崇义淘锡坑钨矿床黑钨矿标型及指示意义

刘小林，张 勇

（崇义县淘锡坑钨矿，江西 赣州 341300）

1 成矿地质情况

在本研究中所分析的崇义淘锡坑钨矿床位于华南成矿省南岭中段，也是九龙脑矿田的重要矿床，从其成因上主要为石英脉型黑钨矿为主，矿区出露地层中含有寒武系和震旦系，后者是由泥沙质和火山质构成的复理石，前者是以泥沙质为主构成的。从矿区的构造上呈现从北到东的靖石断裂，南部位置靠近东西位置存在仁风断裂以及与铜矿具有紧密联系的石膏窝大断层，岩层中间节理再发育。矿区中的岩脉包括玄武玢岩，石英闪长玢岩，其深度隐藏花岗岩是与矿床形成具有紧密联系的。除此之外，在该矿区地表位置没有花岗岩裸露出来，仅存在外接触带泥盆系地层位置，能够发现隐伏花岗岩体。根据郭春丽等人研究利用shrImp技术进行该矿床年龄分析，检测年龄为155Ma。该矿体存在于震旦系浅变质砂岩中，从下部逐渐延伸到花岗岩体中。矿体主要是以黑钨矿为主矿脉中的矿物，包括白钨矿，黑钨矿，黄铁矿，黄铜矿等，脉石矿物中包括黄玉，电气石，石榴石，蜡石，白云母等物质。由于近矿围岩位置存在一定的蚀变作用，存在白云母化，黄铁矿化。根据矿物构成和空间形成时序，在本研究中将黑钨矿矿石英脉型矿化分为两种成矿阶段，包括早期和晚期。在两个阶段早期为硅酸盐氧化物阶段，而晚期为氧化物硫化物形成阶段。

2 黑钨矿的特点

由于在崇义淘锡坑钨矿床产生在花岗岩类侵入体外接触带石英脉中，并且在结晶粗大的黑钨矿通常呈现斜肩脉臂或垂直脉壁增长，少数呈现平行脉壁生长。在石英脉中的黑钨矿少量是以单晶体产生的，大多是由多个晶体共同形成，或者与黄铁矿，黄铜矿，绿柱石等硫化物集体产出。除此之外，还有部分黑矿在石榴子石等矿物结晶体中形成，黑钨矿通常晶出较早，而且能够产出自形和他形晶体，通常会被白钨矿以及黄铁矿等其他硫化物切割，部分能够观察到黑钨矿交代白钨矿的现象。

3 化学成分分析

在本研究中所研究的矿体黑钨矿存在两期，早期为黑色，形状为长轴，板状，是一种垂直脉壁生长的集合体产出，同时与黄铜矿、黄铁矿锡石等共生，而在晚期的黑钨矿中色泽较弱，而且颜色呈现暗色，根据矿脉空间位置可将其分为四大脉组，包括宝山风岭坑，烂梗子和棋洞。在本研究中主要针对第七矿脉中早期黑钨矿作为样品采取，该矿脉走向为310°～330°，能够呈现分支复合和尖灭再线。根据研究资料表明，该矿体厚度从深到浅逐渐变小，而且氧化物的品位也从深到浅逐渐变少。除此之外，研究学者利用x射线衍射分析法对黑钨矿的晶体结构进行分析，同时借助多种现代化的检测技术分析其含量，化学成分，微量元素以及稀土元素的具体含量，其中在x射线晶体衍射分析中使用的仪器是dmax-2500型，辐射是cu靶，电压设置为40千伏，电流为200毫安，在室温条件下开展实验检测。通过研究发现，利用ICP-MS分析法对本研究所采取的矿区第七脉056和356中段黑钨矿的晶体参数进行分析，其a0为0.47和0.478，b0为0.573和0.574，c0为0.498和0.499，β为90度28分。同时相比来说，356中段中的黑钨矿晶胞参数要低于056，说明两种位置的黑钨矿晶胞参数存在一定成分差异。从该黑钨矿的化学成分上来看，使用电子探针法能够针对黑钨矿化学成分进行检测，结果发现矿物主要以钨锰铁矿为主，其成分为氧化亚铁，氧化钨，氧化锰。针对于黑钨矿的成分中氧化钨的质量分数为72%～44%，产生质量分数变化不大，平均为73%，氧化亚铁质量分数的13%～18%，平均达到16%，氧化锰的质量分数7.9%～12.9%，平均为9.4%，在这些矿物质中锰含量低于铁含量，六价钨存在一定的亏损。通过该研究发现，在黑钨矿的晶格中存在部分被铌、钽等元素替代。使用ICP-MS法针对不同中段的黑钨矿微量元素以及稀土元素进行含量分析，结果发现在该黑钨矿中存在一定含量的排量的Nb和Ta，且含量较大，分布呈现不均匀趋势，其中Nb含量达到0.86到521×10-6，而Ta的含量达到0.079～6.26×10-6。

可以看出两个元素之间呈现正相关关系，在稀土元素中含量变化较大，其中REE含量为221～670×10-6，而LREE含量为2.2～46×10-6，HREE含量为218～788×10-6，属于负相关关系。此外，ce含量为0.7～1.0，是一种负异常弱正常异常，说明该成矿是在封闭条件下开展的。使用球粒陨石标准化进行数据处理，能够获得该黑钨矿的球粒陨石标准化模型分配图，并能够通过该图发现，稀土富集相比轻稀土来说亏损向左倾斜，并呈现躺椅式的分布趋势。

4 黑钨矿的指示意义分析

首先从矿物构成成分对于矿床类型的指示意义上来看，由于黑钨矿源于多种类型的钨矿中，不同矿床的黑钨矿在铁锰的那个多种元素构成上有一定差异，并且黑钨矿中铁锰构成与其产出矿床类型有直接联系，对于深以及中深矿中大多中间为黑钨矿。在接近地表位置的矿床中，黑钨矿表现为钨铜矿，钨铁矿和钨锰矿几种矿物。此外还有矿主要位于外接触带，在石英脉形矿床中，经过电子探针进行同步检测，表明均属于锰钨矿，钨铁矿，是一种中间成分类型，是符合当前矿床的铜矿规律的。从铌钽标型来看，一般来说铌钽产生于内接触带中，并且铌钽的含量高于所在位置的铌钽平均含量，产于外接触带中，则低于该区平均值。由于本研究的矿区还有矿位于外接触脉，因此整体来看铌钽等质量含量比较低，对于同一矿田矿床黑钨矿中的铌钽等含量相比成矿母岩来说有一定程度降低，并且黑钨矿中的铌钽等含量是不断递减的，也符合本研究的成矿规律。从稀土元素特征来看，一般来说在黑钨矿中稀土元素的特点是与矿产产出具有直接联系，同时是与酸性花岗岩具有直接联系的石英慢型矿床黑屋矿。

一般来说，稀土含量是比较高的，这也是与本矿床几乎一致的，表现为铜矿流体富集效应。在黑钨矿中稀土元素含量的变化能够从一定程度上反映成矿物质的来源以及其具体的转移变化，此外根据刘伟等人提出，针对花岗岩含有大量微粒胞体，能够让中基性岩浆无法完全与花岗岩浆混合的标志，能够反映黑云母花岗岩为壳-幔混合源同熔花岗岩，说明该黑钨矿流体来源于多个方面。而淘锡坑钨矿床具有水平和近水平的分布。根据其数据变化，能够发现连续变化规律，也表明该黑钨矿为同源不同阶段产物。

5 小结

总而言之，在本研究中主要采用定电感耦合等离子质谱方法以及x射线衍射法等多种方法，对本研究的黑钨矿在处于不同中段内的化学成分，矿物结构，稀土元素特点进行分析。通过研究发现，该黑钨矿主要为锰铁矿，并且在空间上呈现一定的化学成分变化规律，能够从一定程度上反映从矿物质转移，同时可以利用黑钨矿稀土元素作为物质来源以及控制成因的主要判断标志。通过本研究，能够从微区矿物角度对其化学成分特点，空间变化规律进行探讨，这对于钨矿床矿物学研究资料能够提供一定的补充，同时也能够为后期开展微区矿物学以及物质来源，矿床成因等相关研究提供重要的思路。