大寶山礦伴生元素WO 3的賦存規(guī)律探討

漆昭安,唐晨貯,邱振華

(廣東省大寶山礦業(yè)有限公司, 廣東 韶關(guān)市 512127)

0 礦區(qū)地質(zhì)概述

大寶山礦為南嶺地區(qū)特有的鐵、銅、硫大型多金屬礦床,含多種附生、分散元素,綜合利用價(jià)值高,屬高-中溫交代充填類型,礦物種類較多,組合較復(fù)雜。本區(qū)域金屬元素主要以硫化礦石及氧化礦石為主,且硫化礦石構(gòu)成巨大的原生硫化礦體,而大寶山礦床的伴生元素WO3主要以白鎢礦與黃鐵礦共伴生產(chǎn)出。

區(qū)域內(nèi)出露地層有寒武系、泥盆系、石炭系、二疊系、侏羅系、白堊系及第四系,其中以泥盆系及石炭系最為發(fā)育,且廣泛分布于各大背斜兩翼。本區(qū)域?yàn)橄蛐睒?gòu)造,位于大寶山與方山之間,由兩列近南北向的斷裂帶(大寶山斷裂帶(Fa1)、方山—凡長(zhǎng)嶺逆斷層(Fa2))所夾持,向斜向南翹起,向北傾伏,軸向主要為北北西,北端受斷層錯(cuò)移折向北東,在向斜構(gòu)造輪廊全貌控制下,其間尚有若干縱橫波狀起伏,給成礦創(chuàng)造了良好條件。其中大寶山斷裂帶(Fa1)屬成礦前逆斷層性質(zhì),巖體上下盤(pán)均見(jiàn)硫化礦體存在,為大寶山礦床礦液主要運(yùn)行通道。

1 地球化學(xué)特征

據(jù)蔡錦輝(2013年)總結(jié)1∶20萬(wàn)英德幅水系沉積物測(cè)量成果資料(1988年),元素豐度變化特征表明:WO3在古生界和元古界都有不同程度富集,其中以四堡群富集系數(shù)最大,含量達(dá)4.3×10-6,K值為2.87;其次為震旦系、泥盆系。據(jù)此推斷大寶山礦區(qū)及外圍Cu、Mo、Bi、WO3等成礦主量元素來(lái)自巖漿。具體見(jiàn)表1。

表1 南嶺地區(qū)各地層富集元素(以K≥1.5為準(zhǔn))

2 礦床特征

大寶山礦的主要礦物有黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、輝鉬礦、白鎢礦;次要礦物有輝鉍礦、毒砂、磁鐵礦;微量礦物有黝銅礦、輝碲鉍礦、碲金礦、硫銻銅銀礦、赤鐵礦及輝銀礦等;脈石礦物主要有石英、方解石、透閃石、陽(yáng)起石及綠泥石。

白鎢礦在原生金屬礦物中主要以黃鐵礦-白鎢礦-毒砂-赤鐵礦-石英共生組合產(chǎn)出。通過(guò)取樣化驗(yàn),初步推斷出白鎢礦的賦存伴生礦物主要為黃鐵礦,其次為磁黃鐵礦。大寶山礦共采取樣品11 817個(gè),其中礦體取樣235批次,9264個(gè)樣品;圍巖取樣78批次,2553個(gè)樣品。WO3元素含量的分布規(guī)律見(jiàn)表2、表3。

表2 不同礦石類型中白鎢礦含量情況

表3 不同圍巖類型中白鎢礦含量情況

本區(qū)域圍巖蝕變可劃分為以下13個(gè)類型:矽卡巖化、碳酸鹽-大理巖化、白云石化、云英巖化、鉀化石化、矽化、綠簾石化、絹云母化、透閃石-陽(yáng)起石化、綠泥石化、滑石化、高嶺土化及菱鐵礦化。其中以矽化、絹云母化、鉀化石化最為普遍,透閃石-陽(yáng)起石化、綠泥石化、矽卡巖化次之,其他類型僅局部分布于個(gè)別地段中。大理巖化、鉀長(zhǎng)石化、白云石化(部分屬成礦后)、部分矽化、部分(區(qū)域變質(zhì))的絹云母化屬成礦和前蝕變,與成礦無(wú)關(guān)。

與白鎢礦成礦密切相關(guān)的主要是以矽卡巖化、絹云母化為主;其次為黃鐵礦化、綠簾石化、滑石化。矽卡巖是高溫氣態(tài)接觸滲透交代的產(chǎn)物,本礦的矽卡巖具分帶現(xiàn)象:35—47線范圍內(nèi)以柘榴石矽卡巖為主,向北、向南逐漸遞變?yōu)橥篙x石矽卡巖,沿傾斜方向自西向東遞變?yōu)檩x石矽卡巖。熱液成因的絹云母化巖石,原巖為泥質(zhì)灰?guī)r或泥質(zhì)巖,巖石常呈暗灰至淡灰綠色,松軟、層狀構(gòu)造,與白鎢-黃鐵礦階段最密切,經(jīng)常與黃鐵礦共生,但形成比黃鐵礦早,故常被黃鐵礦交代。

3 WO3賦存規(guī)律

大寶山礦的成礦過(guò)程中,在氣成熱液期主要表現(xiàn)為矽卡巖化及云英巖化。矽卡巖礦物受較強(qiáng)烈擠壓破碎,廣泛受金屬礦物及熱液蝕變礦物交代充填。矽卡巖及輝鉬礦、石英脈、白鎢礦、黃鐵礦脈及透閃石-陽(yáng)起石、磁黃鐵礦脈等穿切交代。熱液期表現(xiàn)為氣態(tài)液轉(zhuǎn)化為高溫-中溫?zé)嵋簳r(shí),即高溫?zé)嵋涸缙谟形炇祖u礦產(chǎn)生,隨后溫度降低,FeS2和Fe AaS大量沉淀。隨著溫度逐漸降低,大量硫化物沉淀。故本區(qū)域黃鐵礦分布廣泛,而與黃鐵礦共生的白鎢礦也跟隨黃鐵礦的分布范圍而分布。

而巖漿活動(dòng)、構(gòu)造活動(dòng)及圍巖性質(zhì)這3個(gè)因素控制著礦體的成礦物質(zhì)來(lái)源、成礦通道分布及礦體賦存形態(tài)展布,具體表現(xiàn)如下。

(1)礦區(qū)北部為貴東花崗巖巖基,此巖基沿東西向斷裂多次侵入。在巖基的南北二側(cè),廣泛形成了鎢、鉬、錫、鉍、銅、鉛、鋅、硫和銻、汞的礦化。大寶山鎢、鉬、多金屬礦床的形成與船肚和大寶山花崗閃長(zhǎng)巖有成因關(guān)系,與輝綠巖及次流紋斑巖無(wú)關(guān)。整個(gè)礦床圍繞該巖體而形成環(huán)狀分帶。因此,整個(gè)礦液是來(lái)源于花崗閃長(zhǎng)巖巖漿活動(dòng)階段,故成礦與中酸性侵入體有關(guān)。

(2)根據(jù)礦床中礦化分布、礦脈產(chǎn)狀及圍巖蝕變等特征,作為礦液通道的構(gòu)造為北東東及北北西向二組裂隙。船肚—大寶山北東東向斷裂為第一期礦化的礦液主要通道。控制礦物沉淀的構(gòu)造主要為層間脆弱帶,此脆弱帶經(jīng)常為具有不同機(jī)械與化學(xué)成分的巖層的接觸面及其破碎帶與滑動(dòng)帶。常見(jiàn)礦液沿裂隙上升向二側(cè)巖層順層理交代。

(3)圍巖的化學(xué)成分與結(jié)構(gòu)構(gòu)造,對(duì)成礦作用及礦化分布起著重要控制作用。含矽、鋁質(zhì)的碳酸鹽巖層最有利于成礦,頁(yè)巖及粉砂巖次之,大理巖和次流紋斑巖不利于成礦。故碳酸鹽巖層常產(chǎn)生因強(qiáng)烈交代進(jìn)而形成巨大的塊狀礦石。頁(yè)巖及粉砂巖礦液以滲透、充填為主,故形成小脈狀及浸染狀礦石。

(4)大寶山礦體中的各個(gè)成礦元素以船肚—大寶山東西向斷裂為核心向外圍擴(kuò)展,依次出現(xiàn)Mo—W—S(黃鐵礦、磁黃鐵礦)—Cu—Pb、Zn—Sb礦化的環(huán)狀分帶。而鉬鎢礦帶僅局限于船肚花巖閃長(zhǎng)巖與灰?guī)r的東西向內(nèi)外接觸帶及相應(yīng)向東伸延的大寶山35—51線地段,主要金屬礦物為:白鎢礦、輝鉬礦。鎢、鐵(硫化鐵)、銅礦帶緊接于上述礦帶外圍,其礦化寬度由200 m增加到1000 m,白鎢、黃鐵、磁黃鐵、黃銅礦為主要組成礦物。

(5)大寶山礦體中的各個(gè)成礦元素沿南向北,以43—47線為中心,向北、向南元素組合分帶為Mo、W—(Fe、S、Se、Te)—S、Cu(Bi、Se、Te)—Zn、Pb(In、Cd、Ag),相應(yīng)的礦物亦有明顯分帶,圍繞船肚—大寶山北東斷裂及船肚花崗閃長(zhǎng)巖呈環(huán)狀分帶,初步推測(cè)W的礦化與船肚花崗閃長(zhǎng)巖可能存在成因關(guān)系。因而這種分帶是在構(gòu)造配合下的溫度分帶,故大寶山礦白鎢礦主要賦存于第一、第二礦帶內(nèi),且環(huán)狀分帶的中心為花崗閃長(zhǎng)巖及北東東向斷裂與北北西斷裂的交錯(cuò)處。

(6)隨著巖漿分異作用的進(jìn)行,元素組合亦隨時(shí)間由Mo、Sn—W、Fe、Se、Te—Fe、Cu、Bi、Se、Te、Zn、Cd、In、Pb、Ag有規(guī)律地演化,伴隨多次間隙的構(gòu)造活動(dòng),而白鎢礦基本處于巖漿分異的白鎢-黃鐵礦化階段,該階段主要由大量黃鐵礦及白鎢礦與少量的毒砂、赤鐵礦組成浸染狀、塊狀及脈狀礦石,沿層間構(gòu)造交代、充填而形成厚大的似層狀礦體。此階段元素組合特點(diǎn)是貧重金屬,富S、As、Fe、W及揮發(fā)組分,此外尚有Se、Te、Au等附生元素。

故含矽、鋁質(zhì)的碳酸鹽巖層具有脈石及蝕變礦物的雙重性質(zhì),空間上常在磁黃鐵礦體的內(nèi)外接觸帶,二者緊密共生。由此可見(jiàn),圍巖蝕變不僅是成礦標(biāo)志,也可視為成礦條件之一。巖石性質(zhì)可以通過(guò)其蝕變作用在不同程度上控制礦化分布。礦床南北向分帶,與蝕變分帶一致,后者與巖性有關(guān)。如矽卡巖發(fā)育于鈣質(zhì)較高的北部地段,是黃鐵礦形成的有利圍巖,鉀長(zhǎng)石巖與矽卡巖分布地段最易透閃石-陽(yáng)起石化,則有利于磁黃鐵礦形成。故矽卡巖的分帶分布也造成與黃鐵礦共生的白鎢礦形成分帶分布。

4 結(jié)論

通過(guò)地球化學(xué)特征、礦物組合、圍巖蝕變、成礦期次、控礦因素、空間分布及分帶特征等對(duì)大寶山礦的伴生元素WO3進(jìn)行了礦石和圍巖取樣化驗(yàn)、礦石類型對(duì)比及圍巖空間上、平面上的系統(tǒng)研究,結(jié)果如下。

(1)大寶山礦的礦液以大寶山花崗閃長(zhǎng)巖為中心,以船肚—大寶山東西向斷裂為核心向外圍擴(kuò)展,呈Mo—WO3—S(黃鐵礦、磁黃鐵礦)—Cu—Pb、Zn—Sb礦化的環(huán)狀分帶分布,形成了大量的黃銅礦、磁黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦、輝鉍礦及部分硫鹽類礦物,一直到較低溫的輝銻礦告終。

(2)與白鎢礦成礦密切相關(guān)的是整個(gè)熱液成礦期,以矽卡巖化、絹云母化為主;其次為黃鐵礦化、綠簾石化、滑石化;矽卡巖的分帶分布也造成與黃鐵礦共生的白鎢礦形成分帶分布。

(3)初步推斷出白鎢礦的賦存伴生礦物主要為黃鐵礦,其次為磁黃鐵礦;高溫?zé)嵋涸缙诘奈炇祖u礦產(chǎn)生,隨后溫度降低,大量硫化物沉淀;故本區(qū)域黃鐵礦分布廣泛,而與黃鐵礦共生的白鎢礦也跟隨黃鐵礦的分布范圍而分布。

(4)大寶山白鎢礦的礦物形成、分布范圍、賦存部位均與大寶山花崗閃長(zhǎng)巖、船肚—大寶山東西向斷裂和矽卡巖有直接的成因關(guān)系。