刘雁江、戴霜、刘尚等OGR:白云鄂博矿床铌分布与矿物学特征对铌热液交代富集作用的指示

时间:2026-09-18 09:35:00     点击:0     作者:     来源:

铌元素是一种重要的关键战略性金属,其具有熔点高、耐腐蚀、耐磨等特点,被广泛应用到钢铁、超导材料、航空航天、原子能等领域。白云鄂博矿床是世界级的超大型铁-稀土-铌原生矿床,也是中国最大的铌矿床,但是巨量的铌资源并没有得到有效的利用。由于白云鄂博矿床规模巨大,成矿过程复杂,前人的研究明显缺乏铌元素在矿床中分布规律的研究;且由于研究方法的局限性,不同研究人员对同一种矿石中铌矿物组成研究结果常会出现矛盾,从而导致铌矿物在不同矿体不同类型矿石中的组成特征也缺乏系统的研究;另外关于铌富集机制也缺乏较为深入的讨论,这三个问题同时制约着白云鄂博铌资源的高效利用。

近期,兰州大学地质科学与矿产资源学院戴霜教授团队联合包头稀土研究院,对白云鄂博矿床主矿、东矿及西矿进行系统的野外采样,并进行了样品全岩Nb、REE含量分析、矿物自动分析系统对矿石组合样进行矿物组成分析以及典型铌矿物EPMA成分特征和岩相学特征三个方面的的研究。主要结论如下:

(1) 白云鄂博矿床中铌(Nb)的分布在矿体和矿石尺度上表现出显著的空间不均一性。在矿体尺度上,Nb主要富集在主矿体和东矿体中遭受强烈萤石化和钠碱性交代作用的区域;而西矿体的Nb矿化则主要分布于具有强烈黑云母化的区域。在矿石尺度上,Nb在主矿体和东矿体的霓石型和萤石型矿石中富集;而在西矿体中,Nb的富集主要发生在白云石型和云母-闪石型矿石中(图1)。(2)主矿体和东矿体中主要的含铌矿物为萤石型矿石中的铌铁金红石,以及霓石型矿石中的烧绿石和易解石。相反,铌铁矿是西矿体所有矿石类型中主要的含铌矿物(图2)。(3) 典型含铌矿物的化学成分和结构关系表明,Nb矿化始终与富碱矿物(霓石和黑云母)及含氟矿物(萤石、黑云母、氟碳酸盐和磷灰石)密切伴生。这些伴生关系表明,铌铁金红石的形成主要受贫碱、富氟的热液交代作用控制,而烧绿石和易解石则受富氟、富钠的碱性热液交代作用控制。相比之下,铌铁矿的形成可能主要是由黑云母化作用驱动的(图4)。(4) 西矿体中以铌铁矿为主的白云石型和云母-闪石型矿石是进行铌综合开发利用的理想选择。(5) 霓石型矿石表现出Nb和稀土元素(REE)的同步富集,表明成矿热液系统有利于Nb和REE的共同矿化。相比之下,其他类型矿石和板岩中的Nb和REE含量并未表现出明显的同步变化,表明Nb和REE矿化在空间上总体呈解耦状态(图3)。

图1. 白云鄂博矿区采样图与铌元素含量等值线分布图(a为西矿区;b为主东矿区;绿色十字为矿区采样点位置;红色线条为铌元素等值线,曲线密集区为高值异常区;)

图2.典型铌矿物在主要含铌矿石中的分布特征

图3. 白云鄂博矿区各类样品铌元素与稀土元素平均含量直方图

图4.典型铌矿物(铌铁金红石)岩相学特征

本研究系统的阐明了铌在白云鄂博矿床中的分布特征以及控制铌元素超常富集的主要因素,并对指导矿区深边部资源勘查和铌资源综合利用提供了重要的参考依据。相关成果以“Distribution and mineralogical features of niobium in the Bayan Obo deposit: Implications for hydrothermal metasomatic Nb enrichment”为题发表于矿床学国际知名SCI期刊《Ore Geology Reviews》。论文第一作者为兰州大学博士研究生刘雁江,通讯作者为戴霜教授与刘尚讲师。本研究得到了国家重点研发计划(2023YFC2908700, 2021YFC2901704)以及中央高校基础研究基金(No. lzujbky-2023-47)项目的联合资助。

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2026.107532

论文信息:Liu, Y., Dai, S*., Liu, S*., Tang, Q., Yang, Z., Li, Q., Jin, H. ,2026. Distribution and mineralogical features of niobium in the Bayan Obo deposit: Implications for hydrothermal metasomatic Nb enrichment. Ore Geology Reviews 197, 107532.