盧先鋒
(江西省地質調查研究院,江西 南昌 330030)
鎢是一種耐熱金屬,鎢精礦用于生產金屬鎢、碳化鎢鎢合金及鎢的其他化合物,廣泛用于電力、電子、石油、化工及軍事等領域。金屬鎢是電器、電子工業的重要材料;碳化鎢做硬質合金,一般用于制造高速鉆頭、高速切削工具等。鎢與鉻、鐵、鈷、銅、銀等金屬組成合金,用途非常廣泛?,F如今,鎢的用途還在不斷擴大,特別是尖端工業中。中國是世界鎢礦資源最豐富的國家。以白鎢礦為主,其次為黑鎢礦,還有部分為混合鎢礦。
鎢礦產地主要集中在湖南(柿竹園)、江西(贛南等)和河南(欒川)等地。據預測,中國未查明的鎢礦資源潛力在數百萬噸以上。本區礦產以鎢錫為主,是贛南鎢錫多金屬礦的主要產地之一[1]。
本區大地構造屬華夏板塊東南造山帶之贛南隆起帶的羅霄~諸廣隆起,地處華南褶皺系贛中南褶隆贛西南的中西部,以洋溪~三家村北東向斷裂為界(該斷裂屬萬安~汝城深大斷裂的分支斷裂)。西北屬井岡山~陳山隆褶斷束,東南屬大湖山-芙蓉山隆斷束[2]。受多期構造運動影響,巖漿活動頻繁,褶皺、斷裂構造發育,成礦條件較為有利,是著名的南嶺成礦帶的重要組成部分。本文主要介紹南峰嶂地區鎢礦的礦山地質特征。
礦區出露地層主要為寒武系,泥盆系,局部沿溝谷出露第四系。寒武系水石組上段(∈4s3):巖性為灰、灰綠色厚-塊狀變余細粒長石石英砂巖、絹云母板巖夾條帶狀板巖,上部夾灰巖透鏡體[3]。泥盆系云山組(D2y):含礫石英雜砂巖~含鐵石英砂質礫巖~含礫石英粗砂巖-含鐵石英砂礫巖,夾薄層狀粉砂巖、泥質粉砂巖。第四系(Qhl):為耕植土和坡積層組成。坡積層主要為亞砂土和礫石,礫石成份有板巖、角巖、花崗巖、石英脈等。礦區構造分為褶皺、斷裂、容礦裂隙三種。礦區西部的石東曹一帶發育一個背斜,稱為石東曹背斜。斷裂構造主要有北東-北東東向斷裂為主,主要有上村、桐子背斷裂。容礦裂隙有三組方向:1、走向70°~85°,傾向南南東(少數北北西),傾角60°~80°,表現為張性結構面特點。2、走向30°~40°,傾向南偏東(少數北偏西),傾角65°~75°,具張扭性結構面特點。3、走向290°~300°,傾向北偏東和南偏西,傾角75°~80°,具壓扭性結構面特點。礦區巖漿巖出露面積約占全區的三分之二。主要為加里東晚期南屏山、河口巖體、燕山早期觀前巖體;少量燕山晚期巖漿巖。
礦區已發現石英脈型鎢多金屬礦(化)體29條,礦(化)體或礦化帶分布于礦區南西部(石東曹)、東部(柯樹窩)和北西部(扇子坑)燕山期花崗巖體、水石組變質砂巖的近東西向裂隙中,成組出現;主要為石英脈-云英巖型及矽卡巖型。全區共發現石英脈型鎢多金屬礦(脈)體26條,以南西部石東曹的鎢礦品位高,礦脈厚度較大,銅、鋅等伴生組份含量較高為特征[4]。礦脈主要呈近東西向展布,產狀近于直立,主要向北傾,部分向南傾,在礦區北部有部分礦脈呈北西向或南西西向走向,礦脈幅寬一般0.10m~1.00m,斷續或推測延長20m~200m。全區共發現矽卡巖型、云英巖型鎢多金屬礦(脈)體3條。云英巖型礦(脈)體受控于觀前巖體,賦存于二長花崗中,呈云英巖產出。矽卡巖型礦(脈)體受控于觀前巖體,賦存于寒武系芙蓉統水石組鈣質巖中,呈矽卡巖似層狀產出。
礦區的礦石礦物有21種,脈石礦物有14種。金屬礦物有黑鎢礦、黃銅礦、黃鐵礦、輝鉬礦、白鎢礦、磁黃鐵礦、磁鐵礦,少量閃鋅礦、錫石、輝鉍礦、毒砂,以及次生礦物孔雀石、蘭銅礦、褐鐵礦等。
脈石礦物有石英、鉀長石、螢石、白云母、黑云母、鐵鋰云母、綠泥石、少量碳酸鹽?,F將主要礦石礦物的特征描述如下:
(1)黑鎢礦。顏色為黑色、褐黑色及褐色,粉末棕褐色,多呈半自形板柱狀、竹葉狀、楔狀及針柱狀,也有呈放射狀集合體產出。單體長一般2×4—10×25mm,大者可達30mm~40mm,小者在1mm以下,長寬之比為5:1~10:1。黑鎢礦顏色的深淺,反射率的強弱,比重的大小均與化學成分有關。一般黑鎢礦中FeO高則顏色深,反射率也大;黑鎢礦中W03高則比重大。黑鎢礦以分布于脈壁的較多,垂直或斜交脈壁產出,分布不均勻,有的呈“砂包”出現,一般在分枝復合、尖滅、彎曲、縮小及夾石處富集。本區黑鎢礦以富錳貧鐵為特征,Nb、Ta含量也較低。黑鎢礦常與錫石、黃銅礦共生,可見及細小脈狀黃銅礦穿入黑鎢礦晶體之中[5]。
(2)黃銅礦。銅黃色,氧化后呈金黃色或紅色。為粒狀、致密塊狀集合體。粒徑0.005mm~0.007mm。呈不規則粒狀、團塊狀,局部呈較大塊狀集合體,多產于含礦石英脈中,云英巖中呈細小零星狀較均勻分布,也有呈富脈狀產出的。一般云英巖化強烈地段黃銅礦化隨之強烈,多與鎢共生,與鎢礦化正相關。
(3)輝鉬礦。呈鱗片或六方板狀晶體,多數產于礦脈兩邊,少數分布于礦脈中間。鉛灰色。金屬光澤。具油膩感。染手。粒徑0.2mm~0.5mm。礦石結構主要為自形粒狀結構,它形~半自形結構,其次是熔蝕交代殘余結構、碎裂結構。
礦物共生組合為:黑鎢礦、黃銅礦、黃鐵礦、輝鉬礦、白鎢礦、磁黃鐵礦、磁鐵礦、石英、鉀長石、螢石、白云母、黑云母、綠泥石、碳酸鹽。
通過光片鑒定,它們的共生關系可以發現:黑鎢礦被白鎢礦、黃鐵礦、黃銅礦交代穿插;黃鐵礦穿插磁黃鐵礦和磁鐵礦,同時被黃銅礦穿插;輝鉍銻鉛礦以棱角邊插入黃銅礦,而閃鋅礦又以自形晶粒嵌入黃銅、黃鐵礦中。白鎢礦除與黑鎢礦共生外,未發現與其他礦物直接共生,但可以推定它早于其他礦物晶出。
因此認為,礦物生成順序為:石英~黑鎢礦~白鎢礦~螢石~黃鐵礦~黃銅礦~輝鉍銻鉛礦、閃鋅礦~方解石~輝鉬礦~綠泥石。
本區主要礦產為鎢、銅、鉬,鎢主要以黑鎢礦、白鎢礦形式存在,銅以黃銅礦形式存在,鉬以輝鉬礦形式存在。礦石中銅鎢鉬礦化在走向和傾向上分布不均,多呈“礦包”產出。礦物的共生組合在垂向上可能有一定的分帶現象。