曾以吉,袁啟文,衷 毅
(江西省地質(zhì)局第七地質(zhì)大隊(duì),江西 贛州 341000)
礦區(qū)位處于南嶺地區(qū)中東部。區(qū)內(nèi)主要為低山丘陵地貌,地形起伏較大,切割厲害,海拔高程350m~600m,相對(duì)高差200m~300m。氣候?qū)賮啛釒|南季風(fēng),溫暖潮濕,四季分明,雨量充沛。
區(qū)域內(nèi)地層分為基底(Z-∈)、蓋層(D-P)、斷陷盆地沉積(K)三個(gè)構(gòu)造層,以廣泛出露震旦-寒武系基底巖系為特征。泥盆系、石炭系、二疊系和侏羅系、白堊系,以及第四系少量分布。
礦區(qū)大地構(gòu)造位于南嶺東段隆起帶之寧(都)于(都)拗陷區(qū),北北東向于山構(gòu)造帶與東西向崇義—會(huì)昌構(gòu)造帶的交匯部位,礦區(qū)以東西向、北北東向構(gòu)造為主,疊加北東向、北西向、近南北向構(gòu)造的格架。成礦區(qū)劃隸屬南嶺成礦帶于山成礦亞帶之贛縣-于都鎢、錫、鉬、鉍、銅、鉛、鋅、銀多金屬,以及鉭、鈮等稀有及稀土礦集區(qū)的長(zhǎng)坑礦田內(nèi)。
區(qū)域內(nèi)巖漿活動(dòng)頻繁,以侵入為主,具多期、多階段侵入活動(dòng)特點(diǎn),形成了大面積分布的巖漿巖體,以巖基、巖株出露面積最大,巖瘤、巖滴分布數(shù)量最多。主要巖漿活動(dòng)時(shí)期分為加里東、海西—印支及燕山期。燕山期是區(qū)內(nèi)巖漿最為活躍的階段,巖體分布廣,巖體內(nèi)富含W、Sn、Pb、Zn、Ag等成礦元素,為成礦提供豐富的物源,本期巖漿活動(dòng)與區(qū)內(nèi)豐富的內(nèi)生礦產(chǎn)的成礦作用關(guān)系十分密切。
由于前人對(duì)該區(qū)域鉭礦床礦物研究較少,研究程度不高。目前,我國(guó)對(duì)稀有金屬的需求日益增加,筆者針對(duì)欄地窩鉭礦床的礦物特征進(jìn)行了初步的探討,為以后南嶺地區(qū)鉭鈮礦等稀有金屬的地質(zhì)找礦工作,及鉭、鈮等稀有金屬礦山的開(kāi)采和選礦工作提供可靠的資料依據(jù)。
由江西省地質(zhì)局第七地質(zhì)大隊(duì)地勘院采集的試驗(yàn)大樣,由原江西省地礦局試驗(yàn)測(cè)試中心選礦室將選礦大樣粗碎至-2mm,再按要求配置成具代表性的試樣后,經(jīng)拌勻縮分后提供。運(yùn)用光譜、化學(xué)分析,巖礦光、薄片和重砂及其光、薄片鑒定,單礦物分選,比重測(cè)定,微化定性分析,X-射線(xiàn)衍射分析和電子探針定性定量分析等諸多手段,進(jìn)行了較全面深入細(xì)致的綜合研究。
通過(guò)對(duì)礦石物質(zhì)組分的分析研究,本區(qū)目前基本查明的礦物約有85種;其中金屬礦物為60種,非金屬礦物25種等。
礦石中金屬礦物主要為鉭鈮礦物和其他金屬礦物,鉭鈮礦物為:黃釔鉭礦、釔鉭鐵礦、鈮鉭錳礦(鉭錳礦、鈮錳鉭鐵礦、鈮鉭鐵礦、鉭鐵礦)、細(xì)晶石、褐釔鈣礦、含鉭錫石、含鈮、鉭黑鎢礦等;其他金屬礦物有:氟碳鈣釔礦、硅鈹釔礦、磷釔礦、獨(dú)居石、閃鋅礦、方鉛礦、輝鉬礦、黃銅礦、黃鐵礦、磁鐵礦等。
非金屬礦物有石英、白云母、絹云母、高嶺石、三水鋁石等。
現(xiàn)重點(diǎn)對(duì)主要金屬礦物黃釔鉭礦、鈮鉭錳礦、釔鉭鐵礦、含鉭錫石及鐵錳鎢礦等和非金屬礦物石英、白云母、高嶺石和長(zhǎng)石等,通過(guò)研究其礦物的形態(tài)特征、賦存狀態(tài)和共伴生交代關(guān)系,對(duì)欄地窩鉭礦床的主要礦物有一定的了解。
(1)黃釔鉭礦:黃釔鉭礦是本礦床主要工業(yè)鉭鈮礦物之一。原礦中常呈自形-半自形四方長(zhǎng)柱狀和厚薄不等的板狀、板柱狀晶粒,有的呈板柱狀晶組成的晶簇。
礦物呈淺黃、黃褐、褐黃、棕黃褐、棕灰、褐灰(黑)等色,常見(jiàn)其淺黃色板體中,局部呈現(xiàn)灰黑之色斑或色帶。樹(shù)脂至玻璃光澤,性脆,可見(jiàn)兩組完全解理,斷口為貝殼狀。維氏硬度為947kg/cm2,相當(dāng)摩氏硬度6.6。實(shí)測(cè)比重為6.69。具中強(qiáng)的電磁性。
偏光鏡下半透明至微透明,淺黃至黃褐色。有變生和結(jié)晶兩種,一般呈黃色者為變生狀態(tài)均質(zhì)性,局部非均質(zhì)性;呈黃褐色者為結(jié)晶狀態(tài),可見(jiàn)具明顯的異常干涉色(其最高為一級(jí)灰白),一軸晶,正光性。折光率>2.017近于2.072。在反射光下呈灰白色,內(nèi)反射為黃褐色,反射率與鉻鐵礦相似。
黃釔鉭礦形成于自交代時(shí)期之白云母化階段,與白云母(絹云母)嵌連最為密切,并常與長(zhǎng)石、高嶺石、石英、石榴石等連生,有的同鈮鉭錳礦呈穿插交生,偶見(jiàn)與錫石嵌連。主要與鈮鉭錳礦、鐵鎢錳礦、含鉭錫石、磷釔礦、獨(dú)居石等共生(見(jiàn)圖1)。
圖1 黃釔鉭礦在賦存狀態(tài)
(2)鈮鉭錳礦:屬Fe2+-Mn2+、Nb5+-Ta5+兩組完全類(lèi)質(zhì)同象系列,即常為鈮—鉭鐵礦族中較富含Ta和Mn成分的變種。是較具代表的次級(jí)工業(yè)礦物,也是鉭元素的主要賦存形式之一。
鈮鉭錳礦的自形程度較好,一般多呈自形、半自形晶粒,常以斜方柱狀(短柱狀為主)、厚板狀、微粒者似瓜子狀形態(tài)出現(xiàn),不規(guī)則它形粒狀者,棱角普遍。該族礦物的顏色基調(diào)黑—棕紅色,本礦物為Mn的端員分子,主要呈淺褐紅及暗棕紅色,少數(shù)為褐灰黑色。該礦物表面常見(jiàn)局部覆有黃—灰白色薄膜。一般的顆粒微透明至半透明,玻璃光澤、半金屬光澤。性脆,斷口參差狀,略顯油脂光澤。顏色較深者斷口半貝殼狀并顯金剛光澤。具中強(qiáng)電磁性。透射光下無(wú)色至淺紅褐和橙黃色等。多色性弱,個(gè)別顆粒局部呈顯非晶質(zhì)化現(xiàn)象。反射光下灰色顯櫻紅色。反射率較近于閃鋅礦。
鈮鉭錳礦主要形成于鈉長(zhǎng)石化階段,普遍與白云母相關(guān)密切,也見(jiàn)與黃釔鉭礦穿插交生和被高嶺石包裹。共生礦物主要為黃釔鉭礦、錫石、鐵鎢錳礦、細(xì)晶石、白云母等
(3)釔鉭鐵礦:釔鉭鐵礦也是本礦床主要鉭鈮礦物之一,其顆粒一般為0.2mm~0.075mm,較黃釔鉭礦晶體小。釔鉭鐵礦呈黑褐色、棕褐色、棕紅色,條痕灰色,半金屬光澤、玻璃光澤,半貝殼狀斷口,解理清晰,維氏硬度為494kg/cm2,摩氏硬度5.45,比重6.81,中—強(qiáng)電磁性,鏡下透明—半透明,黃褐色,均質(zhì)體,反光鏡下灰色,內(nèi)反射亮灰白色,反射率為13.8%(黃光)。
(4)含鉭錫石:錫石系礦石中可供綜合利用的金屬礦物,同時(shí)也是錫最主要的賦存形式。其在礦石中主要呈它形粒狀產(chǎn)出,少數(shù)較自形晶,主要見(jiàn)有四方雙錐和歪形柱狀晶粒及其聚合晶簇狀,偶爾出現(xiàn)膝狀雙晶和長(zhǎng)、短比值5~7左右的四方長(zhǎng)柱狀晶粒。多呈棕褐、褐紅、鐵黑等色,無(wú)色者較少,顏色常呈現(xiàn)斑點(diǎn)狀或條帶狀。條痕為淺褐至褐色,金剛光澤、油脂光澤。性脆。斷口呈貝殼狀或不平坦?fàn)?。三個(gè)單礦物實(shí)測(cè)的比重為6.891~7.044,平均6.967。偏光鏡下為褐或無(wú)色,高正突起,糙面顯著,干涉色可達(dá)3~4級(jí)頂部。反射光下為灰白色。
含鉭錫石主要形成于自交代時(shí)期的白云母化階段,含Nb低且不普遍。與白云母(絹云母)關(guān)系甚為密切,并與黃玉、鐵鎢錳礦、鈮鉭鐵礦、黃釔鉭礦、錳鋁榴石等共生(圖2)。
圖2 含鉭錫石的形態(tài)特征和賦存狀態(tài)
(5)鐵鎢錳礦:礦石中的黑鎢礦大多數(shù)是鐵鎢錳礦。鐵鎢錳礦為主要的共伴生金屬礦物,多呈不規(guī)則粒狀,半自形單斜板柱狀晶粒少見(jiàn)。粒徑個(gè)別達(dá)0.875×0.75mm,極細(xì)者為解理裂碎之葉片狀,長(zhǎng)0.02左右。一般為0.05mm~0.25mm。顆粒表面常被黑色的鐵鎢華薄膜復(fù)蓋。輕輕擦壓之易沿解理裂開(kāi)成碎屑。條痕褐紅、灰黑色,性脆。新鮮斷面黑色、棕褐黑色。一般呈半金屬光澤,斷面顯金剛光澤。
它主要形成于自交代期之Na-Li階段,與白云母、斜長(zhǎng)石關(guān)系密切,并與錫石、鈮鉭錳礦、黃釔鉭礦和錳鋁榴石等共生。
(6)石英:石英是礦石中含量最大的脈石礦物。見(jiàn)有原生石英和次生硅化石英兩種。其以原生石英為主,呈不規(guī)則之粒狀。在顆粒邊部、中間,均見(jiàn)有絹云母交代充填。也見(jiàn)有風(fēng)化作用自碎崩解而產(chǎn)生的尖棱狀碎屑。個(gè)別晶體可見(jiàn)石英呈假六方環(huán)狀,生長(zhǎng)有一種具柱狀和菱形的礦物。次生硅化石英呈微細(xì)脈狀,也見(jiàn)及后期團(tuán)塊狀之硅化石英。其表面略顯新鮮,但也有絹云母交代充填于邊部。顆粒大小一般為0.2mm~1.5mm,個(gè)別達(dá)2.5mm~3mm。在石英中常有0.1mm~0.3mm細(xì)小自形板條狀斜長(zhǎng)石晶體穿插。
(7)白云母(絹云母):其白云母為原生組分,可見(jiàn)早期黑云母退化而來(lái)的跡象。呈殘留不規(guī)則片狀或細(xì)碎鱗片狀集合體。一組解理完整。局部可見(jiàn)柔褶、彎曲現(xiàn)象。多沿石英、長(zhǎng)石顆粒邊緣分布。一般粒徑為0.25mm~0.5mm。實(shí)測(cè)比重2.840、2.819。在其解理縫內(nèi)??梢?jiàn)黑鎢、鈮鉭錳礦、黃釔鉭礦、含鉭錫石等嵌布。絹云母為后期蝕變產(chǎn)物,多為細(xì)碎鱗片集合體。呈面狀、團(tuán)塊狀、霏細(xì)粉狀,充填交代石英、長(zhǎng)石產(chǎn)出。少數(shù)呈簇狀、微細(xì)脈狀分布。顆粒一般為0.02mm~0.5mm不等。在其團(tuán)塊內(nèi)常有錫石等嵌布。云母單礦物微量元素的化學(xué)分析平均結(jié)果見(jiàn)表1。其揭示了礦石中所含之Li、Rb、Cs,幾乎均集中地賦存于白云母(絹云母)內(nèi)。此外,其中的Sc相當(dāng)于原礦的3.3倍,濃集率甚高。
表1 白云母(絹云母)的主要微量元素化學(xué)分析結(jié)果
(8)高嶺石、長(zhǎng)石:礦石中有斜長(zhǎng)石和鉀長(zhǎng)石兩類(lèi),斜長(zhǎng)石呈自形、半自形板柱狀,見(jiàn)有聚片雙晶和卡式雙晶,屬鈉長(zhǎng)石、鈉更長(zhǎng)石。常見(jiàn)交代穿插鉀長(zhǎng)石或生于其中。粒徑為0.5mm左右,細(xì)小板條狀者,粒徑多在0.1mm~0.3mm之間。鉀長(zhǎng)石以微斜長(zhǎng)石為主,條紋長(zhǎng)石次之,偶爾見(jiàn)有淺蘭色的天河石變種。鉀長(zhǎng)石呈半自形,它形之寬板狀,見(jiàn)有格子雙晶,也見(jiàn)葉片狀條紋結(jié)構(gòu)。表面常具土化。粒徑0.2mm~1.5mm,個(gè)別達(dá)5mm。斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、石英多互為交生,并受白云母,尤其是后期絹云母強(qiáng)烈交代蝕變,難以單體解離。經(jīng)風(fēng)化作用,長(zhǎng)石大多已變成高嶺石、三水鋁石,致使許多長(zhǎng)石都保留個(gè)外形而已。有些則局部?jī)H留細(xì)小氈狀殘留體,構(gòu)成殘留結(jié)構(gòu)。礦石中長(zhǎng)石和高嶺石的含量與風(fēng)化程度互成消長(zhǎng)關(guān)系,在試驗(yàn)大樣原礦中高嶺石多于長(zhǎng)石。其量比約為1.3。長(zhǎng)石、高嶺石單礦物的幾種微量元素的化學(xué)分析結(jié)果見(jiàn)表2。
表2 長(zhǎng)石、高嶺石的微量元素化學(xué)分析結(jié)果表
綜上所述,通過(guò)對(duì)欄地窩礦區(qū)的主要金屬礦物和非金屬礦物的特征分析,了解了礦物的形態(tài)特征、賦存狀態(tài)和共伴生交代關(guān)系,歸納總結(jié)了欄地窩鉭礦床的礦物特征,為欄地窩礦區(qū)以后的地質(zhì)找礦、礦山開(kāi)采及選礦等工作提供了可靠的參考資料和依據(jù)。為以后南嶺地區(qū)稀有金屬的地質(zhì)找礦工作亦能提供一定的參考和認(rèn)識(shí)。