大余县旱窝孜矿区钨矿矿床地质特征及矿床成因论文

2023-04-27 09:11:38 来源: 作者:xiaodi
摘要:伴随着我国经济社会发展以及工业化进程的持续推进,对矿产资源的需求与日俱增。长期的开采导致当前我国矿产资源紧缺问题日益凸显,其中,钨矿作为一种重要金属,由于其储量少,需求旺盛,被列为战略金属名单,是我国工业生产以及国民经济发展过程中不可或缺的矿产资源,因此,加强钨矿床地质特征和矿床成因研究,从根本上提升钨矿开采的整体质量和效率是当前相关勘查企业需要认真探讨的课题,基于此,本文主要从结合实例对钨矿矿床的主要地质特征概述出发,对于钨矿矿床成因进行探讨,望对我国未来金矿开采作业提供相应借鉴。
摘要:伴随着我国经济社会发展以及工业化进程的持续推进,对矿产资源的需求与日俱增。长期的开采导致当前我国矿产资源紧缺问题日益凸显,其中,钨矿作为一种重要金属,由于其储量少,需求旺盛,被列为战略金属名单,是我国工业生产以及国民经济发展过程中不可或缺的矿产资源,因此,加强钨矿床地质特征和矿床成因研究,从根本上提升钨矿开采的整体质量和效率是当前相关勘查企业需要认真探讨的课题,基于此,本文主要从结合实例对钨矿矿床的主要地质特征概述出发,对于钨矿矿床成因进行探讨,望对我国未来金矿开采作业提供相应借鉴。
关键词:钨矿矿床;地质特征;成因分析
众所周知,钨作为工业生产中的一种重要有色金属,也是非常重要的战略金属,被称为“工业牙齿”,广泛应用于矿山、冶金、机械、交通、石油、化工、军工、科技、航空、航天以及国防工程等诸多重要领域,而且其开发利用关系到国民经济的长期稳定发展和国家安全。尤其是近年来资源日益短缺的背景下,国家对于矿产资源的高效开采利用愈加重视,为了提升矿产资源开发利用水平,颁发了诸多的政策来促进资源可持续开发利用。而由于全球钨矿储量少,加上长期的开采,导致当前钨矿资源日益紧缺,因此,如何提升钨矿开采的整体质量和实际使用效率成为当前诸多企业需要认真探讨的课题。
1区域地质背景
旱窝孜钨矿矿区位于大余县城西北方位320°方向,直线距离17Km处,行政区划隶属大余县浮江乡管辖,地理坐标:北纬25°28′34″~25°29′05″,东经114°11′50″~114°12′41″(国家2000坐标系)。本区位于华夏板块东南造山带南岭东段隆起带罗霄-褚广隆起,构造活动强烈,裂隙发育,岩浆活动频繁,成矿地质条件有利,处于华南成矿省南岭成矿带罗霄-褚广山成矿亚带。
区内地层主要为震旦系上统老组虎塘组(Z2l)。花岗岩自矿区北部及东部侵入,矿床类型为石英细脉(带)—大脉型和云英岩石英细脉带型。矿区范围的矿(化)体7条,分别为:V1-1、V4、V6、V7、V8、V19、V21,大多走向东西,倾向北北西,倾角80°~83°。矿体控制长150m~230m,平均厚0.60m,WO3平均品位为0.529%。
区域上主要震旦纪-寒武纪浅变质岩系列,显示褶皱和断裂构造的发展,断裂构造主要为NE向,显示重要的控岩和控矿构造。基底褶皱以南北向为主,呈紧密线状。盖层褶皱大多位于不完全的宽向斜中,受断层和侵入体的破坏。该体系富含钨、锡、铜、铅、锌、银等成矿元素,是该区钨、锡多金属的主要赋矿区之一。此外,该区岩浆岩广泛暴露,多为多期次岩浆活动形成的复杂岩体,浅部和深部均有隐伏花岗岩带。
2矿床地质特征
2.1地层
矿区西南角出露少量震旦系上统老组虎塘组(Z2l),同时跟燕山期的花岗岩呈侵入关联。岩性主要是由变质石英砂岩、板岩组成。其地层产状260°∠70°~80°,局部地段有走向北东(60°~70°),倾向北西,倾角70°~80°。
变质石英砂岩;为本区主要岩层,灰至灰黑色,风化后呈褐黄、褐红色,结构致密坚硬,组成成分:石英80%,黑云母15%,绢云母、电气石少量。靠近花岗岩接触处具斑点构造,常蚀变为硅化砂岩。
板岩:灰色至灰绿色,致密坚硬,节理较为发育。矿物成分:红柱石40%~60%,碳质物占20%~25%、石英占10%~15%,接触带上常被硅化,呈厚层或薄层夹于石英砂岩中,局部富含钙质,受岩浆交代作用后已成矽卡岩化,并含微量白钨矿。
2.2构造
2.2.1褶皱
在矿区西南面的变质岩是呈现出复式背斜构造,属于唐埔向斜北东东端的次级褶皱。复式背斜轴由北东-南西、北向脊低,南由新山和猴洞之间的区域延伸出来。复式背斜次级褶皱紧密褶皱,褶皱翼倾角一般在40°~75°之间。由于断层和岩浆侵入的影响,局部地层产状紊乱,与复式背斜存在一定的差异。
2.2.2断裂
区内断裂构造比较简单,成规模的仅一条北北东向断裂。走向NE10°~30°,倾向南西,倾角70°~84°,沿走向斜贯矿区西北,矿区内延伸达800m,破碎带中岩石挤压破碎明显,有云英岩角砾,被硅质胶结,其带宽为1.5m~8.0m,而且破碎带断层的西南端中有疏松的变质岩角砾,多次活动,为平移逆断。
2.2.3节理
根据现场的勘查发现,矿区在成矿前和成矿期间的节理都呈现非常发育,具体分析如下:
(1)花岗岩中主要节理:a组:其节理走向为280°~285°,主要为南南西倾向。b组:其节理走向为15°~30°,主要为北西倾向。c组:其节理为走向70°~85°,主要为北倾向。
在矿区内的花岗岩中主要以a组的节理最为发育,而b组、c组两组则节理发育不明显。其中,最为发育的一组节理,花岗岩内的横向节理与花岗岩在侵入时南北方向伸展所产生的拉力有关,而后随着构造压应力的西南方向,节理进一步裂开,成矿裂缝由矿脉填充而形成,成矿裂缝的出现与最发达的节理一致。其中少数节理受到构造应力的影响,导致其程度加深或重开后充填了诸多的非含矿石英脉,而该类脉矿的产状与矿脉相呈一致或相交。
(2)变质岩中节理:在变质岩中,其节理的走向呈现两个走向,其一为280°~310°,其二为350°~360°。前者为主,后者次要。
2.2.4成矿裂隙特征及其类型
(1)石英大脉成矿裂隙。按其产状可分为二组:一组倾向320°~330°,倾角65°~80°,走向SW—NE,主要分布在聂都排、月光顶;另一组倾向340°左右,走向SW—NE,倾角60°~75°,主要分布在旱窝孜~九龙排、野猪湖一带。裂隙垂直流线构造,倾角由60°~80°,特别是后一组规律性更为明显,从南到北逐渐陡峭。通过观察发现,断裂产状与花岗岩中央平原节理基本一致。由此可见,花岗岩体的断裂特征应该是裂缝张力的原始凝结收缩,然后由于剪切应力复合作用使裂缝重新发育,地层加深。
(2)云英岩石英细脉带成矿裂隙。该成矿裂隙极为发育,而且形态复杂,产状不一,其中含有各种不同的充填物。根据各类裂隙的相互的交叉关系分析,本矿裂隙主要有分为四期,其中前三期的成矿裂隙,以第二期最为发育,第三期多重叠于第二期之上。其产状主要为走向70°,倾角为25°~45°,次有为南北向走向,倾向东,倾角10°~20°,及走向北北西,倾向北东东,倾角45°左右,然而,裂缝的发育并不完善,所有的裂缝都表现出短暂的伸展现象,略小于伸展现象,主要表现为波状弯曲和膨胀-收缩弯曲,第四阶段裂缝主要发育在SW-NE走向,倾向北北西,倾角60°~80°,裂隙大小不一,裂隙壁不滑,出现陡倾,具有逆冲性质,切断了断层的前三期,不仅裂隙有明显的位移,而且断层前三期的裂隙也有明显的位移,将其拖入波状弯道。因此,前三期的成矿裂隙主要是由于花岗岩连续冷凝收缩而导致的裂隙,第四期裂缝为构造应力产生的逆冲断裂,形成902中段石英脉带复杂的成矿裂缝;其中前三期裂隙在第四期裂隙逆冲的作用下,进一步加深了裂隙的发育,其裂隙形状也进一步受到了改变。
2.3岩浆岩
在矿区中主要显露为岩浆岩,其类型众多,主要以中细粒、细粒的黑云母花岗岩为主,其中,前者灰白色,中细粒斑状结构,块状构造,其主要成分为碱性长石(15%~35%)、斜长石(20%~35%)、石英(35%~40%)、黑云母(3%~5%)、白云母(2%)、绿泥石、绢云母、高岭土、铁等少量次生矿物;后者灰白色略具紫红色调,细粒花岗结构,块状构造,其主要矿物成份与中细粒斑状黑云母花岗岩基本相同。两者都属九龙脑岩基的一部分,约占矿区面积九成以上。
因此,九龙脑岩体岩石类别,结构、构造及矿物成份、化学成份,自变质作用类型与成矿专属性等均与邻区西华山早期花岗岩株基本相似,属燕山早期产物。
2.4围岩蚀变
在矿区内,主要的围岩蚀变类型有:云英岩化、硅化、绿泥石化、碱性长石化、碳酸盐化等。与外接触带主要为硅化、绿泥石化、碳酸盐化、白云母化次之。各种围岩蚀变特征分述如下:
云英岩化:花岗岩中的矿脉两旁普遍发育着云英岩化,沿矿脉两侧多呈带状连续分布,局部地段呈断续的囊状或团块状及不规则分布。蚀变宽度一般在10cm~30cm,大者可达150cm以上,云英岩化往往在两脉之间,矿脉交叉分枝尖灭,侧现等处较为强烈,当远离矿脉时,蚀变逐渐减弱,根据野外观察,本矿区云英岩化矿大致划分为四个带:即矿脉向两旁外推,分布为矿脉、富云母云英岩、正常云英岩、富石英云英岩、正常云英岩化花岗岩(--硅化花岗岩),最后为正常花岗岩。
硅化:主要见于矿区西南角的变质岩中,表现为脉侧化及微小石英脉线贯穿于变质岩中而引起的硅化。另外在云英岩脉带中也见有硅化,当早期硅化迭加于云岩之上,则形成硅化云英岩及似糖粒状硅化云英岩。迭加于花岗岩地面则形成强烈硅化花岗岩。
碱性长石化主要包括:钠长石和钾长石主要分布在白云岩的下部,钠长石和钾长石的分布比钾长石的分布更为普遍。当岩石是钠时,它看起来是白色的,反之亦然,肉红色。此外,还有一种钾长石拥有属性的肉红色长石脉。
2.5变质作用
区域变质作用是矿区的主要变质作用,表明震旦系地层受区域变质作用影响,岩性主要由变质石英砂岩、变质细砂岩、砂质板岩和板岩互层组成,在岩体的接触带内形成了一个角化带和一个强度不等的斑点状板岩带,近岩体周边或细脉带侧、石英脉侧云英岩化十分强裂。
3矿体地质特征
3.1云英岩细脉带规模、形态
区内云英岩细脉带(编号为V1-1)分布在矿区南部边缘,区内地表出露最大标高为932m,地表及浅部大部份矿体已采空或品位偏低。工程控制最低标高885m,控制长约350m,矿带产状:走向介于60°~73°,总体形态呈窄长带状或透镜状、囊状,具胀缩现象,沿走向呈宽缓波状,与围岩分界较明显,局部呈渐变关系。带内蚀变围岩主要为正常云英岩、富石英云英岩、云英岩化花岗岩、硅化云英岩及似糖粒状硅化云英岩。与黑钨矿化密切关系的主要为含长石石英脉、含钨铍石英脉、烟灰色石英脉、乳白色石英脉。带内主要由各种不同类型的细脉及蚀岩围岩组成,而且各种石英细脉形态主要为简单的脉状,但分枝、复合、膨缩、
弯曲等现象较常见,其组合形式一般为平行密集排列。
3.2含钨石英大脉规模、形态及其产状(次要矿体)
矿区内含有钨石英脉较发育,本次已编号的含钨石英脉共有18条,而参与资源储量估算的矿体为6条(V4、V6、V7、V8、V19、V21)。主要分布在矿区中部、北部的聂都排~野猪湖坳及旱窝孜~九龙排等处。矿体形态较为复杂,常成组呈带分布,尤其沿走向较沿倾向要复杂的多,各矿脉大致呈右侧幕状平行排列,脉距一般为5m~55m不等。膨缩、弯曲、分枝复合、尖灭侧现等显见,局部并形成网脉状。厚度变化属为较稳定,厚度变化系数为10.36%~31.85%。
4矿床成因及找矿标志
4.1矿化类型及矿体分布规律
本矿区中发育主要有两种不同类型的矿床,分别为:原生云英岩石英细脉带型黑钨矿床和石英大脉型黑钨矿床,都赋存在花岗岩内接触带中。其中石英大脉型主要分布在矿区东部和北部,出露标高950m以上,大多品位偏低,矿体厚度变化较大。云英岩石英细脉带型分布在矿区南部,出露标高900m以上,矿体规模一般较大,但钨矿品位较低,且往下变贫。二者均为本次资源储量估算矿体。编号矿脉(带)共计18条(组),达工业品位估算资源储量的矿脉共7条。整体矿体呈脉状产出,矿体形态复杂,以脉状产出,在平面上和垂直方向上,局部形态有膨大缩小,弯曲、交叉、折曲和分枝复合等现象,主要平行排列充填在SW—NE的复合裂隙当中。单脉的中心部分是稳定的,两端较小。在走向或倾斜时,由几个小扁豆组成,呈侧幕状。矿脉由北向北延伸,北倾多,南倾少,倾角较陡,一般为65°~85°。
4.2矿床成因及找矿标志
黑钨矿脉状矿床的形成,受一定成矿因素的控制,主要与形成期的地质环境有关。因此,根据野外的详细勘察,并在室内进行综合检测分析,确定了该矿床的形成的原因是由于岩浆岩、构造及其围岩相互作用的结果。
4.2.1成矿地质条件
本区岩浆岩是燕山早期岩浆侵入的产物,与邻区西华山花岗岩体相似,与钨锡矿床的形成密切相关。花岗岩是该区的成矿母岩,其侵入导致大量含矿热液的形成,同时由于岩浆本身的冷凝收缩作用产生了一系列裂隙,为含矿热液的上升和沉积创造了良好的条件,有利于矿田的形成。
构造是控制该区两类矿床的重要因素,不同构造部位所以形成了不同类型的矿床。其中,北部石英脉主要为花岗岩体顶部的长陈断裂,受区域构造影响进一步加深。花岗岩体南缘石英-石英细脉型矿床分布于岩体边缘,这是由于该区早期形成了可能在花岗岩体侵入之前形成的n向逆断层,在长期的挤压推覆过程中,在花岗岩体的接触带产生了一系列向北倾斜的导数剪切裂缝,加强和改变了花岗岩的初生凝结张力裂缝,震旦系-寒武系浅变质岩裂缝形态,形成了良好的储集裂缝。围岩的性质与矿床的形成密切相关。矿区围岩为花岗岩和泥质砂岩,泥质砂岩对成矿流体有较好的阻隔作用,成矿主要集中在矿区内部。
4.2.2矿床成因
根据上述矿床的地质特征和成矿地质条件,本区矿床均赋存于花岗岩中,围岩蚀变为白云石化和硅化作用,中、侧脉围岩中均含有黑钨矿、绿柱石、锡石、辉钼矿、白云母、黄玉等气化-高温热液矿物。同时,根据矿石的构造是以浸染状致密块状为主,那么由此可以判断出该矿床的形成原因,是经历了从岩浆气化晚期到高温热液到中温热液的漫长过程,其中矿床形成的主要阶段为高温热液气化阶段,因此,属于岩浆气化后(中)高温热液矿床。
4.2.3找矿标志
对于本类矿体的找矿标志,主要根据上述矿体赋存的空间位置及构造、岩浆岩和围岩蚀变等成矿地质特征进行分析,总结归纳了以下几类找矿标志:其一、在燕山早期的黑云母花岗岩岩体的顶部可能找石英大脉型矿床,而且在岩体边缘多期活动的断裂带可能找到云英岩石英细脉带型矿床;其二、区内断层如F1与云英岩石英细脉带有空间和成因联系,故可作为寻找云英岩石英细脉带型矿床的找矿标志;其三、云英岩石英细脉带矿体边缘,云英岩化、碱性长石化较为发育,故也可作为找矿标志;其四、云英岩石英细脉带上覆变质岩中石英线、云母线发育,且硅化较强亦较普遍,所以,也可作为隐伏矿床的地表找矿标志。
5结语
综上所述,钨矿作为现代社会发展以及工业生产中重要矿产资源,在实践开采过程中,由于部分钨矿矿床的地质特征存在一定的特殊性,导致钨矿开采效率受到影响,因此,要确保钨矿开采的整体效率,这就要求相关企业加强对钨矿床地质的主要特征的综合勘查,并在此基础上做好钨矿矿床的具体成因的研究,才能够在实际开采过程中根据钨矿成因选取科学的开采技术,从而在保证钨矿开采的科学合理性以及提升开采工作质量和效率,进而促进钨矿资源得到可持续开发利用,推进生态文明建设发展。
