Regional Geochemistry of Niobium and Tantalum Across the Boundary of China and Mongolia in the Altay Metallogenic Belt

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2018.05.19

Abstract

Abstract:

Niobium and tantalum are indispensable rare metal materials for high technology, and Altay is an important rare metal metallogenic belt, so it is crucial to carry out the potential prospect areas of niobium and tantalum resources in this area. This paper discussed the background values of niobium and tantalum in different tectonic belts and the regional geochemical anomalies based on the 1∶1,000,000 geochemical data across the boundary of China and Mongolia in the Altay metallogenic belt. The median and average values of niobium in the whole area are 13.80×10^-6 and 14.93×10^-6, and the two values in China side (12.19×10^-6 and 13.31×10^-6) are lower than those in Mongolia side (14.90×10^-6 and 16.39×10^-6). The median and average values of tantalum in the whole area are 1.11×10^-6 and 1.31×10^-6, and the two values in China side (1.02×10^-6 and 1.20×10^-6) are also lower than those in Mongolia side (1.20×10^-6 and 1.41×10^-6). The median and average values of the arc basin system in the Gobi Altay, the arc basin system in the southern margin of Altay and the Altay tectonic belt are higher than other tectonic belts, showing that niobium and tantalum are enriched in those area. The total of 13 niobium and 13 tantalum geochemical anomalies have been delineated respectively based on the 85% cumulative percentage, and 7 niobium and 10 tantalum geochemical provinces have been selected. The work fills the gap in the niobium and tantalum geochemical distribution and provides important data for the comparison of deposits in the study area.

Key words: niobium, tantalum, regional geochemistry, Altay metallogenic belt, boundary of China and Mongolia

CLC Number:

P595
P596

LIU Hanliang, WANG Xueqiu, NIE Lanshi, WANG Wei, CHI Qinghua, LIU Dongsheng. Regional Geochemistry of Niobium and Tantalum Across the Boundary of China and Mongolia in the Altay Metallogenic Belt[J]. Geoscience, 2018, 32(05): 1063-1073.

Figures/Tables 8

References 30

[1]	王汾连, 赵太平, 陈伟. 铌钽矿研究进展和攀西地区铌钽矿成因初探[J]. 矿床地质, 2012, 31(2): 293-308.
[2]	何季麟, 张宗国. 中国铌钽工业的现状与发展[J]. 中国金属通报, 2006, (48): 2-8.
[3]	SELWAY J B, BREAKS F W, TINDLE A G. A review of rare-element (Li-Cs-Ta) pegmatite exploration techniques for the Superior province, Canada, and large worldwide tantalum deposits[J]. Exploration and Mining Geology, 2005, 14: 1-30. DOI URL
[4]	PARTINGTON G A, MCNAUGHTON N J, WILLIAMS I S. A review of the geology, mineralization and geochronology of the Greenbushes pegmatite, western Australia[J]. Economic Geology, 1995, 90: 616-635. DOI URL
[5]	FETHERSTON J M. Tantalum in western Australia, western Australia geological survey[J]. Mineral Resources Bulletin, 2004, 22: 162.
[6]	LICHTERVELED M V, SALVI S, BEZIAT D. Textural features and chemical evolution in tantalum oxides: magmatic versus hydrothermal origins for tantalum mineralization in the Tanco lower pegmatite, Manitoba, Canada[J]. Economic Geology, 2007, 102: 257-276. DOI URL
[7]	ABDALLA H M, HELBA H A, MOHAMED F M. Chemistry of columbite-tantalite minerals in rare metal granitoids, Eastern Desert, Egypt[J]. Mineralogical Magazine, 1998, 62(6): 821-836. DOI URL
[8]	PAL D C, MISHRA B, BERNHARDT H J. Mineralogy and geochemistry of pegmatite-hosted Sn-Ta-Nb-Zr-Hf bearing minerals from the southeastern part of the Bastar-Malkangiri pegmatite belt, central India[J]. Ore Geology Reviews, 2007, 30: 30-55. DOI URL
[9]	KEMPE U, GOTZE J, DANDAR S, et al. Magmatic and metasomatic processes during formation of the Nb-Zr-REE deposits Khaldzan Buregte and Tsakhir (Mongolian Altai): indications from a combined CL-SEM study[J]. Mineralogical Magazine, 1999, 63: 165-177. DOI URL
[10]	BELKASMI M, CUNEY M, POLLARD P J, et al. Chemistry of the Ta-Nb-Sn-W oxide minerals from the Yichun rare metal granite (SE China): genetic implications and comparison with Moroccan and French hercynian examples[J]. Mineralogical Magazine, 2000, 64(3): 507-523. DOI URL
[11]	张爱铖, 王汝成, 胡欢, 等. 阿尔泰可可托海3号伟晶岩脉中铌铁矿族矿物环带构造及其岩石学意义[J]. 地质学报, 2004, 78(2): 181-189.
[12]	邹天人, 李庆昌. 中国新疆稀有及稀土金属矿床[M]. 北京: 地质出版社, 2006, 34-110.
[13]	刘健, 凌明星, 李印, 等. 白云鄂博超大型REE-Nb-Fe矿床的稀土成矿模式综述[J]. 大地构造与成矿学, 2009, 33(2): 270-282.
[14]	李俊建, 张锋, 任军平, 等. 中蒙边界地区构造单元划分[J]. 地质通报, 2015, 34(4): 636-662.
[15]	董永观, 邢怀学, 高卫华, 等. 阿尔泰成矿带构造演化与成矿作用[J]. 矿床地质, 2010, 29(S1): 1-2.
[16]	李建康, 邹天人, 王登红, 等. 中国铍矿成矿规律[J]. 矿床地质, 2017, 36(4): 951-978.
[17]	WINDLEY B F, KLONER A, GUO J H, et al. Neoproterozoic to paleozoic geology of the Altay orogeny, NW China: new zircon age data and tectonic evolution[J]. The Journal of Geology, 2002, 110: 719-737. DOI URL
[18]	李锦轶, 何国琦, 徐新, 等. 新疆北部及邻区地壳构造格架及其形成过程的初步探讨[J]. 地质学报, 2006, 80(1): 148-168.
[19]	刘伟. 中国新疆阿尔泰花岗岩的时代及成因类型特征[J]. 大地构造与成矿学, 1990, 14(1): 43-56.
[20]	何登峰, 李海平, 李玮, 等. 新疆阿尔泰南缘康布铁堡组的重新厘定[J]. 现代地质, 2014, 28(4): 751-760.
[21]	邹天人, 曹惠志, 吴柏青. 新疆阿尔泰造山和非造山花岗岩及其判别标志[J]. 地质学报, 1988, 62(3): 229-245.
[22]	韩宝福. 中俄阿尔泰山中生代花岗岩与稀有金属矿床的初步对比分析[J]. 岩石学报, 2008, 24(4): 655-660.
[23]	郭旭吉, 李彦, 杨成栋. 新疆阿尔泰凯勒克赛依铁矿地质特征、锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb年龄及其意义[J]. 现代地质, 2017, 31(1): 11-19.
[24]	李思强, 周小平. 北疆阿尔泰稀有金属成矿特征和找矿方向[J]. 新疆有色金属, 2006(2): 5-8.
[25]	WANG Xueqiu, CHI Qinghua, LIU Huiyan, et al. Wide-spaced sampling for delineation of geochemical provinces in desert terrains, northwestern China[J]. Geochemistry: Exploration, Environment, Analysis, 2007, 7(2): 153-161. DOI URL
[26]	聂凤军, 江思宏, 白大明, 等. 蒙古国南部及邻区金属矿床类型及其时空分布特征[J]. 地球学报, 2010, 31(3): 267-288.
[27]	谢学锦, 刘大文, 向运川, 等. 地球化学块体——概念和方法学的发展[J]. 中国地质, 2002, 29(3): 225-233.
[28]	王学求, 徐善法, 迟清华, 等. 中国金的地球化学省及其成因的微观解释[J]. 地质学报, 2013, 87(1): 1-8.
[29]	任纪舜. 中国及邻区大地构造图[M]. 北京: 地质出版社, 1999.
[30]	付超, 李俊建, 唐文龙, 等. 中蒙边界中西段地层划分与对比[J]. 地质通报, 2016, 35(4): 503-518.

统计参数统计单元	元素	样品数	最小值	2.5% 分位数	25% 分位数	50% 分位数	75% 分位数	97.5% 分位数	最大值	平均值	标准差
全区	Nb	2 453	0.89	6.58	11.39	13.80	17.02	29.43	85.40	14.93	6.48
全区	Ta	2 453	0.24	0.57	0.90	1.11	1.47	3.09	26.41	1.31	0.92
中国	Nb	1 165	0.89	5.92	9.92	12.19	15.68	27.03	69.14	13.31	5.74
中国	Ta	1 165	0.24	0.52	0.83	1.02	1.30	2.82	26.41	1.20	1.05
蒙古国	Nb	1 288	4.56	9.50	12.70	14.90	18.30	30.98	85.40	16.39	6.75
蒙古国	Ta	1 288	0.27	0.69	0.96	1.20	1.62	3.36	8.90	1.41	0.78
阿尔泰构造带	Nb	668	5.30	9.37	12.50	14.75	18.10	34.90	85.40	16.41	7.57
阿尔泰构造带	Ta	668	0.27	0.68	0.91	1.16	1.64	3.75	8.90	1.44	0.93
阿尔泰南缘弧盆系	Nb	357	4.15	8.04	13.05	16.08	19.30	34.54	69.14	17.25	6.99
阿尔泰南缘弧盆系	Ta	357	0.24	0.59	0.94	1.17	1.53	3.39	26.41	1.43	1.60
东西准噶尔弧盆系	Nb	1 066	2.55	6.66	10.72	13.10	15.50	23.82	70.00	13.55	4.53
东西准噶尔弧盆系	Ta	1 066	0.28	0.53	0.88	1.07	1.36	2.63	7.05	1.21	0.57
准噶尔地块	Nb	86	5.63	6.43	8.31	9.92	11.42	28.00	45.02	10.46	4.77
准噶尔地块	Ta	86	0.55	0.57	0.74	0.86	1.00	1.87	2.47	0.91	0.28
戈壁阿尔泰弧盆系	Nb	126	7.80	10.45	13.68	16.90	21.63	35.28	71.60	18.67	7.70
戈壁阿尔泰弧盆系	Ta	126	0.77	0.93	1.12	1.33	1.74	3.06	4.51	1.51	0.56
北山—戈壁天山弧盆系	Nb	150	0.89	2.50	8.24	10.99	15.54	25.49	52.39	11.99	6.26
北山—戈壁天山弧盆系	Ta	150	0.43	0.53	0.77	1.07	1.48	3.53	8.99	1.30	1.03

统计参数统计单元	元素	样品数	最小值	2.5% 分位数	25% 分位数	50% 分位数	75% 分位数	97.5% 分位数	最大值	平均值	标准差
全区	Nb	2 453	0.89	6.58	11.39	13.80	17.02	29.43	85.40	14.93	6.48
全区	Ta	2 453	0.24	0.57	0.90	1.11	1.47	3.09	26.41	1.31	0.92
中国	Nb	1 165	0.89	5.92	9.92	12.19	15.68	27.03	69.14	13.31	5.74
中国	Ta	1 165	0.24	0.52	0.83	1.02	1.30	2.82	26.41	1.20	1.05
蒙古国	Nb	1 288	4.56	9.50	12.70	14.90	18.30	30.98	85.40	16.39	6.75
蒙古国	Ta	1 288	0.27	0.69	0.96	1.20	1.62	3.36	8.90	1.41	0.78
阿尔泰构造带	Nb	668	5.30	9.37	12.50	14.75	18.10	34.90	85.40	16.41	7.57
阿尔泰构造带	Ta	668	0.27	0.68	0.91	1.16	1.64	3.75	8.90	1.44	0.93
阿尔泰南缘弧盆系	Nb	357	4.15	8.04	13.05	16.08	19.30	34.54	69.14	17.25	6.99
阿尔泰南缘弧盆系	Ta	357	0.24	0.59	0.94	1.17	1.53	3.39	26.41	1.43	1.60
东西准噶尔弧盆系	Nb	1 066	2.55	6.66	10.72	13.10	15.50	23.82	70.00	13.55	4.53
东西准噶尔弧盆系	Ta	1 066	0.28	0.53	0.88	1.07	1.36	2.63	7.05	1.21	0.57
准噶尔地块	Nb	86	5.63	6.43	8.31	9.92	11.42	28.00	45.02	10.46	4.77
准噶尔地块	Ta	86	0.55	0.57	0.74	0.86	1.00	1.87	2.47	0.91	0.28
戈壁阿尔泰弧盆系	Nb	126	7.80	10.45	13.68	16.90	21.63	35.28	71.60	18.67	7.70
戈壁阿尔泰弧盆系	Ta	126	0.77	0.93	1.12	1.33	1.74	3.06	4.51	1.51	0.56
北山—戈壁天山弧盆系	Nb	150	0.89	2.50	8.24	10.99	15.54	25.49	52.39	11.99	6.26
北山—戈壁天山弧盆系	Ta	150	0.43	0.53	0.77	1.07	1.48	3.53	8.99	1.30	1.03

编号	面积/ km²	样点数/个	极大值/10^-6	极小值/10^-6	平均值/10^-6	中位值/10^-6	总体背景值/10^-6	异常下限/10^-6	离差	异常规模/ (km²×10^-6)	规模排序	异常强度	异常衬度	变异系数
Nb01	8 203	66	69.14	14.34	24.12	20.57	13.80	18.68	10.55	197 901	2	1.75	1.29	0.44
Nb02	8 878	107	85.40	10.80	24.13	20.40	13.80	18.68	12.79	214 260	1	1.75	1.29	0.53
Nb03	1 514	16	76.50	14.40	26.39	22.90	13.80	18.68	14.64	39 940	6	1.91	1.41	0.55
Nb04	1 669	10	28.27	15.01	20.64	20.70	13.80	18.68	4.14	34 443	7	1.50	1.10	0.20
Nb05	304	4	28.54	17.55	22.81	22.58	13.80	18.68	6.01	6 928	13	1.65	1.22	0.26
Nb06	324	5	31.30	16.90	25.80	28.30	13.80	18.68	5.80	8 361	11	1.87	1.38	0.22
Nb07	465	6	34.30	13.80	22.40	22.10	13.80	18.68	7.24	10 413	10	1.62	1.20	0.32
Nb08	5 974	69	39.70	14.10	21.77	21.40	13.80	18.68	4.42	130 050	3	1.58	1.17	0.20
Nb09	424	4	70.00	11.80	28.05	15.20	13.80	18.68	28.01	11 893	8	2.03	1.50	1.00
Nb10	2 673	34	71.60	10.50	22.37	20.55	13.80	18.68	10.39	59 793	5	1.62	1.20	0.46
Nb11	3 721	45	44.30	8.70	22.62	21.60	13.80	18.68	6.40	84 187	4	1.64	1.21	0.28
Nb12	443	4	28.60	19.60	23.93	23.75	13.80	18.68	4.04	10 602	9	1.73	1.28	0.17
Nb13	322	6	52.39	11.26	25.17	22.18	13.80	18.68	14.33	8 099	12	1.82	1.35	0.57
Ta01	511	4	4.92	1.31	2.92	2.74	1.11	1.72	1.61	1 493	11	2.63	1.70	0.55
Ta02	4 061	34	26.41	0.56	3.04	1.76	1.11	1.72	4.69	12 352	3	2.74	1.77	1.54
Ta03	312	4	3.63	1.84	2.72	2.71	1.11	1.72	0.83	847	13	2.45	1.58	0.30
Ta04	6 997	84	8.30	0.78	2.49	2.03	1.11	1.72	1.52	17 390	2	2.24	1.45	0.61
Ta05	4 460	41	5.37	1.11	2.21	1.93	1.11	1.72	0.95	9 862	4	1.99	1.29	0.43
Ta06	1 266	14	8.90	1.08	2.47	1.95	1.11	1.72	1.95	3 130	7	2.23	1.44	0.79
Ta07	1 232	18	3.30	1.18	1.99	2.01	1.11	1.72	0.48	2 451	8	1.79	1.16	0.24
Ta08	2 297	22	7.05	0.90	2.41	2.09	1.11	1.72	1.45	5 546	5	2.18	1.40	0.60
Ta09	452	6	3.44	1.34	2.32	2.18	1.11	1.72	0.82	1 046	12	2.09	1.35	0.35
Ta10	9 699	113	4.70	0.97	2.13	2.04	1.11	1.72	0.69	20 691	1	1.92	1.24	0.32
Ta11	1 076	15	3.24	1.18	2.11	2.01	1.11	1.72	0.55	2 266	9	1.90	1.22	0.26
Ta12	1 527	20	8.99	0.61	2.46	1.70	1.11	1.72	2.08	3 753	6	2.21	1.43	0.85
Ta13	1 006	12	4.31	1.01	2.16	1.94	1.11	1.72	0.92	2 171	10	1.94	1.26	0.43

编号	面积/ km²	样点数/个	极大值/10^-6	极小值/10^-6	平均值/10^-6	中位值/10^-6	总体背景值/10^-6	异常下限/10^-6	离差	异常规模/ (km²×10^-6)	规模排序	异常强度	异常衬度	变异系数
Nb01	8 203	66	69.14	14.34	24.12	20.57	13.80	18.68	10.55	197 901	2	1.75	1.29	0.44
Nb02	8 878	107	85.40	10.80	24.13	20.40	13.80	18.68	12.79	214 260	1	1.75	1.29	0.53
Nb03	1 514	16	76.50	14.40	26.39	22.90	13.80	18.68	14.64	39 940	6	1.91	1.41	0.55
Nb04	1 669	10	28.27	15.01	20.64	20.70	13.80	18.68	4.14	34 443	7	1.50	1.10	0.20
Nb05	304	4	28.54	17.55	22.81	22.58	13.80	18.68	6.01	6 928	13	1.65	1.22	0.26
Nb06	324	5	31.30	16.90	25.80	28.30	13.80	18.68	5.80	8 361	11	1.87	1.38	0.22
Nb07	465	6	34.30	13.80	22.40	22.10	13.80	18.68	7.24	10 413	10	1.62	1.20	0.32
Nb08	5 974	69	39.70	14.10	21.77	21.40	13.80	18.68	4.42	130 050	3	1.58	1.17	0.20
Nb09	424	4	70.00	11.80	28.05	15.20	13.80	18.68	28.01	11 893	8	2.03	1.50	1.00
Nb10	2 673	34	71.60	10.50	22.37	20.55	13.80	18.68	10.39	59 793	5	1.62	1.20	0.46
Nb11	3 721	45	44.30	8.70	22.62	21.60	13.80	18.68	6.40	84 187	4	1.64	1.21	0.28
Nb12	443	4	28.60	19.60	23.93	23.75	13.80	18.68	4.04	10 602	9	1.73	1.28	0.17
Nb13	322	6	52.39	11.26	25.17	22.18	13.80	18.68	14.33	8 099	12	1.82	1.35	0.57
Ta01	511	4	4.92	1.31	2.92	2.74	1.11	1.72	1.61	1 493	11	2.63	1.70	0.55
Ta02	4 061	34	26.41	0.56	3.04	1.76	1.11	1.72	4.69	12 352	3	2.74	1.77	1.54
Ta03	312	4	3.63	1.84	2.72	2.71	1.11	1.72	0.83	847	13	2.45	1.58	0.30
Ta04	6 997	84	8.30	0.78	2.49	2.03	1.11	1.72	1.52	17 390	2	2.24	1.45	0.61
Ta05	4 460	41	5.37	1.11	2.21	1.93	1.11	1.72	0.95	9 862	4	1.99	1.29	0.43
Ta06	1 266	14	8.90	1.08	2.47	1.95	1.11	1.72	1.95	3 130	7	2.23	1.44	0.79
Ta07	1 232	18	3.30	1.18	1.99	2.01	1.11	1.72	0.48	2 451	8	1.79	1.16	0.24
Ta08	2 297	22	7.05	0.90	2.41	2.09	1.11	1.72	1.45	5 546	5	2.18	1.40	0.60
Ta09	452	6	3.44	1.34	2.32	2.18	1.11	1.72	0.82	1 046	12	2.09	1.35	0.35
Ta10	9 699	113	4.70	0.97	2.13	2.04	1.11	1.72	0.69	20 691	1	1.92	1.24	0.32
Ta11	1 076	15	3.24	1.18	2.11	2.01	1.11	1.72	0.55	2 266	9	1.90	1.22	0.26
Ta12	1 527	20	8.99	0.61	2.46	1.70	1.11	1.72	2.08	3 753	6	2.21	1.43	0.85
Ta13	1 006	12	4.31	1.01	2.16	1.94	1.11	1.72	0.92	2 171	10	1.94	1.26	0.43