俞寒飞，朱志成

（江西有色地质矿产勘查开发院，江西南昌330001）

1 钽铌矿体特征

松树岗隐伏花岗岩全岩蚀变矿化，岩体自上而下蚀变分带特征明显，钽铌矿化与蚀变关系密切。矿体赋存于蚀变花岗岩体内，矿体规模巨大，形态简单，矿化连续，有用组分分布均匀（图1）。

1.1 矿体内部特征及变化特点

矿化类型分带界定了矿体内部矿石类型分带及空 间分布特征。从上往下可分为伟晶岩型、钾长石化花岗岩型、云英岩化花岗岩型、钠长石化花岗岩型4种自然矿石类型。

钠长石化花岗岩型矿石占主体，赋存于矿体中、下部，呈厚大似层状分布；云英岩化花岗岩型矿石位于钠长石化花岗岩型矿石之上，呈似鞍状产出，局部蚀变强成云英岩；其它2种矿石类型分布不均一，量少连续性差，呈带状、薄壳状、似鞍状、团状产出。

1.2 钽铌矿物粒度变化

钽铌矿物主要为钽铌铁矿、细晶石。钠长石化花岗岩型矿石钽铌铁矿粒度变化不大，但比浅部矿段的云英岩化花岗岩型、钾长石化花岗岩型、伟晶岩型矿石的钽铌铁矿粒度增大，尤其是晶粒厚度增大显著，多大于0.04mm。

钠长石化花岗岩型矿石：钽铌铁矿长径粒度主要分布在0.08～0.6mm，短径粒度主要分布在0.04～0.3mm范围，长短径之比由浅部矿石的4.4:1变化为2.8:1。细晶石粒度与浅部矿石差别不大，主要粒度集中在0.04～0.16mm范围内。

云英岩化花岗岩型矿石：钽铌铁矿呈板状，粒度主要集中在0.04～0.32mm，短径为0.01～0.16mm。细晶石粒度主要集中在0.01～0.04mm。

钾长石化花岗岩型矿石：钽铌铁矿的长径粒度主要集中在0.04～0.32mm，短径为0.02～0.16mm，比伟晶岩矿石的钽铌铁矿板片厚度略有增加。细晶石常与钽铌铁矿相伴出现，呈八面体双锥状，细晶石粒度主要集中在0.02～0.32mm。

伟晶岩型矿石：以钽铌铁矿为主，少量细晶石。钽铌铁矿晶形多呈薄板状、板状，长径为0.04～0.32mm，短径为0.01～0.16mm。细晶石的数量较少，粒度主要集中在0.04～0.16mm粒级。

2 钽铌在矿石矿物中的赋存形式

2.1 云英岩化花岗岩型矿石

云英岩化花岗岩型矿石位于钽铌矿体上部，赋存于云英岩化花岗岩矿化带内。强蚀变地段可圈出云英岩型矿石。矿石中的钽铌矿物主要是钽铌铁矿、铀细晶石；含少量锡石和黑钨矿。

2.1.1 钽铌矿物嵌布粒度

磨制成光片，采用光学显微镜结合MLA测定其中钽铌铁矿和铀细晶石的嵌布粒度，钽铌铁矿为板状、薄板状晶体，平均长短径之比为3.1∶1。

钽铌铁矿的粒度(短径)在0.01～0.16mm之间，大于0.04mm的钽铌铁矿占54%。

铀细晶石主要分布在钾长石中或钾长石与铁锂云母之间，粒度在0.01～0.04mm之间。

2.1.2 主要矿物的嵌布状态和矿物特性

(1)钽铌铁矿(FeMn)(NbTa)2O6。本矿石中铌钽矿物属于钽铁矿与铌铁矿之间过渡矿物，Nb与Ta之间因类质同象替代而变化，Nb2O5在11%～71%，Ta2O5在6%～59%之间变化，大多富铁贫锰，钽铌铁矿大多含钨，个别含WO3达18.70%，此外，钽铌铁矿还含少量稀散元素钪，可在钽铌冶炼过程综合回收。钽铌铁矿呈薄板—厚板状，平均长短径之比为3.1∶1，颜色为黑色，粉末为带黑的褐红色，半金属光泽，半透明，参差状断口，性脆，硬度4.2～7，密度5.37～7.85g/cm3，密度随钽的含量变化，含钽越多，密度越大。具电磁性，在外加磁场650～850mT时可进入磁性产品。

矿石中钽铌铁矿一般呈板状嵌布在云母、长石、石英中，常见钽铌铁矿与锡石、黑钨矿连生，两者一同嵌布在石英中，可见微细粒钽铌铁矿包裹于云母或长石中。

(2)细晶石(Ca,Na)2(Ta,Nb)2O6(O,OH,F)。铀细晶石也是矿石中主要的钽铌矿物之一。细晶石的理论化学成分为：CaO 10.43%、Na2O 5.76%、Ta2O582.14%、H2O 1.67%。B组阳离子中以Ta为主，阴离子经常是F-、OH-代替O2-，A组阳离子中U4+代替Ca2+，而使结构产生缺席结构。

通过对矿石中的铀细晶石化学成分能谱检测结果表明，该细晶石富含铀，含少量钍，平均含Ta2O565.01%，Nb2O56.62%。铀细晶石一般呈浅黄色、黄褐色，玻璃—油脂光泽，莫氏硬度5～6，密度5.9～6.4g/cm3。

矿石中的铀细晶石含量约为铌铁矿的三分之一，粒度比铌铁矿细，可见铀细晶石嵌布于石英、铁锂云母、绿泥石等矿物中，或见铀细晶石嵌布于长石与黄玉之间，并可见铀细晶石与铌钽铁矿连生。

2.1.3 主要有用组分在矿石中的赋存状态

（1）钽在矿石中的赋存状态。根据原矿矿物定量和各主要矿物的含钽量，钽在各矿物中的平衡分配见表1。

结果表明，铀细晶石中的钽占原矿总钽量的38.02%；钽铌铁矿中的钽占总钽量的37.64%，赋存于锡石中的钽占原矿总钽量的4.66%；赋存于黑钨矿中的钽占原矿总钽量的0.08%；分散于云母中的钽占原矿总钽量的13.98%；分散于石英、长石、黄玉中的钽分别占原矿总钽量的2.66%、1.44%和1.52%，合计5.62%。预计从钽铌铁矿和铀细晶石中回收钽，钽的理论回收率为76%左右。

表1 钽在各矿物中的平衡分配

无磁性的铀细晶石中的钽的占有率与弱磁性的钽铌铁矿中的钽的占有率相当，因此，该矿样中的钽不适合采用磁选回收。

(2)铌在矿石中的赋存状态。根据原矿矿物定量和各主要矿物的含铌量，铌在各矿物中的平衡分配如表2所示。结果表明，钽铌铁矿中的铌占原矿总铌量的82.54%；铀细晶石中的铌占总铌量的3.42%，赋存于锡石中的铌占原矿总铌量的1.49%；赋存于黑钨矿中的铌占原矿总铌量的0.14%；分散于云母中的铌占原矿总铌量的7.71%；分散于石英、长石、黄玉中的铌分别占原矿总铌量的2.34%、1.01%和1.34%，合计4.69%。预计从钽铌铁矿和铀细晶石中回收铌，铌的理论回收率为86%左右。

2.2 钠长石化花岗岩型矿石

本矿石中钽铌矿物主要为钽铌铁矿。

2.2.1 钽铌矿物嵌布粒度

采用显微镜从原矿块矿测定矿石中主要矿物的嵌布粒度，矿石中钽铌铁矿嵌布粒度较细，嵌布粒度主要分布在0.01～0.16mm的粒级范围内，大于0.02mm的钽铌铁矿约占83%，略粗于云英岩矿石中的钽铌铁矿；铀细晶石的嵌布粒度非常微细，其中小于0.01mm的铀细晶石占18%以上，大于0.04mm的仅占约40%；铁锂云母属于成岩矿物，其嵌布粒度相对较粗。

2.2.2 主要矿物的嵌布状态和矿物特性

(1)铌铁矿(Fe,Mn)Nb2O6—钽铁矿(Fe,Mn)Ta2O6。本类矿物中，铁与锰、铌与钽分别为完全类质同象，有钛、锡、钨、锆等混入，化学成分变化很大。根据A、B组阳离子中铁/锰和铌/钽原子比分为4个亚种：铌铁矿、铌锰矿、钽铁矿和钽锰矿。本矿石中属于富铁系列的铌铁矿(Fe,Mn)Nb2O6—钽铁矿(Fe,Mn)Ta2O6，多数为富铌贫钽的钽铌铁矿，少数为富钽贫铌的铌钽铁矿。

表2 铌在各矿物中的平衡分配

根据钽铌比例，可分为富铌的钽铌铁矿和富钽的铌钽铁矿，钽铌铁矿在本矿石中占大多数，平均Nb2O562.04%，Ta2O513.63%；铌钽铁矿在本矿石中占少数，平均Nb2O515.16%，Ta2O553.45%，两者的铁含量均远大于锰含量，并普遍混入钛、钪、锡、钨等杂质，值得注意的是该钽铌铁矿中较富钪，可在钽铌冶炼过程综合回收。

因本矿石中以钽铌铁矿为主体，为了方便叙述，统称为钽铌铁矿，单矿物化学分析：Ta2O517.23%，Nb2O554.38%。钽铌铁矿呈亮黑色，不透明，金属—半金属光泽，矿物单晶体呈板状和短柱状，常呈粒状集合体；性脆，硬度6（铌铁矿）～6.5（钽铁矿），密度随含钽量的增加而增加，介于5.15～8.20g/cm3之间；具电磁性，含铌越高，随之含铁越高，磁性越强，含钽越高，随之磁性越弱，本矿石中钽铌铁矿大多数在650mT进入磁性产品，少数含钽高的铌钽铁矿磁性较弱，在800～1300mT进入磁性产品。

铌铁矿常见呈板状、短柱状或粒状，多数单个晶粒出现，有时也见多个晶粒相互嵌连，有时可见钽铌铁矿具富钽环边。主要嵌布于铁锂云母中，少数嵌布于长石、石英和黄玉等矿物内部或颗粒间隙，常见与锡石形成连生或共生。

(2)铀细晶石(Ca,Na)2(Ta,Nb)2O6(OH)。细晶石富含铀，为细晶石的富铀变种，平均Ta2O568.47%，Nb2O54.51%，UO212.15%，并含Pb以及Ce、Nd、La等稀土元素，还混入少量Fe、Mn。一般细晶石呈黄褐色，少数呈黄白色，铀细晶石为深褐色、黑色，具八面体或四角三八面体的聚晶，或呈不规则粒状；玻璃—油脂光泽，密度5.9～6.4g/cm3，莫氏硬度5～6。铀细晶石在本矿石中含量极少，偶见嵌布于长石、石英颗粒中或粒间。

2.2.3 主要有用组分在矿石中的赋存状态

(1)钽在矿石中的平衡分配。钽在矿石中的平衡分配见表3。钽主要以钽铌铁矿和铀细晶石的矿物形式存在，钽的占有率分别为57.30%和21.95%，锡石中含钽8.50%；分散于铁锂云母、长石和石英中的钽分别为6.63%、3.21%和2.42%。

表3 钽在各矿物中的平衡分配

(2)铌在矿石中的平衡分配。铌在矿石中的平衡分配见表4。铌主要以钽铌铁矿矿物形式存在，钽铌铁矿中铌的占有率达88.33%；赋存于铀细晶石、锡石、黑钨矿中的铌分别为0.71%、0.66%和1.28%；分散于铁锂云母、长石和石英中的铌分别为6.01%、1.83%和1.18%。

3 结论

(1)铌钽主要形成独立矿物钽铌铁矿和细晶石。Ta2O5形成独立矿物占有率从42.1%～82.5%，平均为69%，其中以钠长石化花岗岩最高，钾长石化钠长石化云英岩化花岗岩次之，云英岩、伟晶岩为最低；Nb2O5形成独立矿物占有率从41.8%～83.5%，平均为67.6%，其中也以钾长石化钠长石化云英岩化花岗岩、钠长石化花岗岩为最高，云英岩为最低。

(2)包裹于锡石但以独立矿物存在的Ta2O5从6.0%～37.2%，Nb2O5从2.0%～25.0%，其中以钠长石化花岗岩为最低，钾长石化钠长石化云英岩化花岗岩为次之，云英岩、伟晶岩为最高。Ta2O5最高可达37.2%，Nb2O5最高可达25.0%

(3)包裹于黄玉中Ta2O5从1.8%～17.7%，Nb2O5从0.3%～3.6%，其中以云英岩钨矿体及伟晶岩为最高，钾长石化钠长石化云英岩化花岗岩次之，钠长石化花岗岩、云英岩锡矿体最低。

表4 铌在各矿物中的平衡分配

(4)以类质同象分散到铁锂云母或黑钨矿中的Ta2O5占有率从0.6%～22.7%，Nb2O5从2.2%～51.4%，其中以云英岩为最高，钾长石化钠长石化云英岩化花岗岩、钠长石化花岗岩次之，伟晶岩为最低。

(5)被包裹于造岩矿物中的铌钽量一般都比较低，Ta2O5从2.3%～9.0%，平均3.7%；Nb2O5从1.8%～9.5%，平均3.1%。石英中含Nb2O50.008%～0.0014%，Ta2O50.0042%～0.0078%；钠长石含Nb2O50.0011%～0.0017%，Ta2O50.0003%～0.0035%；钾长石含Nb2O50.0015%～0.0074%，Ta2O50.0043%～0.0073%；铁锂云母含 Nb2O50.0083%～0.0109%，Ta2O50.0083%～0.0172%。说明钽铌主要以独立矿物出现。