鎢礦礦床地質(zhì)特征及邊深部找礦預(yù)測(cè)

曹平生

（江西漂塘鎢業(yè)有限公司，江西 贛州 341515）

鎢作為稀有金屬，具有高熔點(diǎn)性能，廣泛應(yīng)用于汽車(chē)制造、航天科技等多個(gè)領(lǐng)域，在現(xiàn)代工業(yè)中發(fā)揮了重要作用。在鎢礦開(kāi)采方面，隨著礦山開(kāi)采規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，部分礦山探明的鎢礦資源已經(jīng)逐步達(dá)到枯竭狀態(tài)。把握鎢礦礦床地質(zhì)特征，開(kāi)展邊深部找礦預(yù)測(cè)工作，能夠適當(dāng)延長(zhǎng)礦山服務(wù)年限，增加國(guó)家鎢礦資源儲(chǔ)量，為資源優(yōu)化配置提供科學(xué)依據(jù)。

1 鎢礦成礦背景

贛南作為世界文明黑鎢礦富集區(qū)，擁有豐富的鎢礦儲(chǔ)量、品位，被稱(chēng)之為鎢礦地質(zhì)搖籃。自1907年發(fā)現(xiàn)鎢礦，贛南鎢礦開(kāi)發(fā)已經(jīng)擁有了百年歷史，不僅展現(xiàn)了良好資源勘查遠(yuǎn)景，也有效推動(dòng)了鎢礦地質(zhì)理論和找礦方法的發(fā)展。位于南嶺東西向和武夷山北東向兩大構(gòu)造復(fù)合位置，贛南區(qū)地層主要為寒武紀(jì)和震旦紀(jì)，富含W等大量成礦元素[1]。在燕山期，隨著巖株、巖基等侵入結(jié)構(gòu)的出露，與發(fā)育強(qiáng)烈、不斷運(yùn)動(dòng)的構(gòu)造結(jié)合在一起，最終形成了構(gòu)造-巖漿-成礦帶，形成了較多鎢金礦床。經(jīng)過(guò)多年地質(zhì)勘查，篩選并打造了九大鎢礦山，探明鎢礦儲(chǔ)量已經(jīng)超出150萬(wàn)噸。根據(jù)現(xiàn)有研究成果來(lái)看，贛南區(qū)以巖漿型鎢礦床為主導(dǎo)，礦床分布在母巖和外接觸帶中。受巖突侵入深和風(fēng)化等因素影響，位于淺表位置的礦產(chǎn)較少，多數(shù)隱伏在深部。由于目前已經(jīng)基本完成淺表位置鎢礦勘查，因此后續(xù)找礦主要集中在邊深部。

2 鎢礦礦床地質(zhì)特征

2.1 地層特征

左拔鎢礦屬于贛南區(qū)鎢礦床，自1918年被發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)多年勘查開(kāi)發(fā)，探得原C1和C2級(jí)礦石量均達(dá)到百萬(wàn)級(jí)別，WO3金屬量分別達(dá)到1.5萬(wàn)t和1.9萬(wàn)t以上。自1958年建礦，經(jīng)過(guò)多年開(kāi)采，目前保有儲(chǔ)量服務(wù)年限不超5年，面臨嚴(yán)重資源危機(jī)，需要加強(qiáng)邊深部找礦勘查，確保礦山能夠取得可持續(xù)發(fā)展。從地質(zhì)情況上來(lái)看，礦床位于崇義-大余-上猶礦集區(qū)，地層構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，并且相對(duì)頻繁，可以劃分為南北、東西等多種，以華夏系和新華夏系等為主[2]。多數(shù)構(gòu)造主要為斷裂形式，南北向?yàn)閺?fù)式褶皺，控礦構(gòu)造以東西向和新華夏系斷裂為主。由于廣泛發(fā)育的花崗巖類(lèi)侵入體存在，形成了系列鎢錫礦化點(diǎn)，呈北北東向分布。左拔鎢礦位于礦帶中南部，礦化面積約6k㎡，地層主要為寒武系和下寒武統(tǒng)，另外包含第四系全新統(tǒng)。從特征上來(lái)看，為淺變質(zhì)巖系，包含相互穿插的變余砂巖和板巖，巖性以含碳質(zhì)、石英細(xì)砂巖、絹云母板巖等為主。

2.2 構(gòu)造特征

從礦區(qū)構(gòu)造特征來(lái)看，帶有贛南礦區(qū)構(gòu)造局部特征。位于南北向倒轉(zhuǎn)復(fù)式向斜上，使得礦區(qū)擁有非常發(fā)育次級(jí)褶皺，軸為350°~10°，多數(shù)向東傾60°~80°，兩翼巖層在50°~70°范圍內(nèi)。受褶皺影響，形成了沖斷層，并在近東西向位置形成張扭性斷裂，充填石英脈。東西向斷裂屬于發(fā)育高角度沖斷層，沿用南北向伴生張性斷裂，帶有扭性，保持南或北80°~110°走向，傾角在60°~70°之間，局部存在黑鎢礦石英脈。北東向主要為華夏系斷裂，延長(zhǎng)達(dá)到1300m，甚至能夠達(dá)到2000m，寬度在1m~3m范圍，局部達(dá)10m。多數(shù)斷裂為正平移，受壓性結(jié)構(gòu)面侵襲，帶有壓扭性，保持40°~65°走向，向南東傾向60°~70°。內(nèi)部分布透鏡體、石英等，周?chē)鷩鷰r為帚狀，發(fā)生強(qiáng)烈硅化。北北東向存在兩條貫穿主干的斷裂構(gòu)造，延伸長(zhǎng)達(dá)2200m以上，寬度在2m~4m之間，最寬能夠達(dá)到32m，為主要容礦構(gòu)造。斷裂保持10°~25°走向，局部為壓性斷裂面，帶有壓扭性特征，保持60~70°傾角，內(nèi)部為非常發(fā)育透鏡體、石英粒。

2.3 礦體礦石特征

從礦區(qū)鎢礦石特征來(lái)看，礦床為石英脈型黑鎢礦床，礦體賦存在淺變質(zhì)砂、板巖中。由于容礦裂隙主要為帶狀分布，礦脈也保持成帶成組狀態(tài)。按照由北向南的方向，可以劃分為大竹山、老棚下、大坳和高陂坑，分別稱(chēng)之為I、II、III和IV脈帶，總計(jì)擁有22個(gè)脈組。目前，已經(jīng)勘查擁有開(kāi)發(fā)意義的僅有三個(gè)脈組，多數(shù)被評(píng)定為工業(yè)價(jià)值不高。如同贛南區(qū)其他鎢礦床一樣，礦體擁有復(fù)雜形態(tài)，帶有膨脹縮小、分支復(fù)合等特性，可以保持穩(wěn)定產(chǎn)狀。目前，礦體淺表脈幅較小，同時(shí)品位不高，但深部與之相反，無(wú)論是品位還是脈幅均比較理想，呈現(xiàn)出垂直分帶分布規(guī)律。礦物以黑鎢礦為主，也包含輝鉬礦、綠柱石、白鎢礦等，屬于含鉍鉬鈹黑鎢礦。黑鎢礦以黑色或灰黑色為主，少量為灰白色，擁有油脂光澤，顆粒大小一般不超0.2mm，為自形板柱狀或針狀，在石英脈邊沿、垂直段等位置富集，呈現(xiàn)出梳狀[3]。在距離圍巖較近的礦化體中含有較多黑鎢礦，稍遠(yuǎn)區(qū)域則含量有所下降。鎢礦石晶結(jié)構(gòu)也將受到地質(zhì)因素影響，從左拔鎢礦石構(gòu)造情況來(lái)看，受石英脈顆粒、黃鐵礦等嵌入因素影響，黑鎢礦呈現(xiàn)出浸染狀。

2.4 成礦原因

分析成礦原因，確認(rèn)礦區(qū)地表、坑道位置分布少數(shù)云英巖化白云母花崗巖脈，深部巖脈大量分布，同時(shí)存在細(xì)粒閃長(zhǎng)巖脈、玄武巖脈等，深度越大越發(fā)育，變質(zhì)越強(qiáng)，隱伏巖漿巖體。圍巖為發(fā)育熱液蝕邊，寬度不超5cm，強(qiáng)度不大。因巖性不同，變質(zhì)類(lèi)型存在差異，余砂巖以云英巖、黃鐵礦化等為主，板巖以黑云母化、娟云母化等為主，巖脈中云英巖化十分發(fā)育[4]。而鎢礦形成與云英巖化和黑云母化直接相關(guān)，判斷成礦經(jīng)歷多個(gè)階段，從氣化高溫?zé)嵋喊l(fā)展至中高溫?zé)嵋?，形成多種礦床。在熱液在不同性質(zhì)巖石間移動(dòng)時(shí)，發(fā)生物理化學(xué)變化，析出鎢元素，并發(fā)生礦化，疊加形成礦體。在巖體上方和頂部，造成花崗巖、黑云母等受到侵蝕，出現(xiàn)礦化情況，形成不同礦體。在礦液冷卻過(guò)程中，變質(zhì)的砂巖、板巖等從震旦系統(tǒng)下部挑出，在花崗巖、云母巖中形成巖脈和黑鎢礦床。在白鎢礦化階段，花崗巖脈中黑鎢局部受到白鎢礦交代作用，促使白鎢礦石英脈部分形成。礦區(qū)經(jīng)歷頻繁構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，伴隨發(fā)生強(qiáng)烈?guī)r漿活動(dòng)，促使地層和各類(lèi)巖石發(fā)生不同變質(zhì)作用。經(jīng)過(guò)多次侵入，形成復(fù)式巖體。因此從礦區(qū)成礦原理來(lái)看，受到了接觸交代、熱接觸、熱液蝕等多種變質(zhì)作用，發(fā)生了云英巖化、娟云母化、硅化等多種礦化現(xiàn)象。

3 鎢礦邊深部找礦預(yù)測(cè)

3.1 找礦預(yù)測(cè)

結(jié)合贛南區(qū)的找礦經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行左拔鎢礦找礦預(yù)測(cè)，可知目前該區(qū)域礦山開(kāi)采深度通常達(dá)到地面500m以下區(qū)域，部分設(shè)置了過(guò)深孔。從開(kāi)發(fā)實(shí)踐來(lái)看，隨著深度的增加，標(biāo)志帶從細(xì)脈帶逐漸向大脈帶變化，部分侵染狀礦體深度將達(dá)到千米以上，甚至存在側(cè)列分布的盲礦帶，能夠明顯增加鎢礦儲(chǔ)量。從勘探資料來(lái)看，鎢礦化點(diǎn)圍繞成礦巖體或礦城保持成帶、成片分布，甚至能夠達(dá)到15處/100k㎡密度，多數(shù)礦床并未經(jīng)過(guò)詳細(xì)勘查。結(jié)合民間調(diào)查結(jié)果可知，擁有良好找礦遠(yuǎn)景的鎢礦數(shù)量可觀，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況擇優(yōu)勘查。并非所有花崗巖體都賦存鎢礦床，因?yàn)槌傻V與復(fù)式巖體經(jīng)多次演化有關(guān)，將形成小巖體或巖突，各種礦化也集中在巖體和外接觸帶中。受出露情況、定位標(biāo)高和剝蝕程度等多項(xiàng)因素影響，巖突中大規(guī)模礦床較少。但小巖體屬于隱伏巖，擁有良好保存環(huán)境，因此可以形成大規(guī)模礦床，應(yīng)作為找礦首選。沿著巖漿巖帶展布方向，根據(jù)物化遙信、巖體頂面波狀等相關(guān)信息，能夠進(jìn)行臺(tái)階預(yù)測(cè)找礦。

結(jié)合贛南區(qū)鎢礦成礦理論可知，礦床形成與地質(zhì)作用有關(guān)，礦物質(zhì)經(jīng)過(guò)重新分配，發(fā)生了局部富集現(xiàn)象。在一定時(shí)空范圍內(nèi)，礦元素發(fā)生活化，遷移至有利部位，經(jīng)過(guò)集中沉淀形成礦床。在找礦時(shí)，應(yīng)確認(rèn)成礦環(huán)境擁有豐富礦物質(zhì)來(lái)源，同時(shí)發(fā)生過(guò)可實(shí)現(xiàn)礦物質(zhì)活化的地質(zhì)作用，同時(shí)擁有容納礦元素發(fā)生沉淀的空間范圍。左拔礦擁有成礦母巖提供礦物質(zhì)，擁有礦元素高豐度區(qū)，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)頻繁。從澄江期開(kāi)始，在不同時(shí)期區(qū)域均發(fā)生了頻繁巖漿活動(dòng)，活動(dòng)規(guī)模、類(lèi)型等存在差異。此外，礦床分布受新華夏系和緯向構(gòu)造影響，形成了派生裂隙，能夠提供容礦空間，所以可以滿(mǎn)足成礦條件。在整個(gè)區(qū)域范圍內(nèi)，95%屬于淺變質(zhì)巖出露區(qū)，同時(shí)云母花崗巖隨著深度增加發(fā)育更強(qiáng)，能夠發(fā)生強(qiáng)接觸變質(zhì)作用，因此需要對(duì)邊深部隱伏花崗巖體進(jìn)行找礦勘查?，F(xiàn)階段，礦區(qū)礦化范圍較大，22個(gè)脈組中圈定為工業(yè)礦體的僅3個(gè)，多數(shù)脈組只進(jìn)行了地表或深部評(píng)價(jià)，意味著左拔礦區(qū)邊深部擁有較大的找礦潛力。

3.2 靶區(qū)分析

結(jié)合左拔鎢礦四個(gè)脈帶的成礦條件，將I脈帶和II脈帶選定為找礦靶區(qū)，需要從中擇優(yōu)選擇，進(jìn)一步明確找礦勘探方向。I脈帶目前已經(jīng)勘探出工業(yè)礦體分布在大脈帶中，淺層勘查達(dá)到了較高程度。但在深部勘探方面，長(zhǎng)久以來(lái)受鉆孔工藝限制，控制標(biāo)高僅在20~365m范圍內(nèi)，并未發(fā)現(xiàn)隱伏的花崗巖。根據(jù)現(xiàn)有情況來(lái)看，需要將I脈帶納入到需要重點(diǎn)勘探的靶區(qū)之一。II脈帶處于整個(gè)礦區(qū)的中部位置，存在7個(gè)脈組，整體勘探程度不高。根據(jù)已有工作開(kāi)展情況來(lái)看，其中2個(gè)脈組被評(píng)價(jià)為中等工業(yè)意義，剩余被評(píng)價(jià)為工業(yè)意義不高，并未深入開(kāi)展找礦勘探工作。但從地質(zhì)條件上來(lái)看，II脈帶擁有十分優(yōu)越的成礦條件。首先，II脈帶的斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，存在華夏系、新華夏系和南北等多個(gè)斷裂構(gòu)造，在地段范圍內(nèi)發(fā)生了相互交切情況，將為巖體侵入創(chuàng)造良好條件。其次，從礦山深部勘查情況來(lái)看，II脈帶發(fā)生了最強(qiáng)烈的接觸變質(zhì)，巖脈呈現(xiàn)出最發(fā)育狀態(tài)，預(yù)測(cè)應(yīng)當(dāng)存在深部隱伏花崗巖，其內(nèi)外接觸帶能夠?yàn)槌傻V提供條件。從巖脈分布來(lái)看，根據(jù)以往資料可知巖體深度能夠達(dá)到-200m，鉆孔標(biāo)高在150m~300m范圍內(nèi)，探測(cè)到的脈幅主要在0.05m~0.09m范圍內(nèi)，擁有較大的含脈密度，屬于垂直細(xì)脈帶。根據(jù)贛南區(qū)的鎢礦找礦實(shí)踐可知，礦床呈現(xiàn)出垂直分帶分布規(guī)律時(shí)，深部礦床礦體可能擁有較高工業(yè)價(jià)值。綜合各方面因素，最終將II脈帶評(píng)價(jià)為找礦首選勘探靶區(qū)。靶區(qū)內(nèi)擁有發(fā)育的帶狀構(gòu)造，圍巖呈現(xiàn)出強(qiáng)烈硅化蝕邊特征。在石英細(xì)脈發(fā)育的情況下，擁有明顯的化探異常特征，說(shuō)明邊深部找礦擁有良好前景，需要進(jìn)一步開(kāi)展找礦工作。

4 結(jié)論

贛南區(qū)擁有良好找礦背景和發(fā)展?jié)摿?，左拔鎢礦保持了區(qū)域礦床垂直分帶分布的規(guī)律，邊深部蘊(yùn)藏?fù)碛休^大工業(yè)價(jià)值的鎢礦體，需要做好找礦預(yù)測(cè)。加強(qiáng)礦床地質(zhì)特質(zhì)分析，可以確定礦山擁有良好成礦地質(zhì)條件，邊深部石英巖脈礦化規(guī)模較大，目前尚未實(shí)現(xiàn)高度勘探，未來(lái)將作為找礦主要方向，首選脈帶深的靶區(qū)進(jìn)行找礦勘探。