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摘 要 ：铌、钽作为稀有金属元素， 具有强度高， 抗疲劳， 抗变形， 抗腐蚀， 导热， 超导， 单极导电及吸收气体等优良特性。广泛 应用在电子、宇航、机械工业及原子反应堆中，是国家的战略性矿产资源。2016 年，笔者负责在蛟河市新发地区开展多金属矿普 查时发现了铌、钽矿 ；同时，矿体中富含超过工业品位的钾长石。钾长石矿是制造陶瓷、玻璃的主要原料，在国内的需求量与日 俱增。
主题词 ：蛟河市新发 ；铌 ；钽矿 ；钾长石矿
1 基本概况
矿区位于蛟河市琵河林场的丘陵山区，行政区划隶属吉林 省蛟河市白石山镇琵河村， 矿权人是珲春市瑞丰矿业有限公司。
勘查区距白石山镇 20km，距漂河镇 30km 有林业运材公路 相通，距蛟河市距约 40km，白石山镇和蛟河市及珲春市有二级 公路、高速公路， 普通铁路、高速铁路相连， 交通极为方便。
工作区以自然林和人工林覆盖为主， 地表覆盖层 2.0m ～ 3.0m，区内最高海拔标高 922.8m，最低侵蚀基准面为 300.0m， 高差 622.8m， 地势东高西低，坡度较陡， 区内水系漂河 发育， 由北东向西南汇入松花江 [1]。
本区地势中等，属寒温带大陆性气候，冬季寒冷漫长，夏季 温热多雨，春秋干旱温和。年最高气温 31.5℃，最低 -35℃。雨季 多在 7 月～ 8 月，年降雨量 800mm ～ 900mm， 封冻期由 11 月末 至翌年4 月初， 最大冻土层为 1.60m ～ 1.80m。
区内居民以汉族为主，有少数朝鲜族居民等，主要从事农业 生产，工业有钼、金、煤、硅石、宝石、石材、硅藻土等非金属的 开发利用 ；种植业有药材、黑木耳、榆黄蘑等 ；养殖业有牛、羊、 鹿及林蛙和禽类等。区内水力、电力、通讯、人力资源丰富。
因此， 此地矿产开发的自然条件较好。
2 以往地质工作成果
（1）上世纪七十年代至九十年代，吉林省第二地质矿产调查 所、吉林省第五地质矿产调查所、吉林省区域地质调查所、吉林 省有色六零四、六零七地质队在本区相继开展了矿产普查工作， 陆续发现了蛟河煤矿、天岗水晶矿、天岗花岗岩石材矿、大石河 钼矿、寒葱沟金矿、琵河硅藻土矿等矿床（点）。
（2）2014 年～ 2016 年，珲春市瑞丰矿业有限公司在普查区内开展了矿产普查工作。
在 1 ：1 万土壤样品测量过程中，土壤金属元素异常多为单 点异常，强度低，规模小，对异常点进行多次检查，均未发现蚀 变、矿化岩石。
在 1：1万地质测量时发现， 549 高地和922.8 高地（少砬哈子） 存在次霓辉粗面岩和次霓石粗面岩自然出露的情况。两个高地 的岩性特征相同， 均为喜山期喷出岩， 只是喷出岩体规模大小不 同，两个高地喷出岩层理明显， 产状 ：倾向 130°～ 110°， 倾角 45°～ 30°。
两个喜山期喷出岩体即为稀有和钾长石矿体。
（3）2017 年～ 2020 年，吉林省区域地质调查所在本矿区东 侧开展矿产普查，陆续发现 3 个～ 4 个喜山期喷出岩体，岩性也 为次霓辉粗面岩和次霓石粗面岩。地质特征、含矿特点亦相近。 说明在本地区开展稀有金属的勘查和开发具有广阔的前景 [2]。
3 地质特征
3.1 区域地质背景
工作区大地构造位置位于天山－兴安地槽摺皱区（Ⅰ）、吉 黑地槽摺皱系（亚Ⅰ）吉林优地槽摺皱带（Ⅱ），吉林复向斜（Ⅲ）， 敦化隆起西南部（Ⅳ），敦化－密山大断裂的北西侧。
区内地层仅见有第四系、第三系和二迭系地层。二迭系地层 分布于测区的西北部， 第三系地层分布于测区的东部， 第四系地 层分布于测区的河谷中。
本区域内岩浆岩分布广，主要为华力西晚期和喜山期侵入 体。华力西晚期侵入体主要分布于区内的中西部 ；喜山期侵入 体主要分布于区内的中部、东部和南部。
本区域地处吉黑地槽褶皱带，受敦化－密山深大断裂控制， 构造活动强烈，构造特征复杂，总体构造形态以北东向为主。其 次为北西向。均为第四纪河谷冲积物、洪积物所覆盖。
区域内仅发现的多金属和稀有金属矿（化）点共两处。其中 铜矿化点 1 处，铌、钾长石矿点 1 处（即新发铜矿点、琵河铌矿 点）。
3.2 矿区地质特征
矿区大面积出露的岩石是华力西晚期侵入体（γ43-2（3）），以黑 云母斜长花岗岩为主。
其次是喜山期侵入体，呈岩株状产出，地貌上表现为明显的不规则圆锥状，面积不同，不规则圆状，面程大的岩株为少 砬哈子，面积约 3.50Km2，海拔 922.80m，亦是矿区内最高山峰 ； 面程小的岩株为 549 高地，面积约 0.50Km2，海拔 549.0m， 两 个岩株岩性特征相同，均为次霓辉粗面岩、次霞石粗面岩，其 为铌、钽、钾长石矿的赋矿岩体。呈层状、似层状，层理产状 110°～ 130° /30°～ 45°（详见插图 1）。
矿区内以断裂构造为主，主要有北东向和北西向两种，均是 敦化－密山深大断裂的次级断裂构造。
3.3 矿体地质特征
2016 年，在 549 高地和 922.8 高地（少砬哈子），分别布设 A-A ＇、B-B ＇地质剖面，A-A ＇采取化学样 4 个，B-B ＇采取 化学样 7 个。有 10 个样品铌无素大于边界品位，其中有4 个样品 铌无素达到最低工业品位（详见表 1）。这说明两个喷出岩体中 稀有金属铌的含量较高， 有形成工业矿床的可能。
3.4 矿石地质特征
（1）经自然资源部中国地质调查局成都综合利用所鉴定 ： 矿石中含辉石 52.3%、碱性长石 43.2%、角闪石 1.5%、铁氧化物 1.5%、其它矿物 1.5%。矿石的主要构造为块状构造，包括风化构 造、隐晶状构造和斑状构造三种 ；常见的结构包括斑状结构和 粗面结构 ；工艺粒度特征表现为 ：长石类矿物、辉石类矿物和 角闪石类矿物的粒度接近，三类矿物中长石粒度整体略粗 ；铁 氧化物类矿物和其它矿物粒度区间高度集中于 0.075mm 以下。
此外，测试表明，矿石矿样中并未发现铌和钽的独立工业矿 物，二者分散分布。其中，铌以类质同象形式集中分布在辉石、 长石、角闪石等矿物中，在辉石中相对集中系数 81.118% ；锆 （Zr）集中分布在锆石中，但是由于其矿物量锆石在矿石中的含 量仅为 0.362%，属于极微量矿物，且粒度微细，常常呈包裹体或 者微细粒状嵌布在其他脉石矿物中，只有通过电子显微镜才能 发现，本矿石样品中的锆石不具备可选性，更不具备经济价值 ； 钇（Y）含量低， 未达到工业利用指标， 且以分散形式存在 ；钾（K） 具有独立的矿物， 集中分布在钾长石中。
（2） 矿 石 中 各 元 素 含 量 分 别 为 Nb2O50.0316%、 Ta2O50.00175%、K2O5.23%、Na2O6.54%、SiO259.93%。TAS 化 学 分析和 QAPF矿物分析确定矿石为碱长粗面岩型铌钽矿石 ；综 合铌钽矿床行业标准（DZ/T0203-2002） 考虑， 确定该矿石为一 种碱长粗面岩型原生铌矿石。
（3）从上述化学分析中 K2O5.23%、Na2O6.54%、钾和钠的氧 化物含量之和已达 11.77%。
钾长石在陶瓷、玻璃工业生产中的用量约占 30% 以上。在 坯料体系中除可供Al2O3、SiO2 外，还可提供碱金属氧化物。其 既是瘠性原料， 又是溶剂原料。
目前，优质高岭土矿资源快速减少，而陶瓷、玻璃工业迅猛 发展，钾长石矿替代高岭土矿是陶瓷、玻璃工业的必然选择。当 前陶瓷、玻璃工业需要钾长石矿质量标准见表2。
从表2 中可看出蛟河市新发矿区的钾长石矿至少是一级品。
（4）综上所述， 蛟河市新发矿区既存在战略性的铌、钽矿床， 同时也是用途广泛的钾长石矿床， 其资源储量相当可观， 经济价 值更为壮观。
蛟河市新发矿区碱长粗面岩体面积总和达约 4.0Km2，平均 厚度达 100.0m。铌、钽矿床平均品位分别按 0.015%、0.008% 计 算 ；钾长石矿床平均品位按 10% 计算，矿石体重按 2.5t/m3 计 算 . 则估算铌、钽矿床资源储量为铌 15.0 万吨、8.0 万吨 ；钾长石 矿床资源储量为 1.0 亿吨，因此蛟河市新发是一个特大型稀有金 属和非金属矿床。
4 本次勘查存在的不足之处
本次勘查对铌、钽、钾长石矿仅在地表做了少量的地质工作， 初步进行了铌、钽矿实验室的选矿试验，但没有圈定可供开发的 工业矿体， 也没有进行铌、钽、钾长石矿的综合选矿流程试验。
5 下步勘查工作计划
按照《稀有金属矿产地质勘查规范》DZ ／T 0203-2002要求 , 力争在两年内完成吉林省蛟河市新发铅及铌钽、钾长石矿详查。
（1）首先继续在该区进行 1/1 万地质测量工作，大致查明矿 区地质特征，尤其是详细圈定次霓辉粗面岩和次霓石粗面岩体 的分布范围，然后在该岩体上，按勘探线施工槽探，并进行系统 的采样分析，圈定铌钽、钾长石矿的矿体、矿化体、矿化蚀变带 以及氧化带， 初步查明其在地表的地质特征。
（2）同时根据铌钽、钾长石矿在地表的地质特征，选择有利部 位施工少量钻探工程， 大致查明矿体在垂深方向上的赋存规律。
（3）在工业矿体中采集样品进行铌、钽、钾长石矿的综合选 矿流程试验。同时开展水文地质、工程地质及环境地质调查工作，对矿山开采技术条件作出评价 ；进行铌、钽、钾长石矿床资 源开发的预可行性研究， 对矿山的经济价值作出评估。
（4）提交《吉林省蛟河市新发铅及铌钽、钾长石矿详查报 告》，估算铌钽、钾长石矿资源量，并做出总体评价 , 提出铌钽、 钾长石矿首采地段。提出进一步开发的方案。
附 ：钾长石应用于地板砖生产工艺流程报告。
公司提供的钾长石，经广东省枫溪陶瓷工业研究所化学分 析化验结果见化验报告。此矿为肉色钾长石， 是生产陶瓷的重要 原料。陶瓷研究所委托我厂用贵公司的钾长石原矿做配方生产 地板砖做工艺流程实验报告如下 ：
原矿加工成粉的工艺钾长石的原矿经手选后，破碎 （1cm ～ 22cm） 再进行石碾，（0.2cm ～ 0.5cm） 分级脱水后待用。 该流程用的是预式破碎机， 进行粗碎和细碎。生产流程如下 ：
（1）将配比好的原料进行均化处理，然后研磨混合后用超细 粉碎机磨粉一次性达到200 目用于坯料，一次性达到 320 日用于 釉料。
（2）泥浆除铁、泥浆过筛， 然后干燥造粒也叫泥粉均化。
（3）压制成型然后干燥， 泥坯上釉印刷装饰。
（4）高温煅烧磨边， 然后抛光再进行防污处理。
（5）质量检验， 经检验产品合格达到各项指标。
（6）简单地说以上流程就是选料、配料、原料加工、成型、 焙干、施釉和 1200℃～ 1300℃的高温煅烧过程。抛光砖还要经 过抛光、磨边， 最后经过检验包装， 最终完成成品。采用的是“一 字形的生产工艺流程”设计，就是机械化流水线。
6 总结
（1）钾长石在陶瓷工业生产中的用量约占 30% 以上，在坯料 体系中除可供AL2O3 和SIO2 外，还可提供碱金属氧化物。其既是 瘠性原料，又是溶剂原料。作为瘠性原料具有降低粘土或坯体的 可朔性和粘结性，减少坯体干燥与烧成的收缩变形，改善干燥性 能和缩短干燥时间等效果钾长石作为陶瓷坯料中的组分， 主要作 用有钾长石在 1130℃开始熔融，形成粘稠的熔体相，能降低坯体 的融化温度， 有利于成瓷和降低烧成温度， 起到节约能源的作用。
（2）钾长石熔体能溶解部分高岭土分解产物和石英颗粒，液 相中的A2O3 和 SO2 相互作用，促使莫来石晶体的成核和生长， 赋予坯体以机械强度和化学稳定性，钾长石熔体填充于品粒间， 有助于坯体致密和减少孔隙。
（3）钾长石熔体冷却后构成瓷的玻璃基质，可改善透明度， 并有助于提高坯体的机械强度和电气性能。
（4）钾长石的组成中包含有瓷坯中的主要氧化物 SiO2、 A12O3、CaO、MgO、Fe203、TiO2、K2O、和Na2O 等。因此可作为 主要原料代替纯碱、叶腊石以及工业氧化铝等工业原料， 降低成 本。在釉料中钾长石是形成玻璃相的主要成分。
参考文献
[1]成霖 . 广昌县椒坑钾长石矿成矿地质特征及开发利用[J]. 科学与财富,2018,(30):114.doi:10.3969/j.issn.1671-2226.2018.30.116.
[2]孙嘉更.吉林省集安市团结钾长石、硅石矿地质特征[J].吉林地质,2020,(2).71~75.
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