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⑵ 蘇州善安浜超大型鉭礦床地質特徵及成因分析

何堅平

（江蘇省地質調查研究院，南京210018）

摘要：江蘇蘇州善安浜鉭礦床是江蘇省地質調查研究院開展國土資源大調查所取得的重大成果之一。該礦床主要為鈉長石（化）花崗岩類礦床。礦體主要賦存於隱伏花崗岩體隆起部位的頂部的鈉長石花崗岩，極少量賦存於花崗偉晶岩中。自上而下分為3個礦體：Ⅰ礦體為鉭礦，伴生鈮；Ⅱ、Ⅲ礦體為鈮礦體。礦石礦物主要為鈮鉭鐵礦系列，自形－半自形細粒結構，星散浸染狀構造。主要有益組分為鉭、鈮，伴生有益組分有鋰、銣、銫、鋯、鉿。鉭、鈮主要賦存於鈮鉭鐵礦系列中，鈮鉭鐵礦主要嵌布於長石、雲母及鋯石、石英粒間。礦石可選性好。估算的資源量：鉭達超大型礦床規模；鈮達中型礦床規模。

關鍵詞：鉭礦；礦床地質特徵；礦床成因；蘇州善安浜

蘇州善安浜鉭鈮礦床位於蘇州西部滸關鎮境內，是1989年原江蘇省地礦局第四地質大隊鑽探驗證磁異常時發現的。近年來，江蘇省地質調查研究院在善安浜繼續開展鉭礦國土資源大調查後，取得了重大進展，並於2002年5月提交了《江蘇蘇州善安浜鉭礦評價報告》。善安浜鉭礦床資源量估算，經江蘇省礦產資源儲量評審中心評審，江蘇省國土資源廳以「蘇國土資儲備［2005］30號」文認定，Ta₂O₅資源量達超大型，Nb₂O₅資源量為中型規模。

1 區域地質背景

蘇州善安浜鉭鈮礦床，處於揚子准地台、下揚子台坳、南通—蘇州陷褶帶、太湖斷塊、光福斷凸邊部，北東側為蘇（州）—（無）錫基底斷裂，南東方向有湖（州）—蘇（州）深斷裂，聯合控制北東深部岩漿房成生及向南西淺部斜向貫入的岩漿活動，是重要的控岩構造。區域岩漿活動強烈，侵入岩、火山岩分布較廣，主要形成於印支期至燕山期，主要有著名的蘇州花崗岩。

2 成礦地質條件

2.1 地層

善安浜鉭礦區為第四系沖湖積平原，第四系厚達百餘米，基岩均由鑽孔揭露，地層由老至新有二疊系龍潭組、長興組、三疊系青龍組、侏羅系黃尖組。

龍潭組（P₂l）：為礦體直接頂板，岩性為灰、深灰色泥質粉砂岩、粉砂質泥岩、細砂岩、長石石英砂岩等，遍及礦區。

長興組（P₂c）：位於龍潭組之上，岩性為白至灰色大理岩、白雲質大理岩及大理岩化灰岩。為礦體間接頂板。分布較廣泛。

青龍組（T₁q）：見於善安浜背斜的兩翼。岩性為灰－灰白色大理岩、大理岩化灰岩及泥質灰岩。

黃尖組（J₃h）：僅見於礦區的北東部，為一套中酸性熔岩及相應的火山碎屑岩。

2.2 構造

蘇州西部印支期地質構造以褶皺為主，形成有木瀆向斜和鎮湖背斜，燕山期則以斷裂構造為主，主要發育區域性逆掩推覆和局部性逆掩疊瓦狀兩種逆推斷裂。前者以潭山—倪芝圩雙重滑脫逆推斷裂為代表；後者如陽山、穹窿山、蔣墩弧形疊瓦狀逆推斷裂。礦區基本構造為一短軸傾伏背斜，軸向北東30°，向北東傾伏，核部地層為二疊系龍潭組，組成善安浜鉭礦的「頂蓋」，兩翼依次為二疊系長興組和三疊系青龍組。花崗岩隆起構造是控礦構造，成礦母岩為鈉長石花崗岩，分布於以上短軸傾伏背斜的核部。花崗岩隆起范圍1km×1.5km，向四周傾伏，傾角10°～27°，隆起高度＞160m。鉭（鈮）礦床賦存於隆起構造頂部之鈉長石花崗岩及花崗偉晶岩「殼」中。

2.3 岩漿岩

蘇州西部岩漿活動頻繁，延續時間自印支期至燕山晚期，以中酸性岩類為主，形成較大的岩體有：蘇州花崗岩體、城隍山石英斑岩體，金墅二長花崗岩體、七子山—西塘村二長花崗岩體、青山花崗斑岩體、雅泥山—陽把山花斑岩岩脈群等。按岩石譜系，該區圈出的50個侵入體歸並為4個超單元/序列、13個單元^［1］。礦區位於蘇州花崗岩（天平山超單元）向北東延伸的隆起部位，歸屬天平山超單元善安浜單元，岩性為鈉長石花崗岩，岩石化學以低鐵（Fe₂O₃）、富鈉（Na₂O）為顯著特徵。另有少量花崗偉晶岩和中基性岩脈。

3 礦床地質特徵

3.1 礦體的的形態、產狀與規模

善安浜鉭礦為隱伏礦床，礦體平面形狀呈橢圓形，北東—南西向展布，長軸長1800m，寬630m。礦體埋深於地表以下380.75～561.08m，自上而下分為3個礦體。Ⅰ礦體為鉭礦體，伴生鈮，礦體中部厚、向四周變薄，呈透鏡狀～似層狀。其中Ⅰ－1富鉭礦體厚度介於4.04～61.46m，平均厚31.81m，厚度變化系數65.35％；Ta₂O₅含量介於0.0050％～0.068％之間，平均0.0139％。Ⅰ礦體為主礦體，Ta₂O₅資源量占該礦床的85.92％；Nb₂O₅含量介於0.0030％～0.142％之間，平均0.0665％。Ⅱ礦體為鈮礦體，伴生鉭，礦體呈似層狀，厚度為8.08～31.24m，平均17.06m，厚度變化系數43.00％；Ta²O₅含量介於0.0032％～0.0085％之間，平均0.0058％，Nb²O₅介於0.0564％～0.139％之間，平均0.0937％。Ⅲ礦體為鈮礦，厚度小。礦體空間分布總體上鉭下鈮特徵極為明顯。Ⅰ礦體與Ⅱ礦體大多相連，僅局部有鈉長石花崗岩（夾石）或龍潭組砂泥岩捕虜體隔開；Ⅱ礦體與Ⅲ礦體均被龍潭組砂泥岩捕虜體隔開（圖1）。

3.2 礦石特徵

礦床礦石類型有鈉長石花崗岩型和花崗偉晶岩型兩種，以前者為主，約佔99％。本文主要敘述鈉長石花崗岩型礦石類型。

鈉長石花崗岩型礦石：呈灰白－灰色，中細粒自形－半自形晶粒狀結構，星散浸染狀構造。已查明礦物有51種，其中金屬礦物29種，非金屬礦物22種。以非金屬礦物佔主體，長石、石英、雲母等3種造岩礦物占總量的99.0％。主要有用礦物（礦石礦物）為鈮鉭鐵礦系列及細晶石，佔0.0798％，另有微量鋯石、螢石、黃玉等。岩石普遍具強弱不等的鈉長石化。

鈉長石花崗岩型礦石岩化指數：SiO₂含量67.07％～75.41％，平均71.73％，A12O3/Na₂O＋K₂O＋CaO（mol）＝1.017～1.137，平均1.058，logA·R＝4.288～5.726，平均5.102，屬准鋁質弱鹼性岩石類型。

3.3 礦石有益組分的賦存狀態

礦石主要有益組分為Ta²O₅、Nb²O₅，伴生有益組分有Li₂O、Rb₂O、Cs₂O、ZrO₂、HfO₂。Ta²O₅、Nb²O₅，主要以鈮鉭鐵礦形式存在，極少量為細晶石。鈮鉭鐵礦中鉭、鈮的分配率分別為81.25％和85.55％，其餘在長石、石英、雲母中鉭的佔有率分別為14.85％、2.34％和1.56％，且這部分鉭也是以鈮鉭鐵礦的形式存在，但難以解離。經電子探針分析：含鉭鈮鈉長石花崗岩中鈮鉭鐵礦系列，鈮與鉭、鐵與錳為完全類質同像，替代范圍廣、數量大，鈮鉭鐵礦中Ta²O₅含量從2.32％至77.35％，Nb²O₅含量從1.40％至76.46％，Ta²O₅：Nb²O₅比值在礦床頂部為2.48～1.64，下部為0.06～0.03，平均0.2，還有極少量鈦、鋯、稀土、釷等的混入。形成了鉭鐵礦、鈮鉭鐵礦、鈮鉭錳礦、鉭鈮鐵礦和鈮鐵礦等5種礦物，且呈現一定的垂直分帶，上部主要為富含鉭的鈮鉭鐵礦，下部為富含鈮的鈮鐵礦。鈮鉭鐵礦為最主要的有用工業礦物，是鈮、鉭存在的主要形式。

圖1 善安浜礦區Ⅰ勘探線剖面圖

鈮鉭鐵礦多呈自形、半自形晶粒狀，少數為他形粒狀，粒徑在0.076～0.5mm之間佔87.89％，主要呈粒間嵌存，占鈮鉭鐵礦總量的95.04％，多以單體狀態呈浸染狀分布於鈉長石花崗岩的基質中，在0.15～0.076mm粒級樣品中鈮鉭鐵礦解離率達95.86％。

伴生有益組分：ZrO₂、HfO₂主要以鋯石形式存在，Li₂O主要以含鋰白雲母、鐵鋰雲母、黑鱗雲母及鋰雲母的形式存在，Rb₂O在雲母、鉀長石中較為富集，Cs₂O主要富集於雲母中。

4 礦床成因

4.1 礦床成因分析

（1）鉭、鈮礦體絕大部分產於早白堊世善安浜單元鈉長石花崗岩中，極少量產在花崗偉晶岩內。

（2）善安浜單元鈉長石花崗岩侵位於善安浜背斜核部，呈頂蓋狀位於大焦山單元（J₃D_γ）中粗粒花崗岩、金山單元（K₁Jπ_γ）斑狀花崗岩之上，部分地段穿插於天池單元（K₁T_γ）中細粒花崗岩內，是岩體隆起的最上部，且規模相對較小。

（3）善安浜單元鈉長石花崗岩呈灰白－灰色，中細粒結構，主要礦物成分為鈉長石（20％～63％）、鉀長石（15％～35％）、斜長石（10％～15％）、石英（25％～35％）、雲母類（鐵鋰雲母、白雲母等，2％～4％），另有微量鋯石、螢石、黃玉等；岩石化學成分顯示該岩石為准鋁質弱鹼性類岩石。大量薄片鑒定資料顯示，岩石普遍具有強弱不等的鈉長石化，晶形較好、表面潔凈的鈉長石交代原岩中的石英、鉀長石、斜長石，使後者形態不規則或呈殘留狀。鈉長石化具有面性蝕變特徵，並伴有少量黑鱗雲母（鐵鋰雲母）化。

（4）鉭鈮礦與鈉長石化關系密切，通常存在鈉長石化強烈、鉭鈮更為富集的現象。

（5）鉭鈮分帶明顯，礦體上部鉭相對富集，下部鈮相對富集，中間呈連續漸變關系。

（6）蘇州地區的花崗岩為一自晚三疊世至晚白堊世多旋迴、多期次的酸性雜岩體，據蘇州西部超單元填圖資料，鈮鉭含量在晚三疊世光福序列岩石中，一般低於克拉克值，而在晚侏羅世至早白堊世的天平山超單元中，則由早至晚有逐步增高的趨勢，最高值均出現在晚期的善安浜單元和橫山單元。橫山單元中Ta、Nb含量分別為349.6×10^-6和11.4×10^-6，富集系數分別為16.65和3.23。善安浜單元在地表未見，而在礦區該單元岩石即為鉭鈮礦體。

由上述特徵可以看出，善安浜單元鈉長石花崗岩既是含礦岩體，也是鉭鈮的成礦母岩。在岩漿分異階段，鈮鉭相對富集並殘留在晚期岩漿中，富鈮鉭富鈉岩漿在熱力梯度作用下上升，引起花崗岩的自變質－鈉化，並同時析出鈮鉭（鈮鉭鐵礦），且多以單晶狀態呈星散狀嵌布於鈉長石花崗岩的基質中，主要嵌布於雲母、長石、石英之間。同時，由於鈮鉭元素在地球化學性質上的微小差別，致使在具多階段活動特徵的同一岩體中，鈮礦床形成較早，而鉭礦床則形成較晚［2］。在空間上表現為鈮礦體往往靠近岩體內部（下部），鉭礦體則位於岩體的邊部（上部）。

綜上所述，善安浜鉭礦的成因類型屬鈉長石（化）蝕變花崗岩類型礦床［3］。

4.2 成礦控制因素

（1）構造：花崗岩隆起構造。隆起體為花崗岩組成，中心位於善ZK1孔附近，隆起高度大於160m，走向北東，向四周傾斜。構造隆起頂部為富含鉭鈮鈉長石花崗岩及花崗偉晶岩，隆起構造為控礦、容礦構造。

（2）岩漿活動：蘇州主體花崗岩，即天平山超單元，屬中酸性A型花崗岩。具有多次侵入；鉭鈮高背景含量；揮發分氟含量高；具廣泛鈉長石化蝕變。

（3）圍岩：善安浜鉭鈮礦位於善安浜背斜的核部，上部圍岩為二疊系龍潭組，岩性主要有泥質粉砂岩、粉砂質泥岩、泥岩、粉砂岩、石英砂岩等，岩芯完整，裂隙不發育。

5 結束語

善安浜鉭礦床屬隱伏礦床，礦石類型主要為鈉長石花崗岩，產於蘇州花崗岩體向北延伸之局部隆起部位的頂部，頂板為龍潭組砂泥岩。礦床上鉭下鈮特徵明顯，自上而下分為3個礦體。Ⅰ礦體礦石物質成分研究表明：鈮鉭鐵礦是最主要有用礦物，佔有用礦物的99.87％，呈自形－半自形晶粒狀結構，微細粒星散浸染狀構造，主要呈粒間嵌存嵌布於雲母、長石、石英、鋯石間；87.89％的鈮鉭鐵礦顆粒粒徑在0.076～0.5mm之間，然而0.15～0.076mm粒級樣品中鈮鉭鐵礦的解離率達95.86％，解離性甚好。善安浜鉭礦床Ⅰ礦體經重——磁——浮聯合工藝流程選礦試驗，獲得鉭鈮精礦產品，品位（TaNb）₂O₅52.409％，回收率（TaNb）₂O₅69.62％；另有副產品：長石精礦、石英精礦、雲母精礦及鋯鉿精礦可綜合開發。善安浜鉭礦是蘇州花崗岩地區找礦取得的重大突破，研究善安浜鉭礦找礦標志和成礦規律，在長江中下游地區尋找該類型礦床具有重要意義。

參考文獻

［1］江蘇省地質礦產調查研究所.江蘇省蘇州西部花崗岩區譜系法填圖方法驗試報告.1993

［2］劉源駿等.鈮鉭礦地質及普查勘探.北京：地質出版社，1979

［3］江蘇省地質調查研究院.江蘇蘇州善安浜鉭礦評價報告.2001

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[4] Wang R C, Fontan F, Xu S J et al. The association of columbite, tantalite and tapiolite in the Suzhou granite, China. Canadian Mineralogist, 1997(35):699～706

Geologcal Characteristics and Mineralization Analysis of the Super Large-scale Ta Ore in Shan』 anbang, Suzhou, Jiangsu Province

He Jianping

(Jiangsu Institute of Geological Survey, Nanjing 210018)

Abstract: The Ta orebody is one of the outputs of the integrated investigation of land and resources assigned by Jiangxi institute of geological survey. It mainly consists of Albites and Granites, lies in the top of the insidious granite ridg y part, but little lies in the granites pegmatites .From top to bottom there are three parts: Part Ⅰ Ta ore, incidentally with Nb; Part Ⅱ and Ⅲ are Nb ore. Ore and mineral mostly comprises the series of Nb, Ta and Fe, with euhedral-hypidiomorphic fine grained texture and sporadic dip-dyed structure. Its primary instructive components are Ta, Nb with incidental Li, Rb, Cs, Zr and Hf. Metal Ta and Nb locate in the series of Nb, Ta and Fe, which mostly scatter about the ore of feldspar, isinglass, zircon and quartz. Ore have good selectivity. It』s estimated resources amount: Ta ore is of super large-scale and Nb is of medium-sized scale.

Key words: Ta deposit ; Geological characteristics; Mineralization analysis; Shananbang, Suzhou