里東期和中華力西期陸陸碰撞造山期花崗巖類(lèi)[29-30]。該區(qū)產(chǎn)出戈壁阿爾泰省巴爾雷格高勒金礦床、戈壁阿爾泰省呼爾曼諾爾金礦床等[26]，未見(jiàn)稀有金屬礦床相關(guān)報(bào)道。

Ta11分布在蒙古境內(nèi)采勒南部，濃集中心較高，異常點(diǎn)連續(xù)分布，屬戈壁阿爾泰弧盆系，與Nb11分布范圍較一致，異常面積達(dá)1 076 km2，異常點(diǎn)15個(gè)，異常內(nèi)平均值2.11×10-6，異常強(qiáng)度1.90，異常襯度1.22，異常規(guī)模2 266 km2×10-6，在所有異常規(guī)模中排序9。該區(qū)發(fā)育早華力西旋回蓋層和中華力西期陸陸碰撞造山期花崗巖類(lèi)[29-30]。

Ta12和Ta13分布在中國(guó)境內(nèi)星星峽鎮(zhèn)周邊，濃集中心較高，異常點(diǎn)連續(xù)分布，屬北山—戈壁天山弧盆系。Ta12異常面積達(dá)1 527 km2，異常點(diǎn)20個(gè)，異常內(nèi)平均值2.46×10-6，異常強(qiáng)度2.21，異常襯度1.43，異常規(guī)模3 753 km2×10-6，在所有異常規(guī)模中排序6；Ta13異常面積達(dá)1 006 km2，異常點(diǎn)12個(gè)，異常內(nèi)平均值2.16×10-6，異常強(qiáng)度1.94，異常襯度1.26，異常規(guī)模2 171 km2×10-6，在所有異常規(guī)模中排序10。該區(qū)發(fā)育震旦系云英片巖、角閃片巖、綠泥石英片巖及大理巖等變質(zhì)巖，巖體主要為海西期花崗巖類(lèi)。該區(qū)發(fā)現(xiàn)Be、Nb、Ta礦化點(diǎn)，金綠寶石富集于螢石量高的矽卡巖內(nèi)，矽卡巖賦存于海西中期花崗巖與震旦系大理巖接觸帶[12]。

在阿爾泰成礦帶中蒙邊界地區(qū)共圈定出11處鈮、鉭組合異常，編號(hào)01—11。01組合異常內(nèi)產(chǎn)出蒙庫(kù)卡拉蘇、庫(kù)卡拉蓋、柯魯木特、大喀拉蘇、尚克蘭等稀有金屬礦床；02組合異常內(nèi)產(chǎn)出可可托海、阿斯喀爾特等礦床；03組合異常內(nèi)產(chǎn)出哈爾扎—布爾格泰、呼阿達(dá)爾、Khaldzan Buregte、查干陶勒蓋等礦床；07組合異常內(nèi)產(chǎn)出巴爾雷格高勒、呼爾曼諾爾等礦床；10組合異常內(nèi)產(chǎn)出稀有元素礦化點(diǎn)[12, 26]。這些鈮鉭組合異常區(qū)可作為進(jìn)一步工作遠(yuǎn)景區(qū)。

4 結(jié) 論

在阿爾泰成礦帶中蒙邊界地區(qū)開(kāi)展1∶100萬(wàn)地球化學(xué)填圖工作，覆蓋了約300 000 km2，獲得了高質(zhì)量鈮和鉭地球化學(xué)數(shù)據(jù)及其圖件。本文初步探討了該區(qū)域稀有元素鈮、鉭的區(qū)域地球化學(xué)分布特征，結(jié)果表明：

(1)阿爾泰成礦帶中蒙邊界地區(qū)沉積物鈮和鉭的分析數(shù)據(jù)大致具有對(duì)數(shù)正態(tài)分布特征，鈮、鉭含量在25%～75%分位數(shù)區(qū)間內(nèi)較為集中；鈮具有大量連續(xù)的下部和上部溫和異常值，且具有少許下部和大量上部極端異常值；鉭具有少許下部溫和異常值和大量上部溫和異常值及極端異常值。

(2)全區(qū)鈮、鉭元素中位值和平均值分別是13.80×10-6和14.93×10-6、1.11×10-6和1.31×10-6，中國(guó)境內(nèi)鈮元素中位值(12.19×10-6)和平均值(13.31×10-6)分別低于蒙古國(guó)境內(nèi)鈮中位值和平均值(14.90×10-6和16.39×10-6)；相應(yīng)地，中國(guó)境內(nèi)鉭元素中位值(1.02×10-6)和平均值(1.20×10-6)也分別低于蒙古國(guó)境內(nèi)鉭中位值和平均值(1.20×10-6和1.41×10-6)；對(duì)于劃分的構(gòu)造單元而言，戈壁阿爾泰弧盆系、阿爾泰南緣弧盆系和阿爾泰構(gòu)造帶是鈮、鉭元素的富集區(qū)，且產(chǎn)出大量稀有金屬礦床。

(3)根據(jù)85%累積頻率，圈定出13個(gè)鈮異常區(qū)并優(yōu)選出7個(gè)地球化學(xué)省，圈定出13個(gè)鉭異常區(qū)并優(yōu)選出10個(gè)地球化學(xué)省，其中可可托海、柯魯木特、庫(kù)卡拉蓋、Khaldzan Buregte等中大型稀有金屬礦床及其外圍存在地球化學(xué)省，且產(chǎn)出在鈮鉭組合異常區(qū)內(nèi)，可作為進(jìn)一步工作遠(yuǎn)景區(qū)。

致謝：蒙古地質(zhì)調(diào)查中心Davva總工程師及其團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)采集蒙古境內(nèi)地球化學(xué)填圖樣品；審稿人和責(zé)任編輯提出了寶貴修改意見(jiàn)；在此一并致謝！