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钨矿床的主要地球化学特征

钨矿床的主要地球化学特征
任彦然 (地球化学 0902 班,434023)

内容摘要
我国是钨矿产的优势国,钨的年产量平均占世界总量的 40%左右。中国钨矿的基本地质 特征,可概括为分布广、产地多、规模大、品位高、伴生组分复杂、矿床类型多,特别以高 度发育的石英脉型钨矿床著称于世。 矿床类型丰富多彩主要以为钨矿床的生成环境和产出部 位繁杂多变, 几乎遍及各个重要地史阶段和不同性质的构造单元即成矿物质的多源性, 成矿 条件的多样性,成矿作用的多因性。钨矿床根据其成因可分为以下三大类:第一类,石英脉 状钨矿床(石英大型钨矿床、石英细脉带型钨矿床、石英细脉浸染型钨矿床) ;第二类,层 控型钨矿床;第三类,矽卡岩型钨矿床。本文按照这三类钨矿床的各自不同的地球化学特征 分别进行论述, 并将这三类进行对比, 这对于丰富我国的钨矿床的地球化学特征理论的研究 以及指导以后对钨矿床的开采利用等等方面都具有非常重要的意义。

关键词
钨矿床,地球化学特征,石英,矽卡岩 钨作为一种稀有金属被划分为有色金属一类,而绝大多数稀有金属矿床成矿作用都与 花岗质岩石有着密切的成因关系。 而与钨、 锡等稀有金属矿床有关的花岗质岩浆往往来源于 地壳本身, 那么他们到底是如何演化成矿的呢?研究表明, 中国钨矿床具有多元成矿的特点, 即成矿物质的多来源(岩源,层源,混合源,壳源,壳幔混合源) ,含矿建造的多层位(远 古宇,震旦系,寒武系—奥陶系,泥盆系—石炭系,上侏罗统),成矿作用的多期性,成矿 环境的多样性,并且在五个阶段的矿化过程中,仅最早阶段为岩浆水,其余阶段都为大气降 水为主。而成矿与大地构造环境也有着密切的关系,一般的观点认为,稀有金属矿床形成与 板块俯冲的弧后地带,但是也有人认为大陆碰撞也是可以形成稀有金属矿床的。 我国是世界上最主要的钨矿床聚集区,拥有大量钨矿床,储量方面也是高度集中,但 是不同地域地区的钨矿床的虽有相似之处, 却也有自身的独特性。 大型成矿带例如华北成矿 带,华南成矿带,天山—北山成矿带,西秦岭—祁连山成矿带,三江无锡成矿带。本文是综 合讨论钨矿床的地球化学特征,而因为我国的钨矿床实在太多,不可能一一进行分析,那么 就根据由成因而分的的三大类钨矿床一一进行描述, 这三大类即为石英脉状钨矿床 (石英大 型钨矿床、石英细脉带型钨矿床、石英细脉浸染型钨矿床) ,层控型钨矿床,矽卡岩型钨矿 床,并对每一类进行举例来更为详实的说明。 1、 石英脉状钨矿床的地球化学特征 典型的石英脉状钨矿床为华南地区石英脉状黑钨矿矿床, 通过对其地质地球化学特征的 研究,可以知道这些矿床的成因类型相同, 属于与燕山期壳源型岩浆花岗岩有关的岩浆期后 高温热液型石英脉状黑钨矿矿床。 但是, 从矿床地球化学表征特征的各项标志判断, 可以划

分两种矿床地球化学类型, 即钨—铍—钼—铋型黑钨矿矿床和锡硫化物型黑钨矿矿床。 作为 同一矿床成因类型, 两类钨矿床具有类似的矿床成因判别标志。 主要表现在:( 1) 两类钨矿 床产出的区域地质构造环境一致, 都属于华南后加里东期褶皱带。 控矿构造主要是发育于成 矿母岩内外接触带的断裂构造; 成矿方式相同, 即以含矿流体充填断裂构造为主, 其次交 代作用。( 2) 稳定同位素资料显示, 两类钨矿床的成矿物质来自壳源型岩浆花岗岩类; 成 矿流体来自花岗岩浆分异演化成的高温流体; 成矿作用的温度、围压条件接近。( 3) 同位 素年龄资料表明, 两类钨矿床及其成矿母岩的形成时代相近, 均属于燕山期。 两类钨矿床的 区别主要表现在反映矿床地球化学特征的各类判定标志。( 1) 两类钨矿床的矿物共生组合 和成矿元素组合特征不同。前者的矿物共生组合特征表现为: 矿石矿物主要由黑钨矿、绿 柱石、 辉钼矿、 辉铋矿( 或自然铋) 组成, 反映成矿流体富含钨、 钼、 铍、 铋等成矿元素; 矿 脉内特征矿物是硅铍石、似晶石、白云母和钾长石; 近矿蚀变岩中出现黑云母、白云母、钾 长石和锰铝榴石矿脉内出现较多的黄铁矿, 很少见磁黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿和方铅矿。后 者的矿物共生组合特征表现为:矿石矿物主要由黑钨矿、锡石和( 铜、铅、锌) 硫化物组成, 反映成矿流体富含钨、 锡、 铜、 铅锌等成矿元素; 特征的共生矿物是氟磷酸铁锰矿、 磷灰石、 菱锰矿、自然砷、毒砂和黄玉; 矿床内的云母类矿物是含锂的黑鳞云母、黑鳞铁锂云母和铁 锂云母; 常见磁黄铁矿, 少见黄铁矿。( 2) 两类钨矿床的标型矿物成分特征不同。前者的 黑钨矿是富铁贫锰的钨锰铁矿床, 其w ( FeO) / w ( MnO) 比值为1、20~1、89( 平均1、43) , 云母类矿物是富铝( 29、88% ~30、53%) , 贫铁%w ( FeO ) 3、76% ~ 4、52% ) &、锂( 0、 41%~ 0、46%) 的白云母; 后者的黑钨矿是富锰贫铁的钨锰铁矿, 其w ( FeO) /w ( MnO) 比 值为0、 1、 49~ 14( 平均0、 , 云母类矿物是贫铝( 23、 ~ 24、 ) , 富铁% w ( FeO)10、 90) 28% 26% 69%~ 14、99% ) &、锂( 1、12% ~ 1、74% ) 的黑鳞铁锂云母。( 3) 两类钨矿床的近矿热 液蚀变岩石的微量元素含量和石英的杂质元素含量不同。前者其近矿热液蚀变岩石富含钼、 钨, 贫锡、锂, w ( Mo ) 一般为0、005%,w ( Sn) 平均为0、016%, w ( Sn) / w ( Mo) 比 值1、03~12、5。w ( Li2O) 平均为0、119% , 石英的杂质元素特征表现为富钨, 贫锂、铝。 后者其近矿热液蚀变岩石以富锡、锂为特征, w ( Sn ) 平均为0、0347% ,w ( Mo) 一般小 于0、001% , w ( Sn) / w ( Mo) 比值为25、8~ 121, w ( Li2O) 平均为0、197% 。( 4) 两 类钨矿床的近矿热液蚀变作用不同。 前者的近矿热液蚀变作用是黑云母化, 由白云母与石英 组成的云英岩化( 有时富含辉钼矿) , 钾长石( 红长石) 化和锰铝榴石化; 其近矿热液蚀 变作用是黄玉化,由黄玉, 含锂云母、石英组成的云英岩( 有时富含锡石和毒砂) 。( 5) 两 类钨矿床成矿作用的物理化学条件不同。前者的成矿作用是在pH值较低的弱酸性、E h 值较 低的环境中进行的; 后者的成矿作用是在pH 值较高的弱碱性、E h 值较高的环境中进行的。 ( 6) 两类钨矿床的成矿母岩虽然都属于壳源型岩浆花岗岩类, 但是, 它们的云母类矿物成 分和微量元素含量特征不同这些资料表明, 与钨矿化有关的Ta、Nb 矿化花岗岩在微量元素 含量等地球化学特征上与石英脉状黑钨矿矿床具亲源关系。 2.层控型钨矿床的地球化学特征 对于层控型钨矿床来说,广西大明山层控型钨矿床是一个非常典型的例子,下面就以这 一地区的矿床来进行说明.本区位于华南加里东褶皱系右江印支凹陷的下雷-灵马次及凹陷 东缘及西大明山隆起东段,亦位于北西向南丹-昆仑关深大断裂东端,按地质力学观点属于广 西山字形构造前弧两翼组成部分本区除志留, 侏罗系确缺失外, 从寒武系到第三系均有出露。 下古生界只要出露于东南部昆仑关岩体周围及大明山背斜核部, 为复理石, 类复理石碎屑岩 构造,具半深海-深海沉积特征。间或有海底蚀流沉积物海底火山喷发岩。上古生界-三叠系 广泛分布于背斜四周,为碎屑岩,硅质岩, 碳酸盐组成,属陆珊沉积, 北区主要为碳酸盐岩, 南区为硅质岩碎屑岩, 大明山背斜主要为碎屑岩。 白垩系新生界地层主要分布在背斜两侧和 山前断陷盆地。寒武系-泥盆系是本区内金属矿床的主要富矿层位,泥盆系至二叠系中有锰

铁铝磷等沉积矿产赋存。 本区一系列的褶皱和断层主要构造呈北西向, 此为北东向和近南北 向,加里东运动的褶皱隆起具有多次变动,印支燕山期的褶皱,断裂伴随着有强烈的的岩浆 活动。区内断裂构造主要有NW-SN向的雷圩——天马和上林-亭凉逆断层.NE-SW向的杨圩-西 燕圩一线的平推断层,其中二级断裂构造主要控制岩墙,岩株.二级构造裂隙构造为控制岩脉, 矿脉的主要构造。 区内岩浆活动颇频繁,依燕山期侵入岩为主,岩体大多沿大明山背斜轴部附近分段、成 群侵入,岩性以酸性岩为主,少量基性岩,中深至浅层及喷出相均有,基性多位喷出相。昆 仑关岩体分布于本区东南部,是出路最大的侵入体,面积达360平方公里,属燕山期产物, 为氧化铝过度饱和偏碱性系列中粒黑云母花岗岩, 不利于旎钽等矿床的形成, 但有与有色金 属关系密切, 如南崖银多金属矿床成矿母岩即为昆仑岩岩体。 昆仑关岩浆活动具多阶段性早 期侵入体的中粒黑云母花岗岩面积约占整个岩体的百分之九十。另有边缘相关花岗岩岩体, 各外带略呈环状分布,各环带之间呈渐变过渡,玩阶段侵入的小岩体为细粒花岗岩,自内向 外一可以分为两带,另有晚期岩脉花岗岩,长英岩伟晶岩等厚约0.2-5M,长数十至数百米, 展布多为NW-SE向,其他花岗岩侵入体大多分布与大明山背斜核部,呈北西向展布,多以小 岩株、岩墙,岩脉产出,岩性以黑、白云母花岗岩为主,与钨矿关系密切,局部与铅锌铜锑 有关,如七凤岩株与大明山高钨矿,汉江沟铅锌铜锑矿。石英斑岩,花岗斑岩与铜铅锌多金 属有关,如两江矿区。 大明山成矿带的内生矿产,围绕大明山和昆仑关两个地段为中心,即以燕山期酸性花岗 岩以及有关的钨钼铋等高温气液矿床为中心,向外成矿温度逐步降低,矿床依次过渡为矽卡 岩型和高,中diwen


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