The Occurrence of Niobium in Shapinggou Molybdenum Deposits, Jinzhai County, Anhui Province
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摘要: 安徽金寨县沙坪沟特大型钼矿在勘察过程中发现部分样品的铌含量达到100～350 μg/g，钽矿化不明显，目前该矿床即将结束勘探工作，查明铌、钽的赋存状态及其有关物质组分，以确定其是否为钼矿伴生矿床是本文研究的重要内容。本文对矿区的样品应用化学分析、光薄片岩矿鉴定、单矿物分析、电子探针分析等大型现代仪器相结合的分析手段，研究了岩石中铌、钽的赋存状态。化学分析确定钼矿体上部石英正长岩及碱长花岗斑岩中铌平均含量为172.9 μg/g，钽平均含量为10.6 μg/g； 钼矿体中正长岩及花岗斑岩中铌平均含量为84.5 μg/g，钽平均含量为5.2 μg/g。该分析表明本区为单一原生铌矿化，且铌矿化主要发生在钼矿体上部石英正长岩中； 偏光显微镜下观察未发现独立铌钽矿物。单矿物及电子探针分析结果显示铌主要赋存于榍石蚀变的金红石中，钽矿化不明显。金红石呈它形粒状-半自形板状，结晶粒度 < 0.2 mm，集合体呈榍石假象，Nb2O5平均含量为9.224%。铌在各矿物中的分配计算显示，金红石中铌占有率为75.13%。综合分析表明本区铌钽矿化强度弱，不具有工业价值，不能成为钼矿的伴生矿种选矿开采。Abstract: During the exploration process of Shapinggou oversize molybdenum deposits, it was determined that partial samples contain 100-350 μg/g Nb, but mineralization of Ta is not obvious. Since the exploration work is coming to an end, the focus now is to investigate the occurrence states of Nb and Ta in order to determine if there is a molybdenum associated deposit. In this paper, a study of the samples from the ore district by chemical analysis, thin sections, single mineral analysis and electron microprobe analysis to study the occurrence states of Nb and Ta is described. The contents of Nb and Ta in quartz syenite and alkali feldspar granite porphyry, which is the upper part of molybdenum ore were 172.9 μg/g and 10.6 μg/g, respectively, meanwhile, syenite and granite porphyryare in molybdenum ore were 84.5 μg/g and 5.2 μg/g, respectively by using chemical and spectral analysis. The analysis showed that the mine was a single primary Nb mineralization which mainly happened in the quartz syenite upper molybdenum ore body. No Nb and Ta minerals were observed under the polarizing microscope. The electron microprobe analysis results for single mineral showed Nb mineralization mainly occurred in the rutiles by sphene alteration, and Ta mineralization is not obvious. Rutiles were mainly xenomorphic granular-subhedral plate and grain sizes were less than 0.2 mm. The aggregates showed sphene pseudomorph, and the average content of Nb2O5 in Rutile was 9.224%. The allocation calculations of Nb in various minerals showed that 75.13% Nb were hosted in Rutiles. Comprehensive analyses showed that the Nb and Ta in Shapinggou Mo deposit were not associated minerals for Mo and have no industrial value since the mineralization was weak.
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Key words:
- Shapinggou molybdenum deposit /
- niobium mineralization /
- rutile with niobium /
- sphene
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表 1 不同类型岩浆岩的铌钽含量
Table 1. Nb and Ta content in different igneous rocks
分析编号 wB/(μg·g-1) Nb Ta ZK3103-Hx 1 178.6 8 ZK3103-Hx 30 212.5 19.3 ZK3103-Hx 61 143.2 9.4 ZK3103-Hx 76 179.8 5.3 ZK3103-Hx 112 162.2 13.9 ZK3103-Hx 122 103.1 2.9 ZK3103-Hx 124 140.8 1.6 ZK3103-Hx 222 126.9 0.9 ZK3901-Hx 10 79.1 2.4 ZK3901-Hx 17 220.6 1.7 ZK3901-Hx 24 76.6 2.1 ZK3901-Hx 42 91.0 5.7 ZK3901-Hx 57 52.6 3.4 ZK3103-Hx 111 229.1 1.3 313地质队测试石英
正长岩平均值200.9 15.7 313地质队测试
碱长花岗岩平均值203.18 15.6 平均值 172.9 10.6 D6 71.7 3.4 ZK3103-Hx 398 84.9 7.1 ZK3103-Hx 571 68.5 4.1 ZK3103-Hx 837 102 7.6 ZK3103-Hx 259 58.9 0.3 313地质队测试
正长岩平均值65.6 4.3 313地质队测试
花岗斑岩平均值140.5 9.4 平均值 84.5 5.2 注：测试单位为安徽省地质实验研究所，分析仪器为电感耦合等离子体质谱仪。 
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表 2 不同岩浆岩的化学成分
Table 2. Chemical composition of different magmatic rock
分析编号 wB/% SiO2 Al2O3 Fe2O3 FeO MnO CaO MgO K2O Na2O P2O5 TiO2 H2O+ SO3 LOI ZK3103-Hx1 68.00 16.23 2.81 0.13 0.010 0.094 0.31 5.33 3.49 0.107 0.37 1.33 1.23 3.25 ZK3103-Hx30 68.03 15.41 3.65 0.23 0.012 0.17 0.47 4.55 2.66 0.102 0.39 1.03 6.38 3.85 ZK3103-Hx61 64.22 17.38 4.00 0.30 0.013 0.15 0.60 5.67 2.16 0.124 0.37 1.41 7.05 4.61 ZK3103-Hx76 66.24 16.19 3.76 0.17 0.012 0.072 0.34 5.06 3.70 0.093 0.33 0.70 6.79 3.45 ZK3103-Hx112 64.27 18.18 2.77 0.21 0.016 0.15 0.33 5.08 5.35 0.095 0.37 0.40 4.98 2.23 ZK3103-Hx122 74.94 11.91 2.38 0.18 0.012 0.38 0.68 4.65 1.75 0.046 0.21 0.82 4.58 2.64 ZK3103-Hx124 66.89 12.34 7.77 0.18 0.009 0.37 0.56 4.70 1.74 0.083 0.26 0.14 14.28 5.80 ZK3103-Hx222 66.89 15.19 3.20 0.21 0.014 0.56 0.43 6.02 5.06 0.105 0.29 0.30 5.25 2.35 ZK3901-Hx10 62.83 17.18 4.96 0.18 0.004 0.44 0.78 5.04 2.22 0.286 0.66 0.48 10.54 4.80 ZK3901-Hx17 64.52 14.82 5.73 0.27 0.013 0.48 0.58 5.66 2.71 0.183 0.27 0.54 10.54 4.31 ZK3901-Hx24 63.24 17.11 2.81 0.44 0.016 0.66 1.18 5.67 5.67 0.203 0.47 0.96 4.48 1.95 ZK3901-Hx42 59.44 16.59 6.47 0.40 0.013 0.53 0.93 5.39 3.92 0.371 0.48 0.50 13.49 5.21 ZK3901-Hx57 63.19 17.49 2.80 0.30 0.022 0.71 0.75 5.68 5.42 0.346 0.41 0.36 5.11 2.24 平均值 65.59 15.85 4.09 0.25 0.01 0.37 0.61 5.27 3.53 0.160 0.38 0.69 7.28 3.59 ZK3901-Hx111 73.26 13.20 2.46 0.17 0.017 0.080 0.27 3.73 3.95 0.067 0.19 0.38 4.33 1.96 ZK3901-Hx259 73.21 12.25 2.80 0.22 0.016 0.52 0.33 5.36 3.55 0.068 0.15 0.18 4.80 2.09 平均值 73.24 12.73 2.63 0.20 0.02 0.30 0.30 4.55 3.75 0.070 0.17 0.28 4.57 2.03 ZK3901-Hx398 59.90 16.96 1.93 0.72 0.038 2.72 1.36 6.13 5.28 0.479 0.43 0.12 4.87 3.60 ZK3901-Hx571 61.89 16.06 0.99 0.63 0.036 2.97 0.95 6.37 5.23 0.269 0.34 0.20 4.47 4.20 ZK3901-Hx837 60.11 16.56 0.79 1.20 0.110 3.37 1.56 6.65 4.83 0.553 0.54 0.24 2.15 2.89 D6 63.69 17.49 2.39 0.93 0.040 1.54 0.65 5.47 5.47 0.270 0.42 0.62 0.075 0.89 平均值 61.40 16.77 1.53 0.87 0.06 2.65 1.13 6.16 5.20 0.390 0.43 0.30 2.89 2.90 中国花岗岩类平均化学组成[10] 71.63 14.00 1.28 1.75 0.06 1.73 0.88 4.09 3.62 0.090 0.29 - - 0.58 注： 测试单位为安徽省地质实验研究所。SiO2、H2O+、LOI采用重量法； Al2O3、P2O5、Ti采用比色法； Fe采用容量法； Ca、Mg、K、Na采用原子吸收光谱法； SO3采用燃烧法。
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表 3 岩体属性参数
Table 3. Rock parameter
岩石名称 样品数 特征指数 岩体属性 CA σ A.R 石英正长岩 13 51～56 3.43 3.37 皮可克划为“碱钙性岩系”；李特曼划为“弱钙碱性岩系”；赖特划为“碱质系列” 花岗斑岩 2 > 61 2.63 5.89 皮可克划为“钙性岩系”； 李特曼划为“中钙碱性岩系”； 赖特划为“碱质系列” 正长岩 4 51～56 7.00 3.81 皮可克划为“碱钙性岩系”；李特曼划为“碱钙性岩系”(碱性岩系列)； 赖特划为
“碱质系列”
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表 4 电子探针分析不同矿物中Nb和Ta平均含量
Table 4. Electron microprobe analysis of Nb and Ta average content in different minerals
项目 wB/% 钾长石 钠长石 石英 黑云母 金云母 黄铁矿 磷灰石 锆石 独居石 磁铁矿 金红石 榍石 铌铁矿 样品数 2 2 2 3 2 2 2 3 5 2 21 2 1 Nb2O5 0.03 - 0.00 0.04 0.02 0.02 0.02 0.07 0.02 0.06 5.01 2.03 72.20 Ta2O5 - - 0.02 0.04 0.00 0.01 0.00 0.05 0.01 0.02 0.28 0.01 0.89
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表 5 单矿物分析不同矿物中Nb和Ta平均含量
Table 5. Single mineral analysis of Nb and Ta average content in different minerals
分析编号 矿物名称 wB/(μg·g-1) Nb Ta 12L354 锆石 289.2 31.5 12L355 黄钾铁矾 4442.1 276.1 12L356 黄铁矿 46.4 3.8 12L357 长石、石英 37.2 3.1 12L358 金红石 35648.0 2874.1 12L360 榍石 9810.1 914.4 12L361 磁铁矿 78.6 11.8
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表 6 金红石电子探针分析结果
Table 6. Electron microprobe analysis of rutile
蚀变
类型分析编号 wB/% TiO2 Nb2O5 FeO Ta2O5 SiO2 总计 榍石
蚀变
金红石12BP269 92.340 4.135 2.353 0.255 - 99.083 12BP280 94.363 3.105 1.730 0.073 0.112 99.383 12BP269.3 87.861 7.110 3.756 0.349 0.043 99.119 12BP269.4 86.180 8.775 3.840 0.396 - 99.191 12BP281 80.532 11.935 5.852 0.664 - 98.983 12BP274 80.988 11.565 5.955 0.998 - 99.506 12BP274 73.919 16.207 7.738 0.781 0.043 98.688 12BP283 84.431 10.698 4.708 0.187 0.016 100.04 12BP283 88.967 6.360 3.099 0.144 0.053 98.623 12BP264.2 93.673 2.753 1.753 0.149 - 98.328 12BP264.2 88.293 6.293 3.329 0.736 - 98.651 12BP271 83.516 9.985 5.071 0.374 - 98.946 D6.1 89.262 6.564 2.930 0.171 - 98.927 12BP272.2 94.962 2.758 1.748 0.116 - 99.584 12BP272.2 76.663 14.879 6.939 0.924 - 99.405 12BP269.1 92.340 4.135 2.353 0.255 - 99.083 D4 52.400 29.556 14.225 2.581 - 98.762 平均值 84.746 9.224 4.552 0.538 - 99.060 黑云母
蚀变
金红石12BP268 98.373 0.215 0.941 - 0.027 99.556 12BP268 97.610 0.705 0.989 - - 99.304 12BP264.1 97.837 1.088 0.808 0.045 - 99.778 12BP264.1 96.493 1.029 0.476 0.035 - 98.033 平均值 97.578 0.804 0.759 0.020 - 99.168
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表 7 榍石电子探针分析结果
Table 7. Electron microprobe analysis of sphene
分析
编号wB/% TiO2 SiO2 CaO Ce2O3 FeO Nb2O5 Al2O3 MnO Y2O3 Na2O Ta2O5 总计 D6.1 33.372 29.583 25.667 3.605 3.043 2.212 0.675 0.368 0.301 0.282 0.017 99.125 D6.4 35.000 30.006 26.566 1.107 2.957 1.837 0.631 0.385 0.169 0.219 0.000 98.877 平均值 34.186 29.795 26.117 2.356 3.000 2.025 0.653 0.377 0.235 0.251 0.009 -
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表 8 铌铁矿电子探针分析结果
Table 8. Electron microprobe analysis of hermarmolite
分析元素 wB/% TiO2 4.551 Nb2O5 72.204 FeO 12.282 Ta2O5 0.885 SnO2 0.039 WO3 0.204 MnO 9.179 总计 99.344
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表 9 铌元素在各矿物中的配分计算
Table 9. Distribution calculation of Nb in different minerals
矿物名称 w/% 矿物中铌
配分量/%
c铌在各矿物中
的配分比/%矿物
含量
a各矿物中
铌含量
b相对
配分比
d绝对
配分比
e黄铁矿 6.84 0.0046 0.000315 1.90 1.82 磁铁矿、赤褐铁矿 0.27 0.0078 0.000021 0.13 0.12 长石、石英等轻矿物 66.05 0.0037 0.002457 14.79 14.21 锆石、磷灰石、
独居石等副矿物0.13 0.0289 0.000038 0.23 0.22 金红石 0.35 3.5648 0.012477 75.13 72.17 黄钾铁矾 0.05 0.4442 0.000222 1.34 1.28 < 0.04 mm泥级 26.31 0.0041 0.001079 6.50 6.24 含量总计(∑) 100 4.0581 0.016608 100 96.07 注: 原岩中铌的实测平均品位f=0.017287%； 铌的配分平衡系数g=∑C/f×100%=96.07%。矿物含量为人工重砂测定值，矿物中铌含量为单矿物分析值。
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图(3)
表(9)
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