張同林 溫國(guó)棟 蘆光播 王 俊 張盼盼 曾慶海

（河南省核工業(yè)地質(zhì)局）

鈮在地球極小的范圍內(nèi)分布，相對(duì)有色金屬，表現(xiàn)出含量小、分布不均和品位低等特征。我國(guó)沒(méi)有獨(dú)立的鈮礦山，鈮往往與稀土、鋯、鉭伴生，大型、高品位的礦床比較少，年產(chǎn)量也相對(duì)較低［1-3］。鑒于此，尋找大中型和高品位的鈮礦床在當(dāng)前尤為重要。

方城北堿性巖鈮鉭礦化發(fā)現(xiàn)于上世紀(jì)60 年代，鈮礦化出露于塔山北坡、鳳凰山、牛崗、雙山、宋墳等地的堿性巖體內(nèi)部相霓輝正長(zhǎng)巖脈、霓石正長(zhǎng)細(xì)晶巖脈和細(xì)晶正長(zhǎng)巖脈中。目前，對(duì)該鈮礦稀有元素的研究主要集中在方城北部正長(zhǎng)巖巖體稀有金屬的含礦性，方城北堿性巖鈮鉭礦地質(zhì)特征及賦存狀態(tài)、找礦方向等方面［4-6］，但對(duì)該區(qū)鈮礦體地質(zhì)特征、找礦標(biāo)志及找礦預(yù)測(cè)等方面的研究較少，從而在一定程度上導(dǎo)致對(duì)該區(qū)類似鈮礦的找礦指示作用不明顯。礦區(qū)通過(guò)勘查工作，發(fā)現(xiàn)了9條含鈮礦化的細(xì)晶正長(zhǎng)巖脈，圈定了4 個(gè)鈮礦體。對(duì)比細(xì)晶巖巖礦分析測(cè)試、光薄片鑒定、單礦物電子探針?lè)治鼋Y(jié)果，韓家莊鈮礦礦石類型主要為鈮鈣礦、鈮鐵礦。鈮鈣礦是具有工業(yè)價(jià)值的幾種鈮礦物之一。稀土礦為氟碳鈣鈰礦，放射性礦物為方釷石、釷石。通過(guò)在該區(qū)進(jìn)行詳細(xì)的野外勘查和取樣分析測(cè)試等，系統(tǒng)梳理研究了韓家莊鈮礦礦區(qū)地質(zhì)特征、鈮礦體特征、鈮礦物賦存狀態(tài)等，提出了該區(qū)鈮礦找礦的巖漿巖、巖性、圍巖蝕變、磁性、放射性等找礦標(biāo)志，對(duì)該區(qū)今后進(jìn)一步開(kāi)展地質(zhì)找礦工作具有借鑒意義。

1 區(qū)域成礦背景

1.1 區(qū)域地質(zhì)特征

礦區(qū)地處秦嶺造山帶東段，在區(qū)域上屬于多金屬成礦有利地段。地理上位于宋墳—雙山—塔山堿性巖體以北（圖1）。出露有中元古界寬坪群和熊耳群、上元古界欒川群和下古生界陶灣群地層。以欒川—明港斷裂為界，北屬華北地層區(qū)，區(qū)域地層具有基地和蓋層二元結(jié)構(gòu)，以南為北秦嶺地層分區(qū)（圖2）。區(qū)域深大斷裂對(duì)本區(qū)沉積地層的展布、巖漿侵入、區(qū)域變質(zhì)作用、構(gòu)造熱液活動(dòng)及其成礦作用發(fā)生和演化等起到了重要的控制作用。區(qū)內(nèi)構(gòu)造十分發(fā)育，為欒川—明港斷裂多期次多階段活動(dòng)派生的次級(jí)斷裂，主要有北西向、北東向2組，其次為褶皺構(gòu)造。

1.2 區(qū)域巖體特征

區(qū)域巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，巖漿巖分布廣泛。中元古代的酸性巖、晚元古代酸性及堿性巖、加里東期基性巖及燕山早期和晚期的酸性—中性巖在礦區(qū)及周邊大面積出露，其巖性為變花崗斑巖、變正長(zhǎng)巖類、變正長(zhǎng)斑巖、變石英斑巖和變霞石正長(zhǎng)巖、輝長(zhǎng)巖、似斑狀斜長(zhǎng)花崗巖、黑云母閃長(zhǎng)巖和石英閃長(zhǎng)巖、細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖、片麻狀鉀長(zhǎng)花崗巖、細(xì)粒斜長(zhǎng)花崗巖和鉀長(zhǎng)花崗巖。燕山期花崗巖（伏牛山巖體）分布在本區(qū)的包莊—四里店一線及東部韓家莊附近。晚元古代淺成火山巖（維摩寺巖體）在南部出露于下滾子溝，呈北西向條帶分布，北部在南召王家莊—方城喬麥山呈北西向延伸，在周廟—雙喬兩巖體相連。加里東期基性巖ν3（毛谷堆巖體）分布在本區(qū)毛谷堆、碾盤(pán)莊、馬家崗附近，呈小巖株產(chǎn)出。此外，還分布有一定數(shù)量的石英脈、輝長(zhǎng)巖脈、花崗巖脈、細(xì)晶巖脈。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)北部出露地層為熊耳群，主要巖性為灰綠色變質(zhì)安山玢巖及變凝灰質(zhì)砂巖、角閃黑云斜長(zhǎng)片巖、絹云綠泥片巖。礦區(qū)東南部出露地層為欒川群南泥湖組、煤窯溝組，主要巖性以石英巖為主，夾云母石英片巖、透輝石大理巖、條帶狀透閃石白云石大理巖，灰黃色變斑狀黑云白云石英片巖、絹云石英片巖為主，夾少量的石英巖及大理巖層。欒川群南泥湖組是賦礦圍巖，巖組總體傾向南西，傾角40°～55°。

礦區(qū)斷裂構(gòu)造不發(fā)育，發(fā)現(xiàn)有規(guī)模較小的硅化蝕變破碎帶，破碎帶中主要充填蝕變花崗碎裂巖夾雜灰白—灰黑色細(xì)小石英脈。

礦區(qū)位于宋墳—雙山—塔山堿性巖體以北，區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，且多時(shí)代多期次侵入，共經(jīng)歷了從中元古代、新元古代、加里東期，到燕山早期和燕山晚期5個(gè)階段的巖漿入侵活動(dòng)。出露的主要巖漿巖有王家營(yíng)巖體、王家溝巖體、七頂山巖體、河北岸巖體、寨坡南正長(zhǎng)巖小巖株。

王家營(yíng)巖體是礦區(qū)主要賦礦圍巖，位于礦區(qū)中部韓家莊至王家營(yíng)一帶（圖1），呈北西向展布，區(qū)內(nèi)出露面積約4.5 km2，巖性為變花崗斑巖，經(jīng)深度變質(zhì)作用形成片麻狀黑云母鉀長(zhǎng)花崗巖，其主要礦物成分為鉀長(zhǎng)石（30%～35%）、石英（25%～30%）、黑云母（10%～20%）、斜長(zhǎng)石（10%～20%），副礦物有鋯石、磷灰石、榍石、磁鐵礦和少量鈦鐵礦，屬富鉀過(guò)鋁質(zhì)堿性巖系列，為中元古代中深侵入巖。巖體內(nèi)出露的巖脈主要有細(xì)?；◢弾r脈、細(xì)晶巖脈。

2.2 地球化學(xué)特征

經(jīng)1∶50 萬(wàn)Nb 化探測(cè)量，在韓家莊—王家營(yíng)巖體一帶圈定了1條北西向延伸的鈮異常帶，向西南未封閉（圖3）。異常暈規(guī)模大、強(qiáng)度高，王家營(yíng)巖體及內(nèi)部相細(xì)晶巖脈處在異常中心，內(nèi)帶Nb 異常強(qiáng)度大于55.35×10-6。顯示礦區(qū)具有較好的找礦遠(yuǎn)景。

3 礦體地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

礦區(qū)發(fā)現(xiàn)9 條含礦細(xì)晶正長(zhǎng)巖脈（圖4），主要分布在王家營(yíng)巖體南部的斜長(zhǎng)花崗巖、變花崗斑巖中，呈北西向脈狀分布，地表出露長(zhǎng)度為120～1 840 m，寬1～25 m，產(chǎn)狀為230°∠50°～55°。鈮礦體嚴(yán)格受細(xì)晶正長(zhǎng)巖脈控制，產(chǎn)狀與脈體一致，傾向南西。鈮礦品位一般為0.03%～0.05%，鉭品位一般為0.000 5%～0.001 5%，伴生稀散元素鎵，品位一般約為0.005%。

L3 號(hào)主礦脈位于礦區(qū)王家營(yíng)巖體內(nèi)部相內(nèi)，地表出露長(zhǎng)度為1 840 m，寬1～13 m，產(chǎn)狀230°～265°∠28°～85°。巖脈呈侵入接觸，出露連續(xù)，巖石抗風(fēng)化程度強(qiáng)。西北段細(xì)晶巖顏色較淺，呈灰白色，兩側(cè)圍巖為片麻狀鉀長(zhǎng)花崗巖，片麻理多為順層產(chǎn)出，局部巖脈切割片麻理，夾角約10°，中—東南段細(xì)晶巖顏色變深，為淺黃綠色、灰綠色、褐黃色，鉀長(zhǎng)石含量增高，硅化強(qiáng)，兩側(cè)圍巖為變花崗斑巖。

礦區(qū)圈出了4個(gè)鈮礦體，即L1Ⅰ、L3Ⅰ、L3Ⅱ、L4Ⅰ，其中L3Ⅰ、L4Ⅰ為主礦體。礦體呈北西向脈狀分布，礦體均賦存在細(xì)晶正長(zhǎng)巖脈內(nèi)。

L3Ⅰ主礦體位于礦區(qū)中部L3 號(hào)細(xì)晶巖脈內(nèi)，礦體控制長(zhǎng)度為310 m，控制標(biāo)高為+60～+254 m，礦體厚度為5.77～8.93 m，平均厚度為7.35 m，礦體平均品位為0.069 9%。礦體形態(tài)為脈狀，產(chǎn)狀為208°∠45°。

L4Ⅰ主礦體位于礦區(qū)中部L4號(hào)細(xì)晶巖脈內(nèi)，礦體控制長(zhǎng)度為380 m，控制標(biāo)高為+39～+230 m，礦體厚度為5.64～8.83 m，平均厚度為6.87 m，礦體平均品位為0.051 7%。礦體形態(tài)為脈狀，產(chǎn)狀為240°∠48°～62°。

主要礦化蝕變有磁鐵礦化、黃鐵礦化、瑩石礦化、硅化、碳酸鹽化、綠簾石化。鈮礦化與磁鐵礦化強(qiáng)弱關(guān)系密切，強(qiáng)磁性、磁鐵礦化明顯，粒徑為0.01～1.5 mm，含量較高，呈浸染狀、細(xì)脈狀、團(tuán)塊狀分布。鈮礦化與放射性強(qiáng)度關(guān)系密切，礦化體放射性測(cè)值為40×10-6～100×10-6，最高值為138×10-6。

3.2 礦石特征

礦石具弱片麻狀構(gòu)造，粒狀變晶結(jié)構(gòu)（圖5）。鈮礦石分礦石礦物和脈石礦物，并以脈石礦物含量為主（約92%）。礦物成分主要是鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、綠簾石、黑云母、褐簾石、白云母，金屬礦物主要是磁鐵礦，可見(jiàn)少量黃鐵礦、鋯石、榍石、磷灰石等。鉀長(zhǎng)石呈它形粒狀，粒徑為0.03～1.0 mm，格子狀雙晶發(fā)育。綠簾石呈它形柱狀，粒徑為0.02～0.4 mm，淡黃色，高正突起，鮮艷干涉色，略顯定向排列。褐簾石呈柱狀，粒徑為0.02～0.25 mm，褐色，多色性明顯，高正突起，多數(shù)與綠簾石連生，且分布在綠簾石中間。斜長(zhǎng)石被綠簾石強(qiáng)烈交代，僅見(jiàn)少部分殘留，可見(jiàn)聚片雙晶。黑云母呈鱗片狀，粒徑為0.02～0.5 mm，綠色，顯著多色性和吸收性，少量被綠泥石交代，定向排列。白云母呈鱗片狀，無(wú)色，鮮艷干涉色。磁鐵礦呈半自形—自形粒狀，粒徑0.01～0.2 mm，灰色微帶淺棕色，高硬度，均質(zhì)性，強(qiáng)磁性。黃鐵礦呈半自形粒狀，粒徑為0.01～0.2 mm，淺黃色，高反射率，高硬度，均質(zhì)性。

3.3 鈮礦物特征

韓家莊綠簾鉀長(zhǎng)細(xì)晶巖電子探針?lè)治鼋Y(jié)果顯示鈮礦物有鉭鈮礦、鈮鈦鐵礦、鈮鐵礦，樣品中8個(gè)測(cè)點(diǎn)TiO2含量為0.01%～25.14%，11個(gè)測(cè)點(diǎn)FeO含量為0.09%～14.64%，7個(gè)測(cè)點(diǎn)Nb2O5含量為0.12%～77.85%，4 個(gè)測(cè)點(diǎn)Ta2O5含量為0.19%～0.41%。從圖6 中看出鈮礦石分為礦石礦物和脈石礦物兩部分，礦石礦物有鈮鈣礦，脈石礦物主要有方釷石、釷石、氟碳鈣鈰礦（鋯石中細(xì)小顆粒）、鋯石、鐵氧化物、錳氧化物、榍石、磷灰石、鉀長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石、紅簾石、簾石、鈉長(zhǎng)石、石英。

3.4 圍巖蝕變

鈮礦化圍巖蝕變主要有硅化、磁鐵礦化、綠簾石化、黃鐵礦化、褐鐵礦化、螢石礦化、重晶石化。含礦細(xì)晶正長(zhǎng)巖脈與放射性關(guān)系密切，與磁鐵礦化關(guān)系密切，具有強(qiáng)磁性。

3.5 礦體稀有金屬、稀土元素特征

鈮礦體普遍含稀有金屬、稀土元素、稀散元素鎵。鈮礦體中伴生La、Ce、Nd 輕稀土元素，10 個(gè)樣品中La的含量為0.007 1%～0.088 3%，Ce的含量為0.016 1%～0.104%，Nd的含量為0.001 4%～0.013 2%，稀土物主要為氟碳鈣鈰礦。稀土元素分配模式為輕稀土（LREE）富集型，具有較顯著的Eu 負(fù)異常（Eu 含量0.000 1%～0.000 7%），重稀土元素（HREE）分異不明顯。稀土含量（∑LREE）0.119 5%（平均含量），重稀土含量（∑HREE）0.050 9%（平均含量），∑LREE/∑HREE為23.46。鈮礦體中伴生鉭、鋯、銣、鍶稀有金屬，鉭含量為0.000 9%～0.003%，鋯含量為0.003 8%～0.050 6%，銣含量為0.011%～0.037%，鍶含量為0.016 8%～0.135 2%。鈮礦體中伴生鎵稀散元素，鎵含量為0.009 7%～0.038 6%。顯示了良好礦化信息，韓家莊鈮礦具有輕稀土金屬、稀有金屬綜合找礦的巨大遠(yuǎn)景。

3.6 放射性特征

鈮鉭礦常與鋰、鈹、銣、銫、鋯、錫、釷等元素伴生，鉭鈮礦石是一種伴生放射性礦物資源。礦區(qū)主要含礦的9條北西向細(xì)晶正長(zhǎng)巖脈，明顯呈現(xiàn)出地面伽瑪總量測(cè)值增高現(xiàn)象，一般測(cè)值為40×10-6～100×10-6，最高值為138×10-6，高值區(qū)形態(tài)與含礦細(xì)晶巖脈基本一致（圖6），且和礦化呈明顯的正相關(guān)關(guān)系。因此，高的放射性強(qiáng)度可作為該區(qū)鈮礦找礦的一個(gè)重要找礦標(biāo)志。同時(shí)，經(jīng)取樣分析，礦石中U 含量在0.232×10-6～57.6×10-6，U 含量偏低，達(dá)不到鈾礦工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；Th元素含量在1.1×10-6～401.8×10-6。從鈮鐵礦樣品電子探針中未找到鈾礦物，只找到放射性礦物釷石、方釷石（圖7），看出U 與鈮稀有元素呈相關(guān)關(guān)系不明顯，但Th 放射性與鈮礦稀有金屬曲線非常一致，呈很強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系，由此可以說(shuō)明鈮礦的高放射性強(qiáng)度與Th含量關(guān)系密切。

3.7 磁性特征

分析顯示，礦區(qū)鈮礦物主要為鈮鈣礦、鈮鈦鐵礦、鈮鐵礦。磁鐵礦呈自形—半自形粒狀，粒徑為0.01～1.2 mm，灰色微帶淺棕色，高硬度，均質(zhì)性，強(qiáng)磁性，可見(jiàn)被黃鐵礦、黃銅礦交代，浸染狀分布。鈮礦化與磁鐵礦的磁性關(guān)系密切，和磁鐵礦的含量具有密切的正相關(guān)關(guān)系。

4 找礦標(biāo)志

（1）巖漿巖標(biāo)志。方城北堿性巖鈮鉭礦化發(fā)現(xiàn)于上世紀(jì)60年代，堿性正長(zhǎng)巖體即是成礦母巖，又是賦礦的圍巖，特別是細(xì)晶巖的分布區(qū)。鈣堿性、富堿巖體是鈮礦成礦的巖漿巖前提條件，是有利的找礦位置。

（2）巖性標(biāo)志。在有利的成礦部位，堿性巖體、鈣堿性巖體和堿性雜巖（碳酸巖），特別是富含重晶石、螢石、綠簾石的細(xì)晶巖脈是重要的鈮礦成礦脈巖，可以作為鈮礦找礦的巖性標(biāo)志。

（3）圍巖蝕變標(biāo)志。圍巖巖體中廣泛發(fā)育硅化、磁鐵礦化、赤鐵礦化、黃鐵礦化、綠簾石化、重晶石化、角閃石化、螢石化，尤其是硅化、磁鐵礦化、赤鐵礦化、綠簾石化、螢石化，是該區(qū)鈮礦一種很好的找礦標(biāo)志。

（4）放射性找礦標(biāo)志。礦區(qū)內(nèi)鈮礦與放射性強(qiáng)度具有密切的正相關(guān)關(guān)系，其主要與Th 含量密切相關(guān)，因此高的放射性強(qiáng)度（或地面伽瑪總量測(cè)值）可以作為該區(qū)稀土礦找礦的放射性找礦標(biāo)志。但值得注意的是，雖然鈮礦化與放射性總量存在正相關(guān)關(guān)系，但放射性測(cè)值高時(shí)（大于500×10-6），其鈮礦未必含量就高。

5 結(jié)論

（1）韓家莊鈮礦床共發(fā)現(xiàn)鈮礦化帶9 條，圈出鈮礦體4個(gè)，礦體呈似層狀、脈狀分布，嚴(yán)格受北西向細(xì)晶巖脈控制，產(chǎn)狀與巖脈產(chǎn)狀基本一致。

（2）韓家莊鈮礦床主要的礦石礦物為鈮鈣礦、鈮鐵礦，稀土礦物為氟碳鈣鈰礦，放射性礦物為方釷石、釷石；礦床伴生有La、Ce、Nd 等輕稀土元素，鉭、鋯、銣、鍶稀有金屬和鎵稀散元素。

（3）韓家莊鈮礦體賦存在王家營(yíng)巖體內(nèi)部相細(xì)晶巖脈內(nèi)，堿性正長(zhǎng)巖體即是成礦母巖，又是賦礦的圍巖，鈣堿性、富堿巖體是鈮礦成礦的巖漿巖前提條件，是有利的成礦部位；富含重晶石、螢石、綠簾石的細(xì)晶巖脈是重要的鈮礦成礦脈巖。

（4）礦區(qū)鈮礦體（礦化帶）含有較高的放射性強(qiáng)度，與Th含量密切相關(guān)，呈正相關(guān)關(guān)系。

（5）方城北堿性巖體顯示了Rb、Zr、Nb 及LREE等稀有金屬、稀土元素的良好礦化信息，Nb2O5含量向深部有增高的趨勢(shì)，推斷在巖體深部有巨大的賦礦空間。韓家莊鈮礦賦存圍巖是堿性王家營(yíng)巖體，本次勘查在鈮礦石中顯示稀土元素鈰、鑭等，稀有金屬鉭、鋯、銣、鍶和稀散元素鎵的良好礦化信息，說(shuō)明韓家莊鈮礦床具有輕稀土元素、稀有金屬綜合找礦的巨大遠(yuǎn)景。