钨矿矿床地质特征及边深部找矿预测

2021-11-29曹平生

中国金属通报 2021年8期

曹平生

（江西漂塘钨业有限公司，江西赣州 341515）

钨作为稀有金属，具有高熔点性能，广泛应用于汽车制造、航天科技等多个领域，在现代工业中发挥了重要作用。在钨矿开采方面，随着矿山开采规模的持续扩大，部分矿山探明的钨矿资源已经逐步达到枯竭状态。把握钨矿矿床地质特征，开展边深部找矿预测工作，能够适当延长矿山服务年限，增加国家钨矿资源储量，为资源优化配置提供科学依据。

1 钨矿成矿背景

赣南作为世界文明黑钨矿富集区，拥有丰富的钨矿储量、品位，被称之为钨矿地质摇篮。自1907年发现钨矿，赣南钨矿开发已经拥有了百年历史，不仅展现了良好资源勘查远景，也有效推动了钨矿地质理论和找矿方法的发展。位于南岭东西向和武夷山北东向两大构造复合位置，赣南区地层主要为寒武纪和震旦纪，富含W等大量成矿元素[1]。在燕山期，随着岩株、岩基等侵入结构的出露，与发育强烈、不断运动的构造结合在一起，最终形成了构造-岩浆-成矿带，形成了较多钨金矿床。经过多年地质勘查，筛选并打造了九大钨矿山，探明钨矿储量已经超出150万吨。根据现有研究成果来看，赣南区以岩浆型钨矿床为主导，矿床分布在母岩和外接触带中。受岩突侵入深和风化等因素影响，位于浅表位置的矿产较少，多数隐伏在深部。由于目前已经基本完成浅表位置钨矿勘查，因此后续找矿主要集中在边深部。

2 钨矿矿床地质特征

2.1 地层特征

左拔钨矿属于赣南区钨矿床，自1918年被发现，经过多年勘查开发，探得原C1和C2级矿石量均达到百万级别，WO3金属量分别达到1.5万t和1.9万t以上。自1958年建矿，经过多年开采，目前保有储量服务年限不超5年，面临严重资源危机，需要加强边深部找矿勘查，确保矿山能够取得可持续发展。从地质情况上来看，矿床位于崇义-大余-上犹矿集区，地层构造活动强烈，并且相对频繁，可以划分为南北、东西等多种，以华夏系和新华夏系等为主[2]。多数构造主要为断裂形式，南北向为复式褶皱，控矿构造以东西向和新华夏系断裂为主。由于广泛发育的花岗岩类侵入体存在，形成了系列钨锡矿化点，呈北北东向分布。左拔钨矿位于矿带中南部，矿化面积约6k㎡，地层主要为寒武系和下寒武统，另外包含第四系全新统。从特征上来看，为浅变质岩系，包含相互穿插的变余砂岩和板岩，岩性以含碳质、石英细砂岩、绢云母板岩等为主。

2.2 构造特征

从矿区构造特征来看，带有赣南矿区构造局部特征。位于南北向倒转复式向斜上，使得矿区拥有非常发育次级褶皱，轴为350°~10°，多数向东倾60°~80°，两翼岩层在50°~70°范围内。受褶皱影响，形成了冲断层，并在近东西向位置形成张扭性断裂，充填石英脉。东西向断裂属于发育高角度冲断层，沿用南北向伴生张性断裂，带有扭性，保持南或北80°~110°走向，倾角在60°~70°之间，局部存在黑钨矿石英脉。北东向主要为华夏系断裂，延长达到1300m，甚至能够达到2000m，宽度在1m~3m范围，局部达10m。多数断裂为正平移，受压性结构面侵袭，带有压扭性，保持40°~65°走向，向南东倾向60°~70°。内部分布透镜体、石英等，周围围岩为帚状，发生强烈硅化。北北东向存在两条贯穿主干的断裂构造，延伸长达2200m以上，宽度在2m~4m之间，最宽能够达到32m，为主要容矿构造。断裂保持10°~25°走向，局部为压性断裂面，带有压扭性特征，保持60~70°倾角，内部为非常发育透镜体、石英粒。

2.3 矿体矿石特征

从矿区钨矿石特征来看，矿床为石英脉型黑钨矿床，矿体赋存在浅变质砂、板岩中。由于容矿裂隙主要为带状分布，矿脉也保持成带成组状态。按照由北向南的方向，可以划分为大竹山、老棚下、大坳和高陂坑，分别称之为I、II、III和IV脉带，总计拥有22个脉组。目前，已经勘查拥有开发意义的仅有三个脉组，多数被评定为工业价值不高。如同赣南区其他钨矿床一样，矿体拥有复杂形态，带有膨胀缩小、分支复合等特性，可以保持稳定产状。目前，矿体浅表脉幅较小，同时品位不高，但深部与之相反，无论是品位还是脉幅均比较理想，呈现出垂直分带分布规律。矿物以黑钨矿为主，也包含辉钼矿、绿柱石、白钨矿等，属于含铋钼铍黑钨矿。黑钨矿以黑色或灰黑色为主，少量为灰白色，拥有油脂光泽，颗粒大小一般不超0.2mm，为自形板柱状或针状，在石英脉边沿、垂直段等位置富集，呈现出梳状[3]。在距离围岩较近的矿化体中含有较多黑钨矿，稍远区域则含量有所下降。钨矿石晶结构也将受到地质因素影响，从左拔钨矿石构造情况来看，受石英脉颗粒、黄铁矿等嵌入因素影响，黑钨矿呈现出浸染状。

2.4 成矿原因

分析成矿原因，确认矿区地表、坑道位置分布少数云英岩化白云母花岗岩脉，深部岩脉大量分布，同时存在细粒闪长岩脉、玄武岩脉等，深度越大越发育，变质越强，隐伏岩浆岩体。围岩为发育热液蚀边，宽度不超5cm，强度不大。因岩性不同，变质类型存在差异，余砂岩以云英岩、黄铁矿化等为主，板岩以黑云母化、娟云母化等为主，岩脉中云英岩化十分发育[4]。而钨矿形成与云英岩化和黑云母化直接相关，判断成矿经历多个阶段，从气化高温热液发展至中高温热液，形成多种矿床。在热液在不同性质岩石间移动时，发生物理化学变化，析出钨元素，并发生矿化，叠加形成矿体。在岩体上方和顶部，造成花岗岩、黑云母等受到侵蚀，出现矿化情况，形成不同矿体。在矿液冷却过程中，变质的砂岩、板岩等从震旦系统下部挑出，在花岗岩、云母岩中形成岩脉和黑钨矿床。在白钨矿化阶段，花岗岩脉中黑钨局部受到白钨矿交代作用，促使白钨矿石英脉部分形成。矿区经历频繁构造运动，伴随发生强烈岩浆活动，促使地层和各类岩石发生不同变质作用。经过多次侵入，形成复式岩体。因此从矿区成矿原理来看，受到了接触交代、热接触、热液蚀等多种变质作用，发生了云英岩化、娟云母化、硅化等多种矿化现象。

3 钨矿边深部找矿预测

3.1 找矿预测

结合赣南区的找矿经验进行左拔钨矿找矿预测，可知目前该区域矿山开采深度通常达到地面500m以下区域，部分设置了过深孔。从开发实践来看，随着深度的增加，标志带从细脉带逐渐向大脉带变化，部分侵染状矿体深度将达到千米以上，甚至存在侧列分布的盲矿带，能够明显增加钨矿储量。从勘探资料来看，钨矿化点围绕成矿岩体或矿城保持成带、成片分布，甚至能够达到15处/100k㎡密度，多数矿床并未经过详细勘查。结合民间调查结果可知，拥有良好找矿远景的钨矿数量可观，应当结合实际情况择优勘查。并非所有花岗岩体都赋存钨矿床，因为成矿与复式岩体经多次演化有关，将形成小岩体或岩突，各种矿化也集中在岩体和外接触带中。受出露情况、定位标高和剥蚀程度等多项因素影响，岩突中大规模矿床较少。但小岩体属于隐伏岩，拥有良好保存环境，因此可以形成大规模矿床，应作为找矿首选。沿着岩浆岩带展布方向，根据物化遥信、岩体顶面波状等相关信息，能够进行台阶预测找矿。

结合赣南区钨矿成矿理论可知，矿床形成与地质作用有关，矿物质经过重新分配，发生了局部富集现象。在一定时空范围内，矿元素发生活化，迁移至有利部位，经过集中沉淀形成矿床。在找矿时，应确认成矿环境拥有丰富矿物质来源，同时发生过可实现矿物质活化的地质作用，同时拥有容纳矿元素发生沉淀的空间范围。左拔矿拥有成矿母岩提供矿物质，拥有矿元素高丰度区，构造运动频繁。从澄江期开始，在不同时期区域均发生了频繁岩浆活动，活动规模、类型等存在差异。此外，矿床分布受新华夏系和纬向构造影响，形成了派生裂隙，能够提供容矿空间，所以可以满足成矿条件。在整个区域范围内，95%属于浅变质岩出露区，同时云母花岗岩随着深度增加发育更强，能够发生强接触变质作用，因此需要对边深部隐伏花岗岩体进行找矿勘查。现阶段，矿区矿化范围较大，22个脉组中圈定为工业矿体的仅3个，多数脉组只进行了地表或深部评价，意味着左拔矿区边深部拥有较大的找矿潜力。

3.2 靶区分析

结合左拔钨矿四个脉带的成矿条件，将I脉带和II脉带选定为找矿靶区，需要从中择优选择，进一步明确找矿勘探方向。I脉带目前已经勘探出工业矿体分布在大脉带中，浅层勘查达到了较高程度。但在深部勘探方面，长久以来受钻孔工艺限制，控制标高仅在20~365m范围内，并未发现隐伏的花岗岩。根据现有情况来看，需要将I脉带纳入到需要重点勘探的靶区之一。II脉带处于整个矿区的中部位置，存在7个脉组，整体勘探程度不高。根据已有工作开展情况来看，其中2个脉组被评价为中等工业意义，剩余被评价为工业意义不高，并未深入开展找矿勘探工作。但从地质条件上来看，II脉带拥有十分优越的成矿条件。首先，II脉带的断裂构造十分发育，存在华夏系、新华夏系和南北等多个断裂构造，在地段范围内发生了相互交切情况，将为岩体侵入创造良好条件。其次，从矿山深部勘查情况来看，II脉带发生了最强烈的接触变质，岩脉呈现出最发育状态，预测应当存在深部隐伏花岗岩，其内外接触带能够为成矿提供条件。从岩脉分布来看，根据以往资料可知岩体深度能够达到-200m，钻孔标高在150m~300m范围内，探测到的脉幅主要在0.05m~0.09m范围内，拥有较大的含脉密度，属于垂直细脉带。根据赣南区的钨矿找矿实践可知，矿床呈现出垂直分带分布规律时，深部矿床矿体可能拥有较高工业价值。综合各方面因素，最终将II脉带评价为找矿首选勘探靶区。靶区内拥有发育的带状构造，围岩呈现出强烈硅化蚀边特征。在石英细脉发育的情况下，拥有明显的化探异常特征，说明边深部找矿拥有良好前景，需要进一步开展找矿工作。