刘立柱

（中国建筑材料工业地质勘查中心辽宁总队，辽宁 沈阳 110004）

马家沟铌钽矿于2019～2020年普查找矿工作中发现。矿床位于旧庙（断凸）Fe-萤石Ⅴ级成矿远景区（Ⅲ-57-①-1）内，属花岗伟晶岩型铌钽矿床。该成果的取得是辽西地区稀有金属找矿勘查工作的一大突破，进一步丰富了稀有金属矿床成矿理论，对该区找矿勘查工作有重要的指导意义。

本文在详细研究矿床地质特征的基础上，总结了该矿床成因，确定了主要找矿标志，为进一步在区域内寻找铌钽等稀有金属矿产指明了方向。

1 区域地质背景

矿区大地构造位置处于柴达木—华北板块（Ⅲ）、华北陆块（Ⅲ-5）、华北北缘隆起带（Ⅲ-5-3）、建平隆起（Ⅲ-5-3-2）、旧庙凸起（Ⅲ-5-3-2-2）南部[1]。

1.1 区域地层

区域出露地层主要有新太古代庄头营子片麻杂岩（Aγ3Zgnc）、中生界下白垩系义县组（K1y）、九佛堂组（K1j），上白垩系孙家湾组（K2s）及第四系上更新统、全新统地层，以新太古代地层为主。

1.2 区域构造

区域构造主要为中元古代NE向褶皱，中生代—新生代NNE、NE、NEE、NW向断裂。矿区附近规模较大断裂有上迈来断裂、莫牛海—樱桃沟断裂。

1.3 区域岩浆岩

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区出露地层较简单，除了零星分布一些第四系松散沉积物外，全部为新太古代庄头营子片麻杂岩。岩石类型为角闪斜长片麻岩、角闪片麻岩、黑云斜长片麻岩等。岩石片麻理发育，普遍受混合岩化作用，局部形成沿片麻理发育的长英质细脉体。岩石类型以角闪斜长片麻岩为主（图1）。

2.2 构造

矿区未见明显断裂及褶皱构造，角闪斜长片麻岩呈单斜产出，产状较陡。

2.3 岩浆岩

矿区内出露的岩浆岩主要为海西期中二叠世中细粒二长花岗岩（ηγP2）。规模较大者为3条二长花岗岩脉，形态为脉状，岩脉出露长度不一，脉体走向为NEE、NE-NW，倾角较陡，局部近直立。其中ηγP2-1规模最大（见表1）。

表1 二长花岗岩脉特征一览表

二长花岗岩脉产状主要受构造裂隙控制，与围岩片麻理产状无关,分布于矿区南部和北部，岩石类型为中细粒二长花岗岩，新鲜面呈浅粉色—粉红色，风化面呈黄褐色，中细粒花岗结构，块状构造[3]。

3 花岗伟晶岩脉特征

3.1 花岗伟晶岩脉的数量、形态、产状、规模及分布规律

矿区内共发现9条花岗伟晶岩脉，其中地表出露6条，钻孔控制3条。均产于角闪斜长片麻岩中。花岗伟晶岩脉延长 92～284m，延深 25～79m，厚度 0.89～4.4m。形态简单，均为脉状。产状走向NEE、NW、NE，倾向NW、NE、SW，倾角35°～60°。伟晶岩脉产状主要受构造裂隙控制，而与片麻理走向无关，与围岩呈侵入接触关系。9条伟晶岩脉中只有γρ2、γρ3伟晶岩脉分带齐全完整明显，其它脉体分带不清且无规律（表2）。

表2 花岗伟晶岩脉特征一览表

3.2 花岗伟晶岩脉矿物成分、化学成分

主要矿物成分为微斜条纹长石、斜长石、石英，其次是白云母，其它微量矿物有石榴子石、磷灰石等。

平均化学成分为SiO268.87%，Al2O316.37%，Fe2O31.67% ，TiO20.22% ，CaO1.92% ，MgO0.35% ，K2O3.12%，Na2O3.61%。

3.3 花岗伟晶岩脉内部结构特征

花岗伟晶岩脉多数为粒状结构，少量具有文象结构、块体结构。

磁通切换电动机的研究方法主要包括有限元法和等效磁路法等方法。下面主要通过对永磁型磁通切换电动机的的研究方法发展，来了解磁通切换电动机的分析方法。

根据花岗伟晶岩脉结晶分异程度，其结构划分标准[3]如下：

（1）粒状结构：

①细粒结构：＜2mm；

②中粒结构：2～5mm；

③粗粒结构：5～25mm。

（2）文象、似文象结构：

①微细文象结构：石英宽＜0.1mm；

②细(似)文象结构：石英宽0.1～1mm；

③中(似)文象结构：石英宽1～2mm；

④粗(似)文象结构：石英宽＞2mm。

（3）块体结构：

①石英长石小块体：2.5～5cm；

②石英长石块体：5～30cm；

③石英长石巨块体：＞30cm。

4 铌钽矿体地质特征

4.1 矿体特征

矿区内共圈出4 条铌钽矿体，分别赋存于γρ1、γρ2、γρ3、γρ6花岗伟晶岩脉中，矿体形态简单，均呈脉状，与其产状一致。矿体长度为57～187m，矿体平均厚度为1.02～1.56m。Nb2O5平均品位为（223.10～357.40）×10-6；Ta2O5平均品位为（22.38～53.62）×10-6；Nb2O5+Ta2O5平均品位为（245.48～410.18）×10-6（表3）。矿体沿走向、倾向具有变薄、歼灭、分枝复合等现象。图2为②号矿体第2勘探线剖面图。

表3 矿体特征一览表

4.2 矿石结构、构造

矿石岩性为花岗伟晶岩，浅粉红色—肉红色，矿石结构主要为中粗粒伟晶结构、小块体结构、块体结构，少量为似文象结构。构造为块状构造。

4.3 矿石物质成分

矿石中金属矿物含量少，占矿物总量2%左右，主要为铌铁矿、磁铁矿、针铁矿、黄铜矿、闪锌矿等。

铌铁矿属斜方晶系，多为半自形晶，多呈板状或短柱状，少量呈不规则片状，集合体呈块状。颜色呈褐黑至黑色，半金属光泽。大小不均匀，多小于0.2mm×0.4mm。铌铁矿为主要矿石矿物，在矿石中分布不均。

脉石矿物占矿物总量98%左右，主要由斜长石、微斜条纹长石等长石类矿物和石英组成，两者占90%以上；其次是白云母，一般占5%～10%；其它微量矿物有石榴子石、磷灰石、电气石、锆石等。

5 矿床成因及找矿标志

5.1 矿床成因

矿区内共圈出4条铌钽矿体，赋存于花岗伟晶岩脉中，围岩为角闪斜长片麻岩。

伟晶岩脉产状主要受构造裂隙控制，而与片麻理走向无关。与围岩呈侵入接触关系。

在海西期，在构造应力作用下，岩浆侵入到围岩裂隙中，形成伟晶岩脉。伟晶岩的形成过程即为从岩浆到热液的演化过程，在伟晶岩形成前期，以结晶分异作用为主，随着温度降低，伟晶岩中的石英、长石、云母以及稀有元素矿物铌铁矿等从熔浆中逐渐结晶出来，熔浆产生分异作用而使伟晶岩形成分带构造[4]。伟晶岩中富含水等挥发组分，使其与铌、钽等稀有金属元素组成各类络合物，该类络合物携带成矿元素迁移并逐渐富集于伟晶岩内，形成伟晶岩型稀有金属矿床[5-6]。

综上所述，该矿床成因类型属花岗伟晶岩型铌钽矿床[7-8]。

5.2 找矿标志

该区铌钽矿体赋存于伟晶岩脉中，伟晶岩即为赋矿岩石。伟晶岩具有明显的伟晶结构，块状构造。与围岩接触界线清晰，在野外肉眼容易辨别。此外，由于伟晶岩脉抗风化，在地貌上多为正地形。因此，花岗伟晶岩脉可作为直接找矿标志。

5.3 找矿方向

在辽西地区广泛分布新太古代庄头营子片麻杂岩地层，其中花岗伟晶岩脉发育，为在该区寻找该类型矿床，提供了良好地质条件，应为铌钽等稀有金属矿产重点普查找矿远景区。