北歐和我國鉬礦床的鎢鉬礦石建造及其成因特點(diǎn)對比

董理踐

(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)勘查院, 河南 鄭州 451464)

0 引 言

北歐和我國鉬礦床相對比，礦床的主要礦石建造及其成因特點(diǎn)，反映在有關(guān)巖漿活動(dòng)、礦床形成的地質(zhì)構(gòu)造部位、礦化作用特點(diǎn)及礦化與巖漿活動(dòng)的相互關(guān)系等幾個(gè)方面[1]。

鉬礦床的成因可以有多種多樣，就內(nèi)因成礦作用來說，可以有偉晶巖礦床、碳酸鹽礦床、云英巖礦床以及含鉬黃鐵礦礦床等，但它們都不是具工業(yè)價(jià)值的鉬礦床主要類型。就礦體結(jié)構(gòu)而言，構(gòu)成具工業(yè)價(jià)值的鉬礦床主要有石英脈型鉬礦床(斑巖型鉬礦床)、網(wǎng)脈狀鉬礦床、角礫巖筒型鉬礦床、云英巖化鉀化型鉬礦床、矽卡巖型鉬礦床。特別是脈型、細(xì)脈浸染型、角礫巖筒型3類鉬礦床，往往不是單一有用組分，而是多種有用組分共生，如銅、鐵、鎢、錸等綜合在一起的礦床類型[2～4]。

1 外生內(nèi)生鉬礦床的礦石建造類型

具有工業(yè)價(jià)值的外生鉬礦床主要有：(1)產(chǎn)于煤系地層中的鉬礦床；(2)產(chǎn)于碳質(zhì)粘土巖及碳、硅質(zhì)粘土巖(即黑色頁巖)中的鉬礦床；(3)固體瀝青頁巖中的鉬礦床等。這些外生鉬礦床中，主要是與碳質(zhì)有機(jī)成分密切相關(guān)，而且往往和鈾、釩、鍺等有用元素共生。但是由于其中含鉬較貧而且賦存狀態(tài)復(fù)雜，所以目前還未能有效提取，只能作為將來研究利用的對象。

目前北歐及國內(nèi)按不同的礦種礦石建造而且作為鉬礦資源的主要對象僅有鎢鉬型礦石建造、單一鉬礦石建造、銅鉬礦石建造3種類型，而目前就其開發(fā)利用水平看，最主要的是大型、超大型網(wǎng)脈狀即細(xì)脈浸染狀亦即目前我國最主要的礦床類型—斑巖型鉬礦床，其中包括鎢鉬、銅鉬以及單一的鉬礦石建造的礦床在內(nèi)，矽卡巖型鉬礦床實(shí)際上就是其中的一種[5]。

據(jù)北歐鉬礦專家波卡洛夫·特(1977)資料介紹，認(rèn)為鉬礦床的工業(yè)品位與規(guī)模大小密切相關(guān)，規(guī)模大者品位要求相對較低，規(guī)模小者品位要求較高。據(jù)其介紹的礦床資源量和品位要求關(guān)系系數(shù)見表1。

表1 礦床資源量和品位要求關(guān)系系數(shù)

對于投入地下開采(坑采)的脈狀鉬礦床，品位要求更高，礦床品位一般應(yīng)不低于0.4%～0.8%，但實(shí)際上這樣高品位的富礦床并不多見。

2 鎢鉬礦石建造

2.1 基本特點(diǎn)

鎢鉬礦石建造約占全部工業(yè)鉬礦床資源量的35%左右。這類礦床礦石建造主要的礦石礦物為輝鉬礦、黑鎢礦或白鎢礦。這一類型鉬礦床的工業(yè)價(jià)值已為廣大地質(zhì)工作者所共識。除了輝鉬礦外，其中伴生的輝鉍礦、螢石、黃銅礦和黃鐵礦等硫化物。有時(shí)甚至還有錫石可供綜合利用。在輝鉬礦中往往伴生有稀散金屬元素錸，錸是以輝鉬礦的類質(zhì)同像混入物的形式出現(xiàn)。錸的含量一般不超過30 g/t，但個(gè)別礦床有時(shí)可達(dá)100～130 g/t。在許多已開發(fā)利用的此類鉬礦床中 ，已解決了錸的回收問題。另外，在有關(guān)的黑鎢礦中伴生的鈧和鈮也具有較高的工業(yè)綜合利用價(jià)值。

鎢鉬礦石建造的鉬礦床礦體形態(tài)為大的巨型塊體，就像草帽狀扣在花崗斑巖巖株的頂部，這些礦床的資源量往往非常巨大，鎢鉬總量常常大于幾十萬噸，其礦床品位在0.03%～0.15%之間，礦床中偶爾也會(huì)有較大的石英脈狀礦體產(chǎn)出，但脈狀礦體獨(dú)立工業(yè)意義不大，個(gè)別礦脈有時(shí)可達(dá)1 萬～2萬t，品位達(dá)0.5%～1.0%。

除了斑巖型鉬礦床外，少數(shù)有在成礦母巖—花崗斑巖與碳酸鹽巖接觸帶上形成的矽卡巖型鉬礦床。此時(shí)含礦的矽卡巖巖體可呈似層狀、透鏡狀、鞍狀以至其他更為復(fù)雜的形態(tài)，總之，礦體立體的上下起伏形態(tài)取決于花崗斑巖巖株頂面的起伏形態(tài)，經(jīng)常有波峰、波谷、山脊、山谷，有時(shí)變?yōu)樯羁踊蚵┒窢?。礦床的規(guī)模往往取決于成礦的花崗斑巖巖株的大小。鎢鉬礦床一般來說，經(jīng)常出現(xiàn)鎢的含量超過鉬的情況。

就礦床的成礦空間與成因來看，這類礦床一般都與深層的白崗質(zhì)花崗斑巖巖體有關(guān)。大部分的礦化富集部位都在花崗斑巖巖株的隆起部位以及巖體的外接觸帶，最遠(yuǎn)可達(dá)1 000～1 500 m，但礦體的厚度很少超過500～700 m。

具有這類礦化的花崗斑巖巖株，一般都產(chǎn)于地槽后期的巖漿活動(dòng)帶或地臺區(qū)的構(gòu)造巖漿活化帶[6-8]。如阿根廷的賽洛-阿斯貝洛和美國的克萊麥克斯也發(fā)現(xiàn)有不少鎢鉬礦床也屬于這種類型。北歐高加索山脈的格魯吉亞的臺日雷阿烏斯基、哈薩克斯坦的萊念茨基、科克琴科列斯基、貝臺斯多斯基、卡洛朋斯基等幾個(gè)超大型、大型鎢鉬礦床等。

2.2 大地構(gòu)造及礦床的產(chǎn)出部位

鎢鉬礦床有的產(chǎn)于地槽褶皺帶中，如哈薩克斯坦的一些礦床有的就產(chǎn)于海西褶皺帶中，有的產(chǎn)于加里東褶皺帶中。有的則產(chǎn)于地臺活化帶中，如上述的北歐格魯吉亞的高加索、南美的阿根廷、我國河南欒川南泥湖、上房溝、三道莊、東北遼寧葫蘆島、江西漂礦、福建行路坑等。

由于許多鎢鉬礦床主要是褶皺區(qū)發(fā)育的中晚期生成的，因此礦床成礦前的區(qū)域性斷裂對成礦的控制作用就表現(xiàn)得十分明顯，其中對脈狀礦床的控制尤為直接而突出。

在斑巖型鉬礦床中，其礦田分布經(jīng)常與深大斷裂與區(qū)域性大斷裂交匯構(gòu)造密切相關(guān)，而礦床往往產(chǎn)在次一級的旁側(cè)羽狀斷裂中[9]。如金堆城礦區(qū)，在其南部的震旦系地層中，有一條區(qū)域性的構(gòu)造裂隙。而通過礦區(qū)控制礦體產(chǎn)出的是次一級的一條北北西向斷裂；又如吉林前撮落礦區(qū)東部有一條北東向的區(qū)域性斷裂，而通過礦區(qū)中部富礦地段有一個(gè)東西向的破碎帶；河南汝陽東溝礦區(qū)就位于北西向深大斷裂與北東向區(qū)域斷裂的交匯點(diǎn)上。

楊家杖子礦區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造情況也是如此，在區(qū)域范圍內(nèi)有一條北東向的區(qū)域斷裂，而在它次一級的羽狀斷裂呈南北向分布，礦床的成礦母巖-花崗斑巖巖株就是沿這組斷裂面侵入的結(jié)果。

除了斷裂構(gòu)造外，區(qū)域性的構(gòu)造特征，在一定程度上也與不同類型礦床的產(chǎn)出有一定的關(guān)聯(lián)，如細(xì)脈浸染狀礦床常分布于地殼的隆起地區(qū)。金堆城礦區(qū)位于秦嶺褶皺帶的隆起區(qū)，中條山脈位于中條隆起帶的邊緣；河南欒川南泥湖巨型礦田位于華北地臺南緣-秦嶺褶皺帶的北緣的隆起區(qū)；山西繁峙鉬礦區(qū)位于五臺隆起帶的邊緣；吉林前撮落礦區(qū)位于華北地臺北緣；其他如江南臺背斜的隆起區(qū)有銅廠等大型細(xì)脈浸染狀銅鉬礦床。而矽卡巖型礦床則分布于凹陷地區(qū)，如楊家杖子鉬礦床位于燕遼凹陷區(qū)；瑤崗仙礦區(qū)位于資郴凹陷區(qū)；安徽銅陵銅官山銅山口等銅鉬礦區(qū)位于長江中下游凹陷區(qū)，其他如秦嶺南部的凹陷區(qū)也有矽卡巖礦床的分布[10]。

至于脈狀礦床的分布則比較廣泛，在隆起區(qū)與凹陷區(qū)都有分布。實(shí)際上它并不構(gòu)成單一的獨(dú)立礦床，而是與細(xì)脈浸染狀礦床或矽卡巖型礦床構(gòu)成一組礦床系列。

2.3 與礦化相關(guān)的巖漿活動(dòng)

與礦化相關(guān)的巖漿巖多為深層的花崗巖類巖石，在平面上巖體多呈等軸狀，少數(shù)為橢圓狀、長條狀或其他不規(guī)則形狀。成礦母巖巖體的露頭面積大小不等，可由0.003～5 km2。巖體出露的面積大小主要取決于巖體的剝蝕深度以及巖體本身的規(guī)模大小及礦化的延伸程度。據(jù)哈薩克斯坦及烏拉爾所展示的資料，巖體頂部深約3～4 km，有的只有1～2 km，而巖體礦化延伸約至8～10 km。

成礦母巖往往具有多期多相的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，一般巖石具有斑狀結(jié)構(gòu)。在產(chǎn)狀較復(fù)雜的花崗巖中，常含有多層中粒及細(xì)粒斑狀花崗巖，前者為第1期，后者為第2期。無論是第1期還是第2期，它們在成分上都有顯著的差異變化，如第2期有細(xì)晶巖、花崗斑巖、微斜花崗巖、閃長玢巖以及煌斑巖巖脈。

此類花崗質(zhì)巖石中所含造巖礦物數(shù)量一般是，鉀長石30%～55%，石英25%～40%，斜長石12%～30%，暗色礦物很少，其中可見少量黑云母2%～4%。由于黑云母和斜長石受后期巖漿的侵入遭受了交代蝕變，所以鉀長石與石英的變化很大。

斜長石中主要成分為No17～No27的更長石，根據(jù)二長測溫計(jì)算的形成溫度如下:(1)接觸帶中粒斑狀白崗質(zhì)花崗巖。組分含量：K2O11.70%，Na2O3.27%，Ca2O0.37%；礦物含量：鉀長石66.76%，鈉長石28.96%，鈣長石3.28%；Na/鉀長石29.0，Na/斜長石78，形成溫度560 ℃。(2)東科恩拉德粗粒白崗巖。組分含量：K2O8.63%，Na2O3.21%，Ca2O0.25%礦物含量：鉀長石63.0%，鈉長石34.0%，鈣長石3.0%；Na/鉀長石35.0，Na/斜長石73，形成溫度595 ℃。(3)巴彥那烏爾花崗巖。組分含量：K2O7.32%，Na2O386%，Ca2O1.20%礦物含量：鉀長石48.1%，鈉長石38.8%，鈣長石13.1%；Na/鉀長石38.8，Na/斜長石85，形成溫度595 ℃。(4)巴彥那烏爾粗粒白崗質(zhì)花崗巖。組分含量：K2O8.32%，Na2O4.48%，Ca2O0.44%；礦物含量：鉀長石53.0%，鈉長石44.0%，鈣長石3.0%；Na/鉀長石44.0，Na/斜長石86，形成溫度610 ℃。

由上可見根據(jù)二長測溫(雅皮科娃·伊·伏，1977)的成巖、成礦溫度間距為560～610 ℃，黑云母中的含鐵量較低，一般為27%～35%，Ng=1.620。個(gè)別含鐵可超過40%，Ng=1.635。又據(jù)莫尼里對白崗巖中黑云母的化學(xué)分析資料，其中含F(xiàn)e不超過35%。關(guān)于黑云母中堿金屬氧化物及氧化鋁的含量列舉如下：

(1)K2O：1～3質(zhì)量及分子9.8、99-9.1、97-6.8、72；4～6質(zhì)量及分子9.7、103,6.6、70,9.197；7～8質(zhì)量及分子11.2、119,8.2、87；

(2)Na2O：1～3質(zhì)量及分子0.24、4,0.25、4,0.26、4；4～6質(zhì)量及分子0.34、5,0.17、3,0.4、6；7～8質(zhì)量及分子0.18、3,0.54、9；

(3)Al2O3:1～3質(zhì)量及分子14.71、144,15.82、150,13.82、135；4～6質(zhì)量及分子18.99、186,14.07、183,15.66、156；7～8質(zhì)量及分子17.07、168,11.31、111；

(4)K+Na/Al:1～3質(zhì)量及分子0.71,0.67,0.65；4～6質(zhì)量及分子0.58,0.53,0.66；7～8質(zhì)量及分子0.72,0.86；

(5)K+Na：1～3質(zhì)量及分子25.0，26.2,18.0；4～6質(zhì)量及分子20.6,23.3,16.1；7～8質(zhì)量及分子40.0,9.6。

上述5項(xiàng)，1～3分別為科克田斯科爾斯基巖體內(nèi)接觸帶細(xì)?；◢弾r、科克田斯科爾斯基巖體內(nèi)接觸帶粗粒花崗巖、別塔基津斯基巖體；4～6分別為沃塔馬斯基巖體、阿缺卡達(dá)馬斯基巖體、波日林斯基巖體；7～8分別為梭金斯基巖體、巴亞拉馬爾斯基粗粒白崗巖巖體。

由上可見這些黑云母中的堿金屬總量與氧化鋁含量比均較高，其變化范圍在0.53～0.86之間。又據(jù)阿·阿·瑪拉古塞威姆1965年對6個(gè)花崗巖體中黑云母成分分析，其中有3組含堿金屬量也較高，特別是K/Na比較高時(shí)，說明對成礦較為有利[11]。

含鉬花崗巖中常見的副礦物主要有磁鐵礦、鈦鐵礦、金紅石、鋯石、磷灰石、榍石、銳鈦礦及獨(dú)居石等，有時(shí)可見褐簾石、鈦金紅石、輝鉬礦、剛玉、磷釔礦、多鈦鈳礦等。

總之，對含鉬花崗巖來說，其特點(diǎn)是：(1)含堿土金屬較高；(2)堿金屬較高；(3)二氧化硅較高；(4)含Ca2O及FeO+MgO較低；⑤堿金屬中K遠(yuǎn)大于Na。后期花崗巖中堿金屬高時(shí)對成礦有利。另外，花崗巖巖石中Al2O3超過MgO時(shí)，F(xiàn)eO的含量很低時(shí)對成礦有利。

2.4 巖體的地球化學(xué)特征

成礦母巖主要的成礦元素及其含量大致范圍如下：在礦化花崗巖中，Mo0.5～0.9 g/t，Sn3.0～4.0 g/t，W2.0 g/t，Pb20 g/t，Cu15 g/t。上述數(shù)值大致接近于維諾格拉多夫的花崗巖平均值，只不過Mo有明顯降低。

在巖體頂部及巖體內(nèi)接觸帶，從花崗巖的礦物成分看，其中鉀長石有明顯降低，而黑云母則有明顯增加，堿性長石也有明顯增高。在斜長石化學(xué)成分中，Na、Rb均較高，而K則顯著降低。

在巖體的外接觸帶，有明顯的角巖化基性含長結(jié)構(gòu)及長石化現(xiàn)象。角巖化的厚度可達(dá)300 m以上。接觸變質(zhì)帶分帶及厚度變化，自白崗巖向圍巖依次為：(1)輝石角巖帶：0～15 m；(2)角閃巖角巖帶：15～100 m；(3)綠簾石角巖帶：100～250 m；(4)綠片巖帶:>250 m。

基性含長結(jié)構(gòu)帶，其中可見黑云母化或金云母化，部分見于角閃石角巖內(nèi)，其中SiO2為帶入組分，而Ai、Ti、Fe、Ca、Mn、Mg、P、K、Na、Cr、V為帶出組分。其厚度范圍較廣，可達(dá)800～1 000 m。

長石化帶的特點(diǎn)是具有多種長石組分的細(xì)脈，其分布密度有距接觸帶的距離加大而逐漸減少之規(guī)律。但總的范圍不超過300～500 m。長石細(xì)脈的單脈厚度很少超過1.0～1.5 m，95%～96%為鉀長石，只有很少一部分為鈉長石、更長石、黑云母及石英。鉀長石被斜長石交代后常形成蠕狀構(gòu)造。

外接觸帶的上述特征表明，在侵入體與圍巖之間發(fā)生了滲濾交代作用，大部分巖漿中多余的組分都被帶入圍巖，從而產(chǎn)生了基性含長結(jié)構(gòu)帶。

3 巖體外脈巖的產(chǎn)生

白崗巖體的頂部以及其外接觸帶中常見晚期的各種巖脈，諸如細(xì)晶巖脈、花崗斑巖脈、花崗閃長斑巖脈、二長斑巖脈、閃長玢巖脈、正長斑巖脈、煌斑巖脈以及輝綠玢巖脈等等。據(jù)佛·特·波克洛夫報(bào)道俄羅斯瑞金斯克和浦路科泰斯克礦床中，巖脈的形成先后順序?yàn)椋杭?xì)晶巖脈→花崗斑巖脈→正長斑巖脈→波斯多尼特巖脈；而在科金科黑斯克礦床中巖脈的形成先后順序?yàn)椋杭?xì)晶巖脈→花崗斑巖脈→閃長玢巖脈→斜長煌斑巖脈；貝納沙爾斯克及米爾巴依卡爾斯克礦床中巖脈的形成先后順序?yàn)椋杭?xì)晶巖脈→花崗斑巖脈→花崗正長斑巖脈→花崗閃長斑巖脈→二長斑巖脈→閃長斑巖脈→輝綠玢巖脈，其中與鉬及鎢鉬礦化有關(guān)的巖脈為細(xì)晶巖脈及花崗巖脈[12]。

4 結(jié) 語

無論鎢鉬礦石建造所屬礦床的大地構(gòu)造部位、相關(guān)的巖漿活動(dòng)、巖體地球化學(xué)及其脈巖的產(chǎn)生，都離不開花崗斑巖巖漿活動(dòng)的演化規(guī)律?？傮w上都屬于斑巖型鉬礦床的成因系列，成礦巖體均離不開一個(gè)“斑”字。鎢鉬礦石建造只不過是斑巖型鉬礦床成因系列的一個(gè)品種而已。其成礦規(guī)律和地質(zhì)找礦方法與純粹的斑巖型鉬礦床完全一致。如果用板塊理論來考查鎢鉬礦石建造的產(chǎn)生，其與板塊的對接帶直接相關(guān)，而最重要的是板塊對撞、擠壓形成造山帶的末期，板塊開始作伸展分離運(yùn)動(dòng)，上地幔的軟流圈物質(zhì)大規(guī)模上涌，在這個(gè)過程中，殼幔物質(zhì)混溶和交換，礦物質(zhì)大量的快速聚集[13]。隨著大陸裂谷的形成、發(fā)展和演化，地殼厚度從造山運(yùn)動(dòng)末期的100多米到裂谷形成底部的幾十米，地殼物質(zhì)大部分為殼?；旌先蹪{吞噬而進(jìn)入熔漿，其中的礦物質(zhì)絕大部分集中于巖漿高級階段的產(chǎn)物內(nèi)，直到熔漿在地下深處遇到地下水進(jìn)行廣泛的水漿交換，大量的含鎢鉬熔漿進(jìn)入熱液階段，含礦熱液開始向圍巖的裂隙進(jìn)行釋放、運(yùn)移、貫入、冷卻、沉淀、富集而成礦。