艾薛龍 王小兵 李 欣
(江西省地質礦產勘查開發局贛中地質大隊 江西南昌 330000)
江西省安前灘鎢礦地質特征及其礦床成因探討
艾薛龍 王小兵 李 欣
(江西省地質礦產勘查開發局贛中地質大隊 江西南昌 330000)
安前灘鎢礦區地處于都-贛縣礦集區,區域位置上處于北北東向于山構造帶與東西向崇義-會昌構造帶的交匯部位,礦成礦地質條件較好,礦產以鎢為主,兼有鉍、鉬、錫、銅、金、銀等,礦化類型形式多樣。
地質特征;礦床成因;安前灘
鎢廣泛應用于航天、原子能、船舶、汽車工業、電氣工業、電子工業、化學工業等諸多領域。近年來隨著科技水平的飛速發展,鎢的用途越來越廣,被稱為戰略金屬之一。
目前,我國鎢業開發主要是黑鎢礦,占全國鎢精礦產量的90%以上。由于長期開發,現有儲量(WO3)已處于緊缺狀況。據中國有色工程設計研究總院有關專家預測,2005年以后我國黑鎢儲量基本耗盡或所剩不多,資源優勢即將消失,形勢較為嚴峻。由于種種原因,使目前國有鎢礦的生產能力由占全國總生產能力的2/3下降為1/3。
美國、西歐、中國、日本是主要的鎢需求大國,需求總量占全球需求總量的近90%。多年來,各國的年需求量在平穩中增長。近年來隨著世界經濟的復蘇,對鎢的需求已開始回升,市場行情看漲。我國既是鎢的生產大國,也是鎢的需求和供應大國。近5年來我國鎢品需求基本平穩,年需求量一直在1~1.1萬t左右;權威機構預測我國近幾年的年消費量在1.2萬t左右。根據近幾年的需求狀況,預測我國鎢的需求結構大概是:硬質合金占62%,煉鋼占18%,鎢材占9%,化學品占6%,航天、微電子占5%。
我國的鎢業資源不久將出現緊張局面,從而全球的鎢資源也會出現供給缺口我國鎢資源總保有儲量1000余萬噸,占世界總儲量的65~75%左右,產量及出品量也居世界第一位。本文主要通過區域地質特征和礦區地質特征對安前灘鎢礦的礦床成因進行探討。
安前灘鎢礦區在區域位置上處于北北東向于山構造帶與東西向崇義—會昌構造帶的交匯部位。寧都—龍南北東向構造帶、堆前—盤古山—上杭北西向構造帶通過本區,受其干擾與復合,構造形跡十分復雜,巖漿活動頻繁強烈。區域內礦產以鎢為主,兼有鉍、鉬、錫、銅、鉛、鋅、銀等;礦化類型形式多樣,已知鎢礦床類型有巖體型、石英脈型、矽卡巖型、層狀浸染型、砂礦等。
區內最古老地層為前寒武系和寒武系,前寒武系、寒武系及泥盆系等碎屑巖中,鎢等成礦元素豐度值高出平均值一至數倍,尤其是前寒武系、寒武系地層,為礦床(點)的形成提供了豐富的物質來源。
本區燕山期巖漿活動強烈,具有多期多階段特征,既有較大規模的巖基,巖石類型以酸性為主,富含鎢等成礦物質。區域內鎢多金屬礦床(點)的形成與大面積燕山期富含成礦元素酸性巖體的侵入關系密切。
區內主要構造形跡有SN向構造、NE-NNE向構造及NW向構造。構造形跡的主要特征是由以擠壓作用為主漸次轉化為以扭動作用為主,由以塑性褶皺為主逐漸轉化為以脆性斷裂為主。它們控制巖漿侵位和礦床(點)的分布。
對比發現鎢等成礦元素高豐度值的碎屑巖類大面積分布,北北東-北東向、東西向、北西向及南北向構造的頻繁活動,富含成礦物質、斷續成帶的燕山期巖體(隱伏巖突)的侵入等,構成了本區十分優越的成礦地質條件;詳見圖1區域地質簡圖。
礦體賦存于寒武系下統牛角河組(∈1n)和上泥盆統中棚組(D3z)、三門灘組(D3s)以及燕山早期中細粒似斑狀二云母花崗巖(J31γ)中。多數礦體出露地表,最高為海拔標高400m左右,最低埋深可達-100m。全區礦化面積大于1.54km2左右,計有寬10cm以上石英脈37條。礦體特征具體特征見石英脈型礦體特征一覽表,表1。
從表1和前述內容可以看出,無論是礦脈的規模還是含礦性,南區中南組、東組礦脈比北區中的中組、北組礦脈要顯得突出,規模更大,含礦性更好。一般來說,本礦床礦脈沿走向呈中間大、兩頭小的狹長透鏡體;沿傾斜方向,多數礦脈表現為中間大、上下小的形態,少數礦脈由上往下逐漸變大,中間則有膨大縮小現象。

圖1 區域地質簡圖

表1 于都縣安前灘鎢礦石英脈礦體特征一覽表
3.1 礦床成因
成礦母巖安前灘花崗巖體是燕山早期第三階段侵入產物,具有良好的分異性;在巖漿侵入、結晶、冷凝過程中,伴隨有構造成礦裂隙的產生,礦液充填裂隙之中形成黑(白)鎢-石英脈型礦床。花崗巖體成礦元素的高背景值(黑鎢礦含量約40g/t,鉍含量為10g/t,銅含量40g/t,鉬含量約為1.6 g/t),則是礦床形成的物質基礎。
構造是巖體侵位和礦床形成定位的空間條件。北西和東西向構造復合,控制了礦床的空間分布;東西向構造帶低級別、低序次裂隙,為后來北西向構造所歸并的構造形跡,直接控制了礦體的展布形態,為礦液的聚集提供了場所。
對于脈鎢礦床來說,一般都經歷了含礦層(礦源層)——含礦巖漿(巖體)——含礦熱液等三個演化階段。本區圍巖成礦元素高豐度背景,為巖漿進一步演化為含礦巖體和含礦熱液提供了良好的物質來源。
寒武系下部及泥盆系中上部的巨厚層狀變質長石石英砂巖和長石石英砂巖,其性脆易裂的物理性質為成礦裂隙的形成提供了有利條件,是礦床的主要賦存部位。
中上泥盆統地層含鈣成分高于寒武系下統的化學性質,造就了中組和北組礦脈的白鎢礦含量高于南組,同時,北部中上泥盆統地層中含鈣砂巖及不純灰巖透鏡體,經熱液交代蝕變已在適當部位形成了較厚大的矽卡巖型白鎢礦體;含鈣砂巖、變質砂巖、板巖的化學成份,導致圍巖蝕變主要為矽卡巖化、硅化、絹云母化和綠泥石化。
3.2 礦床形成溫度、深度、壓力
根據礦物共生組合(常見的高溫礦物有黑鎢礦、輝鉬礦、白云母等,中溫礦物有黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦等)、圍巖蝕變特征(花崗巖區發育云英巖化,沉積巖和變質巖區發育弱硅化和局部電氣石化、綠泥石化、黃鐵礦礦染)、成礦巖體專屬性(成礦母巖為安前灘花崗巖體)、成礦方式(典型的熱液充填方式)以及礦體形態、產狀(礦體呈脈狀,與圍巖界線清楚、延伸較長,黑鎢礦呈板狀體,一般結晶粗大),參照葉爾馬科夫和塔塔林諾夫研究資料推測:本礦床形成溫度應該介于高溫與中溫之間,即礦床形成溫度約300℃以上,處于水的臨界點左右,其深度為3km上下,壓力為700多個大氣壓。
通過大量工作對比礦區內的巖石、構造和巖漿巖,分析礦床形成物質基礎、礦液聚集場所、含礦熱液物質來源、礦床賦存部位和礦床的形成條件等,確定安前灘鎢礦床成因類型屬巖漿期后高中溫熱液裂隙充填型脈狀黑鎢(白鎢)礦床。
P618.67
A
1004-7344(2016)05-0183-02
2016-2-2
艾薛龍(1988-),男,助理工程師,本科,主要從事地質勘察方面的工作。
王小兵(1988-),男,助理工程師,本科,主要從事地質勘察方面的工作。
李欣(1986-),男,助理工程師,本科,主要從事地質勘察方面的工作。