福建省南平市西坑铌钽矿床

一、发现、勘查史

西坑大型铌钽稀有金属矿床位于福建省南平市西直距8公里处，地理座标：东经118°06′，北纬26°40′，面积16平方公里。

本矿区是1960～1966年在该区开展1：20万南平幅区域地质矿产调查时，经检查锡石重砂异常，发现了含锡石及铌钽铁矿的伟晶岩脉。1970年进行了铌钽稀有金属矿产普查，又发现一些新的含矿伟晶岩脉，并对其中的2、6号矿脉进行深部验证，初步确定了矿区的远景。西坑矿区自1970至1985年间，先后进行了不同程度的勘查工作，将矿区划分为西坑南、西坑北、溪源头南、溪源头北、玉帝庵、石笋坑等六个矿段。其中，西坑南、溪源头南矿段已提交勘探报告，西坑北矿段和玉帝庵、石笋坑矿段分别达详查和普查程度。矿区勘查投入的主要工作量有：硐探2818米、钻探95591米、井探1303米、基本分析样15531个、可选性试验样4个。

该矿床现由闽宁铌钽矿业开发有限公司进行地下开采。

二、区域地质

西坑矿区位于华南褶皱区东部，闽西北隆起带与闽西南拗陷带交界处靠北东向的政和—大埔断裂带一侧。属加里东期基底褶皱隆起带。

区内地层主要出露前震旦纪建瓯群(AnZ)区域变质岩系，其次为早侏罗世梨山组(J1l)和晚侏罗世长林组(J3c)、南园组(J3n)陆相沉积—火山岩系。此外，晚泥盆世～早三叠世地层均为小面积或零星分布。前震旦纪建瓯群分布于南平安丰桥—沙县下柳源一带的广大地区。由老至新为迪口组(AnZd)、龙北溪组(AnZl)、大岭组(AnZdl)、麻源组(AnZm)、吴垱组(AnZw)。麻源组分布于西坑、西芹至西南部的沙县下柳源一带，出露面积最大，岩性为斜长变粒岩、云母石英(斜长)片岩、石英(斜长)云母片岩和云母片岩，为区内含矿伟晶岩脉的主要围岩。

区内褶皱、断裂构造发育。南平复式向斜为本区基底地层复式褶皱的一级构造，北起安丰桥，南至郑湖一带，长50公里，宽15公里，轴向北段为北东，南段转为南北向。南平西坑—沙县下柳源稀有金属成矿带位于基底地层复式向斜内。复式向斜的次级褶皱极为发育，主要有北东向和南北向两组，后一组形成时间略晚，它迁就、改造早期褶皱而呈“S”型展布。北东向次级褶皱主要有上村背斜、东山坪向斜、留地背斜等;南北向次级褶皱有石笋坑背斜、溪源头背斜、西坑背斜等。这些次级褶皱中还发育有更低序次的褶皱，含矿伟晶岩脉的形成主要受低序次小褶皱所控制。区内断裂构造按走向分为近南北向、北东向及北西向三组，断层加里东期可能形成于或海西期，其后具长期活动性。北西向断层形成较晚，多具平推性质。

区内侵入岩分布广泛，岩类复杂，主要有加里东期花岗岩(γ3)、 海西期花岗岩(γ41)和燕山早期花岗岩(γ52)，且以.燕山早期黑云母花岗岩(γ52(3)C)分布最广，规模最大。海西期片麻状黑云母花岗岩(西芹、溪坪岩体)和片麻状二长花岗岩(金龙岩岩体)与区内的伟晶岩脉存在时空和成因联系，岩体内见有伟晶状析离体及钾长石脉等，岩石常见熔蚀交代结构，普遍具片麻状以及眼球状构造，片麻理与区域构造线近于一致。岩体与围岩有时呈过渡关系。副矿物组合为磁铁矿-钛铁矿-榍石-褐帘石-磷灰石-锆石，还见有锡石、铌铁矿、含铪锆石等。岩石化学成分以高硅、富碱、过铝及贫Ti、Fe、Mg、Ca为特点，稀土组成为富轻稀土型，具负Eu异常。西芹岩体全岩Rb-Sr等时线年龄295±30Ma。

区内脉岩也很发育，主要有早期的花岗伟晶岩(ρ)和晚期的花岗斑岩(γπ)、辉绿(玢)岩(βμ)等。自南平西坑至沙县下柳源，已查明伟晶岩脉400余条，单脉长几米-数百米，厚几十厘米-几十米，而脉群(组)长几百米至1300米，厚达58米。按主要造岩矿物分为四种类型：Ⅰ.钾长-斜长石型;Ⅱ.钠长石-钾长石型;Ⅲ.钾长石-钠长石型;Ⅳ.钠长石～锂辉石型。一般Ⅲ、Ⅳ类型构成铌钽工业矿体;Ⅳ类型具大、中型钽矿床规模。各类型伟晶岩在空间上具有一定的水平分带，即自Ⅰ至Ⅳ类型，从花岗岩体向外展布，其变化特点是：由斜交围岩片理、脉状产出为主，到平行围岩片理、透镜状产出为主，规模趋于增大;内部构造及矿物共生组合趋于复杂，钠长石、锂辉石的含量增多，钾长石含量减少，为钽富集成矿提供了重要条件;稀有元素矿化随类型演化由弱而强，矿化类型由Nb、Ta→Nb、Ta、Sn、Be→Nb、Ta、Sn、Be、Li、Cs。

三、矿区地质

(一) 地层

区内地层以前震旦纪建瓯群麻源组变质岩系分布最广，早侏罗世梨山组和晚侏罗世长林组陆相沉积岩于矿区两侧出露。

前震旦纪建瓯群麻源组中段(AnZm2)：岩性为云母斜长变粒岩与云母石英(斜长)片岩、石英(斜长)云母片岩互层，并有自下而上由变粒岩为主逐渐过渡为片岩占优势。总厚度1175米。

侏罗纪地层：矿区东侧、北部出露早侏罗世梨山组(J1l)中厚层状砾岩、砂砾岩、长石砂岩夹薄层状粉砂岩，厚度>30米。矿区西北角出露晚侏罗世长林组(J3c)厚层状长石石英砂砾岩、凝灰质砂砾岩、凝灰质砂岩、粉砂岩，厚度>30米。

(二)构造

矿区内主体构造线呈北东向，受后期南北向褶皱叠加改造使其方位局部发生偏转。断裂仅对低序次褶皱有破坏作用，对主体构造不具影响。

1. 褶皱

北东向上村复背斜：纵贯全区，长大于5.5公里，宽2公里，轴向总体北东、轴面倾向北西，倾角80～85°形态开阔，向南南西倾伏，倾伏角20～30°矿区伟晶岩的展布主要受上村复背斜控制，脉群和脉体的形态则受更低序次褶皱、挠折控制。

南北向褶皱：有石笋坑复式背斜、溪源头复式背斜和西坑背斜，长约0.6～1.3公里，宽0.2～0.7公里。轴向近南北，轴面近直立或倾向东、西。

区内次级褶皱发育，轴向一般与主褶皱轴向近于平行，褶皱形态多为不对称，次级向斜、背斜一般呈对偶出现(向斜居东、背斜居西)， 发育程度随着远离主褶皱轴部趋于减弱以至消失。

2. 断裂

区内断裂构造不发育，多属伟晶岩成岩后构造，但对伟晶岩不具明显破坏作用。按其走向可分为北北东向、北东向、北北西向及北西向四组，前两组多属逆冲断层，断面较为平整，倾角陡，沿走向、倾向呈舒缓波状，发育有一定宽度的挤压破碎带，断距一般数米，个别达数十米;北北西向、北西向断层多表现为平推—正断层，陡倾角、断面不平整，破碎带较宽，垂直断距数十厘米至十几米。

矿区内裂隙构造发育，主要有北西西向和北东东向两组，一般具数十厘米至数米的位移。

(三)岩浆岩

矿区内未出露较大的侵入岩体，而脉岩广泛分布，主要有伟晶岩及花岗斑岩(石英斑岩)、辉绿(玢)岩、闪长玢岩、石英脉等。

1.伟晶岩的产状、形态及分布

区内伟晶岩脉已编号的有37条，其中溪源头南矿段12条，西坑南4条，溪源头北6条，西坑北8条，玉帝庵4条，石笋坑3条。伟晶岩均赋存于前震旦纪建瓯群麻源组中段中-浅变质岩中，一般顺围岩片理贯入，局部斜交片理，伟晶岩与围岩多呈突变关系，界线清楚;伟晶岩形态以透镜状为主，脉状次之，不规则状少见，局部具膨胀收缩或肠曲状特征。脉体(群)在平、剖面上多具斜列特点，空间上多呈“S”形或反“S”形弯曲;伟晶岩的分布疏密不均，大小悬殊，单脉一 般长数十米，厚几十厘米至数米。分布集中者常组成脉(组)群，长可达千余米，厚数十米;伟晶岩铌钽矿化普遍，钽含量高低与伟晶岩类型关系密切，钠长石—锂辉石型一般钽含量高，钽铌比值一般大于1。规模较大的伟晶岩脉有西坑南矿段的2、6、14号脉和溪源头南矿段的31、51、52号脉，其它脉体零星分布，规模小。

6号脉：位于西坑南矿段东北部，分为六个脉组。走向北北西，倾向南西西，倾角45～60°。总长250～580米以上，延深40～100米(最深150米)，厚数米至十余米，最厚22.28米，局部迭加厚度达43.62米。脉体形态以透镜状为主，分叉复合、尖灭侧现屡见，褶皱强烈地段，形态趋于复杂。

14号脉：分布于西坑南矿段东南部，分三个脉组，由1-4个单体组成。脉体走向北西西～北东，倾向南南西～南东，倾角45～60°。延深一般数十至百余米，最深200米。厚度一般数米，最大13.54米。脉体形态为透镜状，有挠曲现象。

31号脉：分布于溪源头南矿段中部，由7个脉体(组)组成的脉群，脉群长达1220米。脉体(组)一般长380～560米(最长700米)，平均延深90米(最大301米)，平均厚度5.65米(最大32.38米)。脉群走向北北东，倾向西，倾角变化大，一般35～500，局部直立或倒转。单体展布规律：平面上多呈左行斜列，剖面上多具侧列。脉体形态以扁长透镜状为主，局部具膨胀收缩现象。

2.伟晶岩的内部构造及分带特征

伟晶岩类型以钠长石-锂辉石型为主，钾长石-钠长石型次之。伟晶岩内部分带一般不明显，钠长石-锂辉石型的矿物组合类型较为复杂，带状构造较明显，从脉体边缘到中央可分出以下几种矿物组合体和结构带：

钾长石-钠长石型(Ⅲ)：边缘带，石英-细鳞白云母组合体;内侧带，(石英)-钠长石组合体、石英-叠片状白云母组合体;混合带，石英-钠长石-腐锂辉石(钾长石)组合体;中央带，石英-钾长石组合体。

钠长石-锂辉石型(Ⅳ)：边缘带，石英-细鳞白云母组合体;内侧带，(石英)-钠长石组合体、石英-叠层状白云母组合体;混合带，石英-钠长石-腐锂辉石(钾长石)组合体;中央带，石英-锂辉石组含体、(石英)-钾长石组合体。

以上矿物组合体按其空间分布、结构构造及生成关系归并为边缘、内侧、混合、中央四个带。各带伟晶岩体一般具不对称或断续分布。各矿物组合体(带)特征：

石英-钾长石：一般分布于规模较大伟晶岩脉的中下部，占伟晶岩厚度的3%～9%。一般具块体结构，局部见准文象结构。由巨晶钾长石(40%～80%)和不规则石英条带(10%～30%)组成。局部见散片状白云母、磷锂铝石、钠长石等。稀有矿物有铌铁矿，偶见绿柱石。化学成分以钾、钕含量高，相对贫铌钽为特点。

石英—锂辉石(磷锂铝石)：一般断续分布于伟晶岩脉的中下部，占伟晶岩厚度的5%～15.4%。可进一步分为石英-锂辉石、石英-磷锂铝石、石英块体三个组合。该组合以块体结构为主，由块体石英和巨晶锂辉石、团块状磷锂铝石组成。次为钾长石、钠长石和白云母，铌钽铁矿、绿柱石。特征稀有矿物为铯沸石。

石英-钠长石-腐锂辉石(钾长石)：本组合在Ⅲ、Ⅳ类型伟晶岩中分布较广泛，占伟晶岩厚度的24%～60%。以交代残余、假象结构普遍为主要特点。矿物成分、含量变化大，主要矿物有石英、钠长石、腐锂辉石，次为呈交代残余的锂辉石、钾长石，含铌钽铁矿、锡锰钽矿以及绿柱石、含钽锡石。

石英-叠层状白云母：常居石英-钠长石组合体内侧，有时与石英-细磷白云母组合体直接接触。占伟晶岩厚度的15.2%。具粒状镶嵌结构条带状、块状构造。主要矿物为粒状集合体石英(50%～85%)和叠层状白云母(10%～40%)，局部含腐锂辉石、钾长石、绿柱石、钽铌铁矿及含钽锡石。

石英-钠长石：本组合体为Ⅳ类型伟晶岩的主体，占伟晶岩厚度的10%～34.9%。具细粒结构，块状、条带状构造。主要矿物由粒状或条带状石英(20%～40%)和细晶钠长石(60%～80%)组成。含铌钽铁矿、富铪锆石、含钽锡石、锂铁电气石。

石英-细鳞白云母：多分布于伟晶岩体边缘，构成厚数厘米至数十厘米的“外壳”，占伟晶岩厚度的2.1%。具花岗鳞片变晶结构，片状、条带状构造。主要矿物由40～70%他形粒状石英和30%～40%细鳞片状白云母组成，局部含10%～25%的细晶钠长石，构成石英-钠长石-细鳞白云母组合。稀有矿物主要有铌钽铁矿、细晶石、绿柱石、含钽锡石等。