钨矿成矿地质特征及成因探究.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 25 日 作者简介：刘威（1994），男，汉族，江西都昌人，本科，助力工程师，研究方向为矿山工程测量。-28-钨矿成矿地质特征及成因探究 刘 威1 刘 亮2 1.江西都昌金鼎钨钼矿业有限公司，江西 九江 332000 2.宜丰县花桥矿业有限公司，江西 宜春 336000 摘要：摘要：我国地域辽阔，矿产资源丰富，成矿环境复杂丰富，物质来源种类多。钨矿资源大部分以成群方式集中性分布，资源分布相对密集，以大型居多。在钨矿开采工作中，地质特征和成因分析至关重要，是保证开采和利用合理的关键性因素。本文分析了钨矿成矿地质特征、主要钨矿类型及特征和钨矿成因分析，并以某钨矿为例，研究了分析方法，希望能够对相关工作提供一定帮助。关键词：关键词：钨矿成矿；地质特征；成因 中图分类号：中图分类号：P61 0 引言 1908 年，我国首次在西华山发现钨矿，从 20 年代末发展至今，钨矿年产量逐渐提高，占世界总产量的40%左右，钨矿开采量、储存量和出口量都位居世界前列。近年来，各种钨矿产品质量也在不断提高，在世界范围内有着重要发展优势，为我国的经济发展做出了突出贡献。我国钨矿床大多具有产地广、规模大、类型复杂和品位高的特点，因此在开采难度相对较大，开采过程中，很容易出现资源浪费或环境污染等问题。为提高开采质量和效率，加强研究钨矿成矿地质特征和成因具有重要意义。1 钨矿成矿地质特征 目前，全国各省市和自治区中，共有 500 多个矿产出点和矿化点，有将近 30 个钨矿产出点或矿化点，其中有 21 个矿化点可有效预测和计算钨矿工业储量。从总体来看，我国钨矿成矿地质特征主要包括分布广、规模大、矿床类型丰富等，具体体现在以下几方面：（1）分布广。钨矿成矿地质环境相对复杂，生产环境多变，几乎在不同性质构造单元遍及分布。比如，加里东地槽区、地台区、海西地槽区、前震旦纪古老地台区等。在各区域内，断块运动过程相对剧烈，其中岩浆活动激烈，存在诸多的钨矿叠加单元，高质量发育明显。钨矿的围岩产出情况，包括不同建造类型，主要以浅变质建造居多。（2）空间分布集中。就钨矿的空间分布情况来看，全国范围内呈现出集中化分布特征。我国典型的三大成矿域作为主要钨矿产地，分布相当广泛，虽然分布程度不同，但集中性相似。我国钨矿床主要分布于西秦岭-祁连山成矿带、华南成矿带、三江钨锡成矿带、华北成矿带、天山-北山成矿带，其中，以华南成矿带为最高发育区，钨矿床分布最为集中，占全国钨矿储量的 70%以上。（3）规模大。钨矿成矿规模大是其明显特征。以国家规定标准为参考，有的矿床规模远超出其几倍之上。当前，世界范围内，最大规模钨矿床主要包括花岗岩细脉浸染型钨矿、似层状钨矿、石英型钨矿等，大多分布在同一区域。我国的大型钨矿重点分布在秦岭和祁连山地区1。（4）成矿类型多样。我国的钨矿资源在全世界范围内都位居前列，储量相当丰富。其中，除了热卤水矿床和现代热泉沉积矿床，其余都以中国的独特形态存在于各个地区。从成矿来源分析，可以产出层控钨矿床、岩控钨矿床、多源复成钨矿床；按照成矿温度来看，在不同环境下，气化高温至低温均可产生不同类型钨矿；从产状形态分析，脉型丰富多样。受围岩复杂蚀变的影响，其截面大多呈现出相似的分布特征，通过各个有利因素的影响作用，钨矿成矿往往集中分布形成多型矿体。（5）成矿物质来源多样。成矿物质来源多样，是我国钨矿能够实现高度发育的重要原因之一，也就是多元成矿特征。常见的成矿物质来源分类包括壳源、层源、岩源、复合源等。基于来源多样性，钨矿成矿还呈现出不同作用功能特征，成矿环境的复杂多样、中国科技期刊数据库 工业 A-29-钨元素的化学适应特点等，均促使钨矿在各种环境下都可有效实现生产和变质过程，或者实现迁移，进而在特定条件下构造形成富集成矿。2 主要钨矿类型及特征 2.1 石英脉型黑钨矿床 石英脉型黑钨矿床是钨矿的主要种类之一，它产出数量较多，且发展速度也较快，因此矿床规模也很大。这类型的钨矿主要分布于中国粤北、赣南、湘南等地一带。壳源改造花岗岩入侵体与石英支脉型的黑钨矿床存在着很大关系，矿体主要由岩石内外的接触地带区域所形成。围绕岩体，按照岩体中的结构裂缝情况，对岩体产生过程加以干扰控制，通过裂缝填充，大多可形成处于岩体顶部围岩区域的脉状岩体，还有其余分布的似脉状岩体等。岩体围岩蚀变主要包括硅化、云英岩化、钾化等。矿石的成分多种多样，其中包括黑钨矿、锡石、毒砂、辉铋矿、黄铜矿等。其中，以大吉山、江西西华山为典型的石英脉型黑钨矿矿床最为突出，有着重大的经济与科学研究价值。2.2 斑岩型钨矿 斑岩型钨矿大多来源于火山作用，受火山晚期的弱酸性钙碱系列影响，当其侵入到矿体内后，形成斑岩型钨矿。其中的斑岩，通常包括花岗斑岩、二长花斑岩、石英脉斑岩等。矿物化大部分在岩体变形中广泛分布，小部分在斑岩体与围岩的接触部位形成，但极个别产生于围岩当中。矿物化规模很大、品味相对较低、呈现细脉浸染状态，多和辉钼矿一起形成，矿体分布较浅，产出有限，呈分带蚀变特点2。矿化过程往往呈现为网脉状、浸染状等多种类型，矿体则大多以层状、透镜状、不规则形式存在，与围岩基本连于一体，无明显界线。其中，矿石矿物主要含有白钨矿、黑钨矿、闪锌矿、黄铜矿等，以江西阳储岭钨矿床和广东莲花山钨矿床为代表。2.3 矽卡岩型白钨矿床 矽卡岩型白钨矿床也是一种主要的钨矿类型。70年代之前，我国主要关注石英脉型黑钨矿的勘探开采，其产量占全国总量的 50%以上，而白钨矿仅占 20%。然而，随着时间的推移，白钨矿的产量迅速攀升，储量也随之大幅增加，从而导致我国钨储量结构发生了巨大的变化，从而推动了经济的发展和社会的进步，白钨矿占比超过 70%，且主要为矽卡岩型白钨矿床。矽卡岩型白钨矿床的发育与环境密切相关，它们通常是由于中酸性岩浆活动所造成的。例如，矽卡岩化可能会导致矿体的形态发生改变，使其呈现出扁平、不规则或者囊状的样子，也有层状、透镜状等分布形态。部分矽卡岩钨矿围岩还有硅化、大理岩化、白云母化、黄铁矿化、钾长石化等。矿物矿石中主要为黄铜矿、白钨矿、锡石、辉铋矿、黄铁矿等。以新田岭白钨矿床、湖南瑶岗仙钨矿床、江西修水香炉山白钨矿床为代表。2.4 爆破角砾岩型钨矿床 爆破角砾岩型钨矿床大多于斑岩型钨矿区中同步产生，其组成包括辉钼矿、黑钨矿、黄铜矿和黄铁矿。这种矿物通常与周边的岩层相互作用，并且通常具有粘土状。矿物质通常以碎屑状出露的方式存在，也可能通过周边的地质构造裂缝而形成。许多矿物质都富集于角砾岩体的顶层以及其周围的接触带，这是一个普遍现象，常体现出规模较小、品味较高的特点，大多以中小型富矿形式存在。3 钨矿成因分析 钨矿成矿的成因多种多样，体现出多因性特征，其中主要包括成矿环境条件、矿液特征和围岩情况等因素。比如，矿质的成分和含量变化，在不同环境下，基于不同的导矿与容矿构造类型，作用于围岩，保持连续影响，一定会在某种程度上，影响介质表面的特征，使其压力、温度、酸碱度等出现变化，并在特定因素作用下，产生不同的钨矿类型。准确有效的找矿预测信息，对矿床的分类研究起到重要支撑作用。比如探索沉积-变质岩区时，更加关注沉积构造、岩石种类和层序等因素，以便更好地掌握矿床的形成机理。因此，在勘探开采过程中，岩浆活动及其相关的控制条件不仅仅是决定开采结果的关键性因素，也是必要的预测信息。以此为分类原则，结合多处大型、中型钨矿矿床地质特征，可将钨矿成因类型划分为类、亚类、型三个单元。在地壳演化的过程中，钨元素经历了一系列的化学变化，从分散到聚集，再到形成矿物，而这些变化使得钨矿的分类达到了最高级别。按照沉积作用，形成矿源层，再经过分溶、重溶间衍生为岩控钨矿床，后在表生氧化淋滤的作用下，促使其转化形成沉积，进而生成表生钨矿 中国科技期刊数据库 工业 A-30-表 1 我国部分钨矿成因类型 类 亚类 型 岩控矿床 壳源改造花岗岩成矿 云英岩型 花岗岩细脉浸染性 角砾岩筒型 壳幔浑源同熔花岗（闪长）岩成矿 斑岩型 火山岩型 层控钨矿 层控再造成矿 动热变质型 似矽卡岩型 层控叠加成矿 云英-复合矽卡岩型 石英脉-似矽卡岩型 现代表生钨矿 氧化淋滤型 冲积沙矿型 床。亚类为二级单位。受花岗岩类不同的影响，岩控钨矿床矿源也各有差异。并且其中还包含自源、它源、复合源等多种层控钨矿角度复杂情况，无法判断准确的主次地位，所以一般将其划分为叠加和改造两亚类3。型是最基本的成因划分单元，其主要按照矿化特征和成矿机制进行划分，比如云英岩型、细脉浸染型、矽卡岩型等。根据成矿条件和矿物来源的差异，钨矿床的矿化特征会有很大的变化，从而导致不同的矿物类型，比如角砾岩简型、石英脉型等。表 1 所示，即为我国部分钨矿成因类型：4 某钨矿地质特征及成因研究 4.1 地质概况 以阳储岭内的钨矿为例，坐落于江西省内的阳储岭是近年来在华南地区探索发现的全新钨矿，阳储岭钨矿属于斑岩类型，该类矿床的探索印证了我国钨矿资源领域进一步扩大。对阳储岭地区的钨矿地质结构构造进行调查研究，经过实地勘查，发现其位于怪山-羊角尖东西向复背斜的南翼；三尖源-阳储岭新华夏断裂带和横山阳储岭南北向褶断带的南端；夹持于官港-石门街沉降带与赣江断裂带之间。经过地质检测，发现阳储岭钨矿地层中的地质结构多为变质泥沙岩石，自上而下分别分布了薄层状碳质板岩、豆状泥质板岩等，地层结构由东向西加以展布。同时对阳储岭地区的钨矿结构进行研究分析。发现该地区中的矿体结构其主要是由于中酸性杂岩体侵入，其组分分别为大岗脑岩体以及棋盘村岩体结构，总面积大约为 3km2。4.2 地质特征 4.2.1 多阶段热液蚀变 对阳储岭地段中的钨矿地质特征进行调查研究，为蚀变分带。在矿区中具有强烈蚀变发育的地段包含在东南部的花岗闪长斑岩当中，在这一结构中分为了两种不同类型的断层交叉走向，岩体呈现出缓倾斜状态，便于富集热液。其中按照产生顺序，可将蚀变作用分为三个不同的阶段。其中第一阶段和第二阶段、第三阶段分别为则是钾化阶段、青盘岩化阶段、似千枚岩化阶段。由于蚀变作用影响通常持续进行，周期较长，那么在不同类型叠加作用的基础上，很可能产生不同情况等蚀变矿物组合。中心围绕花岗闪长岩体，对其分布特点进行分析，自上而下分别为未经蚀变的花岗闪长岩体、钾化带、青盘岩化带、似千枚岩化带、角岩化带以及浅变质岩结构。4.2.2 成矿阶段以及矿物共生 对阳储岭的钨矿成矿阶段进行层次分类，可结合其岩体、产状以及类型的形成加以判断，进而将其分为四个周期、六个阶段。其中第一期和第一阶段分别为石英闪长岩分和微弱矿化状态，其呈现出捕掳体主状况，矿化表现并不明显。而第二期则为花岗闪长岩，在该期中包含了两个阶段，第二阶段则为含钼白钨矿-白钨矿以及辉钼矿的浸染亚阶段，第三阶段则为白钨矿-钾长石以及白钨矿-硫化物脉的亚阶段。在该期当中具有 150.64106 年的岩体形成时间，大约为上侏罗纪时，该期钨矿具有不均匀的矿化表现，其中富有大量的含钼白钨矿。第三期花岗闪长斑岩对应第四阶段的含钼白钨矿-辉钼矿亚阶段。该时期也是最为关键的成矿期，基于地质产状对比，发现第三期的成矿时间相较于第二期较晚，但能够呈现出均匀的矿化表现，以浸染状分布白钨矿，具有相对较小的矿物粒度。第四期，也就是第五和第六阶段，主要为二长花中国科技期刊数据库 工业 A-31-岗斑岩，又包括白钨矿-石英脉亚阶段以及白钨矿-黄铁矿-方解石脉亚阶段。该期矿体的形成时间大约为上白垩纪伊始，出露面积相对较大。除浸染状分布之外，同时也呈现出一定的硫化物以及碳酸盐脉结构。基于这样的矿床结构，则分析其具有长期性以及多阶段性的成矿特点，晚期具有更加良好的矿化表现。4.3 成因分析 对成矿原因进行调查研究，则在实际当中成矿的温度与深度等具有直接影响关系，是决定矿床类型的重要因素。首先对阳储岭的钨矿深度进行研究分析，发现花岗闪长岩结构的特征为不均匀的等粒，边缘为斑状结构，包括适应以及斜长石两种类型的斑晶，并呈现出环带构造发育特质。而另一重要的成矿因素就是温度，采用爆裂法以及均一法对矿化蚀变温度进行测量。测定了实际温度为 575515、326277、250193等不同的组别。分别代表了钨矿的变质交代作用温度，发现在矿化过程中的温度逐渐递减，基于连续性的降温变化则进一步证明了阳储岭的钨矿属于岩浆期后的高中温热液矿床。5 结论 综上所述，通过总体分析我国钨矿类型、地质特征和成因，明确了钨矿成矿物质来源复杂，作用丰富。为进一步突出我国钨矿的世界优势，促进钨矿开采工作的高效开展，充分利用钨矿资源开展相关工作，还应当在实践过程中，多加技术研究和应用，不断完善相关工艺技术，做好钨矿地质特征和成因的深度分析，以此为基础，采取合适的手段开采利用钨矿，减少资源开采期间的资源浪费和环境污染等问题，明确矿床类型和特征，提高矿产资源利用效率，不断更新优化相关工作领域，发挥钨矿资源优势价值，促进我国经济持续发展。参考文献 1付青.浙江谢圣岭矿区铅锌矿成矿地质特征及成因分析J.现代矿业,2023,39(01):50-53.2林钻.闽北仑尾钨矿成矿地质特征及成因探讨J.福建地质,2022,41(04):292-301.3魏志毅,范慧兵,李长好.保山大横山钨矿地质特征及成因浅析J.西部资源,2022(01):140-141.4任轲,付渝,王育龙.陕西旬阳泗人沟铅锌矿成矿地质特征及成因探讨J.中国金属通报,2021(10):94-95.