湖北庙垭碳酸岩杂岩体中铌赋存状态及富集机制：矿物化学制约

Occurrences and Enrichment Mechanism of Niobium in Miaoya Carbonatite Complex, Hubei Province, China：Constrains from Mineral Chemistry

摘要

庙垭碳酸岩杂岩体位于南秦岭武当地块西南缘，主要由富铌、稀土的碳酸岩和正长岩组成，是我国第二大碳酸岩型铌矿床. 前人对碳酸岩中稀土元素的矿化机理进行了详细的研究，但铌元素的富集机制还尚未清楚. 因此对其开展了详细的岩石学、矿物学及矿物化学研究. 庙垭杂岩体主要由碳酸岩和正长岩组成，碳酸岩多呈岩脉或岩株状侵入正长岩中. 庙垭铌-稀土矿床含铌矿物主要有铌金红石、含Nb-Ti-Zr矿物、铌铁矿、富铀烧绿石和铌钛铀矿等. 铌金红石和Nb-Ti-Zr氧化物呈自形-半自形，Nb₂O₅含量较高（分别为1.10%~3.35%和8.58%~18.64%）. Nb-Ti-Zr硅酸盐赋存于Nb-Ti-Zr氧化物裂隙内或沿其边缘分布，常与钠长石细脉伴生，Nb₂O₅含量为1.75%~6.00%. 铌铁矿呈它形细粒状结构，空间上与含Nb-Ti-Zr氧化物共生，显示较高的Nb₂O₅及FeO含量（72.30%~75.75%和18.52%~18.81%）. 富铀烧绿石呈不规则粒状或者交生结构，具有较高含量的Nb₂O₅（35.42%~36.45%）和UO₂（25.68%~26.76%），高的A位空缺值（0.55~0.74 apfu）和低的Na₂O、F含量（低于检测线和0.32%~0.79%）. 铌钛铀矿呈残骸状或椭圆状假晶，空间上依次伴生赤铁矿和黄铁矿，显著富集Nb₂O₅、UO₂和TiO₂. （结论）. 综上，初步认为庙垭碳酸岩杂岩体中铌富集受控于岩浆和热液过程. 贫铌矿物和富F矿物在富Nb母岩浆中早先结晶导致残余熔体中Nb含量逐渐升高，最终结晶出铌金红石、Nb-Ti-Zr氧化物、富铀烧绿石、铌钛铀矿. 后期富Na、Si、Fe热液沿裂隙交代原生含铌矿物，经活化、迁移、沉淀形成了次生含铌矿物（Nb-Ti-Zr硅酸盐、铌铁矿等）.

关键词

庙垭碳酸岩杂岩体 / 铌富集机制 / 结晶分异 / 热液交代 / 岩浆-热液过程 / 矿床学

Key words

Miaoya carbonatite complex / Nb enrichment mechanism / fractional crystallization / hydrothermal metasomatism / magmatic and hydrothermal processes / ore deposit

基金资助

国家自然科学基金项目(42072082)

湖北省自然科学基金项目(2022CFB116)

核工业地质局地勘费项目(202107)