钽锰矿属于铌钽矿物铌铁矿-钽铁矿一族，晶体化学式为(Mn,Fe)Ta2O6。铌钽矿物多产于世界各地的伟晶岩和花岗岩中，如可可托海3号伟晶岩脉中的铌钽铁(锰)矿、细晶石、重钽矿等[1-4]，苏州花岗岩中的铌铁矿和钽铌铁矿[5]，法国中央高原Beauvoir花岗岩中的铌锰矿[6]，瑞士Varutrask 花岗伟晶岩中的铌铁矿、锡钽锰矿、重钽铁矿等[7]，西班牙LA Canalita伟晶岩中的钽铁矿、钽锰矿[8]及斯洛伐克Jezuitské Lesy伟晶岩中的铌铁矿、重钽铁矿等[9]。前人对于铌钽矿物作了较多研究，包括矿物的化学成分、物理性质等[7,10-13]。近年来，越来越多的研究倾向于通过含铀副矿物尤其是铌钽矿物的U-Pb定年[14-18]，来确定稀有金属矿床的成矿时代。相较于岩体测年，稀有金属矿物的年代学测试能够更加真实地反映成矿年龄[19]，成为确定伟晶岩型稀有金属成矿时代的最佳方法之一[20]，从而为后续矿床成因研究、找矿预测等提供有利依据。
钽锰矿作为一种重要的铌钽矿物，含量上Mn>Fe，Ta>Nb，是钽元素的主要赋存矿物之一，此外，钽是我国的紧缺资源[21-22]，对钽锰矿的年代学与矿物学研究具有重要的现实意义。本文选取新疆别也萨麻斯矿区矿化伟晶岩脉中的钽锰矿为研究对象，应用电子探针测试其化学组成，分析矿物的元素分带性；通过应用热电离质谱法(TIMS)测定其U-Pb年龄，确定含矿脉体的形成年代，探讨矿化与围岩花岗岩侵入体的成因联系，以期为区内后续稀有金属找矿工作提供思路。
图1 (a)新疆北阿尔泰区域地质简图(据文献[23]); (b)别也萨麻斯矿区地质简图Fig.1 (a) Geological sketch map of North Altay in Xinjiang (after Reference [23]); (b) Geological sketch map of Bieyesamasi orefield
1 地质背景
1.1 矿区地质概况
别也萨麻斯矿区位于可可托海稀有金属矿床的北部，其大地构造位置属于西伯利亚板块阿尔泰陆缘活动带的诺尔特晚古生代火山带[23]。区内出露地层主要有下泥盆统诺尔特组、上泥盆统忙代恰组、上泥盆统库马苏组、下石炭统红山嘴组[23]以及全新统冲洪积物[24]，岩性以凝灰岩、碎屑岩、绢云绿泥千枚岩、火山沉积岩等为主。构造上，区内发育多组断裂，如库热克特断裂(又名红山嘴或诺尔特)，总体呈NW-SE向展布(图1a)。区内侵入岩以花岗岩为主，包括二云母花岗岩、黑云母花岗岩、花岗斑岩、石英斑岩等[3,23]。二云母花岗岩体出露面积达上千平方公里，呈巨大的岩基状向NWW向延伸。二云母花岗岩体可分为外部边缘黑云母花岗岩(或二长花岗岩)相和内部二云母花岗岩(或钾长花岗岩)相，外部为中细粒结构，向中心逐渐过渡为中粗粒、似斑状结构。矿物组成主要为斜长石、微斜长石、石英、黑云母、白云母和少量钠长石。研究区伟晶岩脉体广泛发育(图1b)，根据其空间分布关系，将别也萨麻斯稀有金属矿区划分为三个伟晶岩密集区：阿克布拉克区、别也萨麻斯区和马伊普特区。
1.2 别也萨麻斯区伟晶岩脉
别也萨麻斯含矿伟晶岩脉群位于富蕴县额尔齐斯河上游东侧，脉群地处阿尔泰高山区，海拔2300～3200m，为高山深切割区[3]，区内共发现12条伟晶岩脉，样品编号为L6～L21。
区内出露海西期二云母花岗岩(钾长花岗岩)，仅局部被第四系残坡积及冲积物覆盖[3]。别也萨麻斯伟晶岩脉主要分布在粗粒、似斑状二云母花岗岩与中粒二云母花岗岩的接触界带，以中细粒结构居多，受控于二云母花岗岩中的原生层节理和区域北西向构造所伴生或派生的构造裂隙，并受到后期断裂和褶皱构造的破坏[22]。伟晶岩脉的主要造岩矿物有微斜长石、石英、白云母及少量的钠长石，常见的副矿物有磷灰石、锆石、电气石、石榴子石等，主要的稀有元素矿物有锂辉石、铌钽矿物、绿柱石以及少量的锂霞石、锂蒙脱石等[3]。
本文研究的钽锰矿采集于L18号脉，该伟晶岩脉体产于海西期二云母花岗岩内，走向220°，与围岩界线清楚。脉体可以划分为石英-白云母与石英核2个结构带，石英-白云母结构带占全脉断面积的30%，石英核占全脉断面积的70%。稀有金属矿物主要为铌钽铁矿、绿柱石，其中铌钽铁矿呈黑色，板状，晶体大小(1～3)cm×(1～2)cm×(0.5～1)cm；绿柱石呈淡绿色，晶形不完整，粒径约2～5cm。
2 实验部分
2.1 实验样品
钽锰矿是铌铁矿-钽铁矿族的一种。铌铁矿-钽铁矿族属斜方晶系，晶形多呈短柱状，沿(100)呈板状晶体，常见直角柱形，柱体末端呈锐角状。研究区L18号伟晶岩脉钽锰矿呈直角柱状，黑褐色，半金属光泽。本次采集的钽锰矿颗粒质量18.7g，体积2.5cm3，相当于密度为7.48g/cm3，与钽铁矿一致，比铌铁矿高(铌铁矿的比重为5.2～6.25，钽铁矿的比重为6.25～8.25[10])。 上一篇：我国在稀有金属出口市场的市场势力研究 下一篇：没有了