铌的特性

铌元素是一种银色金属，密度较低，化学符号为 Nb。铌是一种有光泽的韧性金属。它是一种熔点很高的超导体。铌还具有很强的耐热性和耐腐蚀性，一般不发生反应。铌是一种坚固的金属，几乎总是与 钽 元素 （Ta） 一起存在。铌不是天然存在的纯金属，而是与其他元素结合在铌铁矿等矿物中（表1 ）。

矿物名称	化学式	比重	铌%
铼矿	(Y,Ca,Ce,U,Th)(Nb,Ti,Ta) 2 O 6	4 . 85克/立方厘米	21 - 34
褐铍铅矿	铌酸钇4	5 . 05克/立方厘米	37 。 8
卢什特	铌酸钠3	4 . 61克/立方厘米	81 。 1
拉特拉普石	(Ca,Na)(Nb,Ti,Fe)O 3	4 . 39克/立方厘米	43 。 9
铌矿	(铁、锰)(铌、钽) 2氧6	5 . 0克/立方厘米	≥ 33
钛金红石	Fe x (Nb,Ta) 2 x 4 Ti 1 - x O 2	4 . 61克/立方厘米	81 。 1
烧绿石	(Na,Ca,Ce) 2 (Nb,Ti,Ta) 2 (O,OH,F) 7	5 . 27克/立方厘米	34 . 3 - 86 . 8

表1 ：含铌元素的矿物

铌的用途

铌元素是在1801发现的，尽管它经常与钽混淆。铌被视为国内冶金应用中的“关键矿物”，用于航空航天、国防和能源技术（Fortier 等人， 2018 ）。铌对于技术来说至关重要。它主要用于冶金领域，作为钢的合金，以提高强度和耐腐蚀性。这种钢材用于交通基础设施和天然气管道。铌还被航空航天工业用作合金来生产喷气式飞机和火箭的发动机和其他部件。医疗行业需要铌来生产 MRI 扫描仪内的超导磁体，铌还可用于电子、光学和核工业。

铌地质学

铌通常与钽元素一起在花岗岩或伟晶岩等火成岩中形成。钽起源于板块聚合（山脉形成过程中）或板块分离（海洋盆地形成过程中）。在这些地质事件中，岩浆的深成岩、岩脉和岩床侵入周围的岩石并冷却形成粗粒花岗岩和伟晶岩。岩浆和周围岩石的化学性质在很大程度上决定了哪些矿物的形成。富含铌和钽的矿物可能形成于碳酸盐岩（火成岩中方解石或白云石含量≥ 50 %），或碱性花岗岩和正长岩（富含来自深层地幔的钠和钾）中。

矿物系统	存款类型	地质省
高潮型	伟晶岩 (NYF)	Piedmont
砂矿	铌铁矿、钽铁矿	沿海平原

表2 ：弗吉尼亚州的潜在铌矿物系统、矿床类型（Hofstra 和 Kreiner， 2020 ）和地质省

铌在工业中的应用

铌元素在全球分布，但浓度一般较低。美国在国防储备中保留了铌的供应，但进口依赖度达到100 %，主要来自巴西、加拿大、俄罗斯和德国等其他国家。从历史上看，铌只是作为开采钽伟晶岩的副产品而产生的。直到1950年代才发现富含烧绿石（铌的主要矿石）的矿床。在美国，自1959以来就没有再进行过铌开采。人们对铌矿开采的担忧包括对周围生态系统的破坏，以及可能含有钍和铀的尾矿的潜在放射性。

在弗吉尼亚州，铌主要存在于铌铁矿和烧绿石矿物中。此类矿物在伟晶岩脉中很常见，而伟晶岩脉经常被开采以获取其他资源。尽管弗吉尼亚州尚未直接开采铌矿，但在过去的一个世纪中已经发现了几处铌矿藏。

阿默斯特县

阿默斯特县有多个历史遗迹，尤其是弗莱尔山（也称为约翰坎贝尔地区）。自1874以来，该地区的伟晶岩就开始被开采，主要产出褐帘石和云母（Pegau， 1932 ；Mitchell， 1977 ）。根据化学分析，来自弗莱尔山的阿尔罕布拉矿床含有铌钇矿（YNbO ₄ ），其中含有48 . 66百分比的 Nb ₂ O ₅ （Mallet， 1877 ）。

贝德福德县

从1928到1930世纪中叶，贝德福德县米切尔矿 (也称为霍廷格矿) 的透镜状伟晶岩脉一直被用于开采条纹斜长石、褐帘石和块状石英，之后断断续续地开采至1965 (Pegau, 1932 )。在作业期间，挖掘了一个约50 x 450英尺和150英尺深的露天矿坑，以露出鳄鱼背组变质泥板岩和片岩内的伟晶岩堤。1990年代在该地区回收了铌铁矿小晶体，经化学分析，其含有约46 - 71百分比的铌 (Giannini 和 Sweet， 1991 )。

夏洛特县

克鲁斯展望 (也可能是位于佩高1932的戴维斯展望) 位于夏洛特县麦迪逊维尔东南部。20初，人们在这里挖了一些小坑，露出了宽10英尺的伟晶岩堤（Aaron 组）。该地点主要发现的是长石和石英，但也发现了云母和铍。在1991中分析的铌矿样品含有76 . 9百分比的铌 (Giannini 和 Sweet, 1991 )。

阿米莉亚县

位于阿米莉亚法院附近的著名的莫菲尔德矿自1929以来已经提供了数百吨的长石、云母、绿柱石和钽铌矿。露天挖坑、采石场、沟槽、竖井和钻孔暴露并探索了下面的伟晶岩，它是一条至少1 、 100英尺长、 30英尺厚的岩脉。铌存在于铌铁矿和钽铁矿矿物中，位于条纹岩带内。1980年代以来，曾多次收集和分析过来自莫菲尔德矿的铌铁矿矿物样品，其中含有约55 % 的铌 (Giannini 和 Sweet， 1991 )。据报道，一些钽铁矿晶体形状良好，重达半磅（Lemke 等人， 1952 ）。在1929至1944年间，从该地点提取了大约1 、 423磅含钽/铌矿物（Lemke 等人， 1952 ）。

向东几英里，卢瑟福伟晶岩矿也很有趣。在这里，底层的阿米莉亚伟晶岩至少从1873开始就被开采，以寻找云母和天河石（Giannini 和 Sweet， 1991 ；Lemke 等人， 1952 ）。人们修建了几个露天矿坑和竖井，大部分云母都被运走了，直到1943这些遗址才被废弃。尽管地下矿井被洪水淹没，但直到1980年代，卢瑟福矿才向公众开放，供人们采集矿物。该地点从未开采过铌，但是，对伟晶岩中铌矿矿物样品的化学分析表明，铌含量高达48 . 41 ％。

同样位于阿米莉亚县，Champion 矿从1873开始大力开采云母。挖掘了几个明渠和竖井，以进入被片岩和片麻岩包围的伟晶岩体。在1913到1914年间，共提取了200千磅云母，其中一些被切成十二英寸厚的薄片。尽管该遗址被埋在1984中，而且大部分云母已被开采完毕，但当地阿米莉亚钽铁矿样本中铌的含量仍为24 . 47 % (Giannini 和 Sweet， 1991 )。

波瓦坦县

在波瓦坦县，有两座矿山从底层的阿米莉亚伟晶岩中产出云母。位于 Flat Rock 附近的 Herbb Number 2矿场于1944起短暂开放。据报道， 1991中获得的钽铁矿和铌铁矿样品含有21 . 2百分比的铌。来自白峰2号矿区（位于赫布2号矿西南约2英里处）的铌矿矿物样品含有61 . 85 % 的铌。1944 ，这里挖了几个坑和沟。虽然开采了少量的云母，但没有提取其他商品。