大兴安岭克一河高铌、钽火山岩元素赋存状态及可利用性研究

发布时间：2020-11-18 04:47

　　在最近几年在大兴安岭地区发现了多处大面积分布的高Nb-Ta(碱性)流纹岩,其中Nb_2O_5的含量可达0.03%以上,最高可达0.06%以上,达到或超过了中国铌钽矿的0.02%的工业品位;为潜在火山岩型Nb(Ta)矿床。含矿岩石主要为高Nb-Ta碱性流纹岩,出露于鄂伦春自治旗克一河镇托河林场西部(Ⅰ)和乌鲁康沟(Ⅳ)一带。锆石特征LA-ICP-MS U-Pb加权平均年龄为114.07±0.55Ma,岩石形成于早白垩世晚期,是大兴安岭中生代火山喷发末期的产物。虽然高Nb-Ta(碱性)流纹岩Nb_2O_5的含量达到或超过了中国铌钽矿的工业品位,但由于其成矿元素赋存状态研究程度较低,尚未开展铌钽可利用性实验研究,影响了该类矿产的开发利用。本文工作在对克一河林场等铌钽矿床野外地质调查的基础上,采集了用于室内科研、试验的样品;通过显微镜下观测、电子探针、X射线粉晶衍射等试验,对其进行了矿物嵌布特征、Nb-Ta等成矿元素赋存状态研究;并分别采用磁选和重选工艺对样品中铌钽的富集和分离进行了研究,在此基础上,探讨了其可利用性。研究表明,Nb、Ta等成矿元素主要以类质同像形式,赋存于磁铁矿、含钛磁铁矿和金红石等矿物中,独立矿物为烧绿石,但含量较少。矿石矿物大多粒度较小,矿石矿物多数0.02mm;并大部分以被其他矿物包裹的形式存在,这样造成有用矿物单体解离困难,少部分Nb、Ta元素分散到长石和石英中,则难以回收利用。赋含Nb、Ta矿石矿物中,除烧绿石外,多具有强弱不等的磁性。对于以磁铁矿、含钛磁铁矿和金红石等磁性矿物为主的矿床,选矿工艺应以磁选工艺为主;对于烧绿石等非磁性矿物为主的铌钽矿床,选矿工艺应以重选、浮选工艺为主,可以取得较好的选矿效果。本次工作试验表明,单一的磁选可以Nb、Ta等稀有、稀散元素起到较好的分离富集作用,当矿样磨矿细度达到-0.074 mm 90%时,矿浆浓度30%,磁选时间30 min的条件对于分离富集铌钽最为适宜。重选工艺试验表明,重选工艺对Nb_2O_5和Ta_2O_5的富集效果不佳。重选选矿条件最适宜设定为30%矿浆浓度,粒级为-0.074mm含90%,给矿量为0.8 m~3/h;但精矿整体品位偏低,回收率不高。因此建议制定磁选-浮选-重选等联合选矿工艺。
【学位单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2020
【中图分类】：P612
【部分图文】：

构造位置,大地

兴安地块位于贺根山-黑河断裂以西,新林-喜贵图断裂以东,西拉木伦-长春古亚洲洋缝合带以北(图2.1),呈NE向展布,主要为中生代岩浆岩构成的大兴安岭山脉。兴安地块变质基底以兴华渡口群为代表,主要由夕线石榴片麻岩、长英质片麻岩、角闪岩和石墨片岩组成；形成于新太古代到元古代,并遭受高绿片岩相—高角闪岩相变质。古生代的盖层主要分布在兴安地块北部的上黑龙江坳陷,在西部和中南部有零星出露；志留纪-泥盆纪-早石炭世为海相-浅海相连续沉积；晚石炭世北部为陆相、南部为海相的沉积古地理格局（杜洋等,2017）。兴安地块大面积出露的是中生代侏罗系-白垩系基性-酸性熔岩、火山碎屑岩,由老至新为塔木兰沟组（J2tm）、满克头鄂博组（J3mk）、玛尼吐组（J3mn）、白音高老组（K1b）和梅勒图组（K1ml）。塔木兰沟组为中基性火山岩夹正常沉积岩,岩石类型主要为灰绿色杏仁状、致密块状玄武岩及其角砾岩,粗安岩夹灰黑色粉砂质泥岩等。满克头鄂博组（J3mk）岩性主要为酸性火山熔岩、火山碎屑岩及沉积岩；岩石类型主要为流纹岩、流纹质岩屑晶屑凝灰岩、流纹质岩屑晶屑熔结凝灰岩,其次为英安岩、英安质熔结凝灰岩及英安质岩屑晶屑熔结凝灰岩等,夹有少量沉凝灰岩；其中流纹岩为其主体岩性。玛尼吐组岩性为英安-安山岩质火山熔岩、火山碎屑岩。主要岩石类型为英安岩、英安质岩屑晶屑凝灰岩、安山岩、安山质岩屑晶屑凝灰岩等,总体上属于中、酸性岩石组合。白音高老组岩性为酸性熔岩、酸性火山碎屑岩及正常沉积岩；岩石类型主要为流纹岩、英安岩、流纹质（英安质）熔结凝灰岩、凝灰质砂砾岩、细砂岩夹粉砂质泥质页岩等,含动、植物化石。梅勒图组（K1ml）主要岩性为一套气孔-杏仁状、致密块状粗安岩、玄武岩等中基性火山岩。2.1.1 区域地层

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