在铀钨共生的矿床中, 钨是一种可以综合利用的元素。铀钨共生是需要一定的物理化学条件的, 我们研究钨在矿石的分布以及存在形式, 不仅可以通过钨的成矿条件分析来研究铀钨的成矿机理, 以此来指导下一步的找矿工作, 而且对矿山的开采、矿石的冶炼以及解决矿床中钨的综合利用方面的问题, 都有重要意义。
1 矿区地质概况
G矿床是铀钨共生的矿床, 位于雪峰古隆起的东南缘, 南越岭复式背斜的东侧, 处在大—龙向斜盆地中。区内出露有元古界板溪群上亚群、震旦系、寒武系、奥陶系、泥盆系、石炭系地层。矿区西侧为南越岭复式花岗岩体。
1.1 矿区含矿地层及岩浆岩
泥盆系地层是矿区的主要含矿地层, 铀含量3-17×10-6, 钨含量0.8-17.8×10-6。地层历经多次构造作用, 随着岩石的破碎, 地下水的溶滤, 化学元素发生了新的活化转移并重新分配, 在构造的有利部位富集成矿。
矿区西侧为南越岭复式花岗岩体, 主体为加里东期, 伴随有燕山早期补体和燕山晚期脉体, 构成多期多阶段侵入的复式岩体。
加里东期花岗岩 (γ3) :呈北北东向大岩基产出, 主要岩性为中粗粒斑状黑云母花岗岩;
燕山早期花岗岩 (γ52) :呈众多的小岩株产出, 岩性为中细粒、细粒黑 (二) 云母花岗岩, 属富铀岩体;
燕山晚期脉体, 种类有花岗细晶岩, 花岗伟晶岩、云英岩、长英岩脉体。
1.2 矿区构造
矿区经历了加里东期、印支期、燕山期、喜山期等多期次构造运动, 矿区内褶皱及断裂构造发育。
1.2.1 褶皱构造
区内主要发育有大—龙向斜, 该向斜位于南越岭东侧, 向斜两翼不对称, 东翼被断裂F3、F6破坏, 造成地层缺失, 向斜内次级褶皱发育, 为一复式向斜构造盆地。
1.2.2 断裂构造
矿区内断裂构造发育, 主要有F1、F3两条规模巨大的层间破碎带和以F2为代表的破碎断裂组。 (图1)
(1) F1层间破碎断裂带。
F1层间破碎带处在中泥盆统信都组 (D2x) 第五层细碎屑岩与中泥盆统唐家湾组 (D2t) 碳酸盐岩接触部位, 为一条顺层发育的多期、多阶段、长期活动的复杂层间挤压破碎带, 属区内主要的储矿构造。构造带走向长数十公里, 宽度一般几米至几十米, 走向北东, 倾向南东, 倾角平均55°左右, 其走向、倾向上均呈舒缓波状延伸, 膨胀收缩频繁。构造岩以构造泥为核心, 上部为强破碎~破碎白云岩、白云质角砾岩;下部为破碎砂岩, 厚度几米至几十米不等, 均赋存有铀矿体。
(2) F3层间破碎断裂带。
F 3层间破碎带产于上泥盆统桂林组 (D2g2) 第二层细晶白云岩与上泥盆统东村组 (D3d1) 泥质白云岩及白云质泥页岩接触部位, 为一条顺层发育的层间破碎带, 一般发育于D3d1泥质白云岩及白云质泥页岩中, 局部切入D2g2细晶白云岩中, 长二十多公里, 宽度一般几米至几十米, 走向北东, 倾向南东, 倾角变化较大, 35°~60°不等。构造岩自上而下一般为:上盘构造角砾岩或破碎白云质泥页岩, 核部为构造泥, 下盘为构造角砾岩或破碎白云岩。F3上下盘平行的次级带较为发育。
(3) F2断裂组。
是在矿区广泛分布的压扭性雁行断裂组, 走向为26°~46°, 倾向南东, 倾角40°~50°, 断裂长度1km~10km不等, 在矿区范围内, F2断裂组多次横切、斜切F1、F3断裂。
F1、F3层间破碎带对铀钨矿化起着十分重要的控制作用, 到目前为止, 已探明的铀钨矿体都分布在F1、F3层间破碎带及其上下盘, F1控制了矿区的一号铀矿床, F3控制了三号铀矿床。
1.3 铀钨矿化的一般特征
矿区铀钨矿体多呈似层状、扁豆状、透镜状等, 矿体产状与构造产状基本一致, 矿体分布在构造带及其上下盘, 严格受F1、F3构造控制。
矿区中钨的发现较晚, 已圈出的矿体主要产于F1上盘的破碎白云岩中, 在部分岩心上见白钨矿呈细脉侵染状分布, 在构造带中的构造泥和角砾岩中, 亦有钨的矿化富集, 钨与赤铁矿的发育程度关系密切。
铀主要与矿物状和吸附状两种形式存在, 矿物状的铀以沥青铀矿为主, 铀黑和次生铀矿物次之, 吸附状的铀主要为构造泥中的蒙脱石所吸附。沥青铀矿主要呈细脉状、环带状、葡萄状产出, 常形成沥青铀矿方解石脉。与沥青铀矿共生的金属矿物有方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿、赤铁矿等。
沥青铀矿的成矿时代一般认为是33.7~96百万年, 成矿温度为120℃~326℃, 可分为两个阶段120℃~164℃和260℃~326℃。
矿床中钨矿石类型可分为两类:破碎白云岩类矿石、构造泥角砾岩类矿石, 在这两类矿石中, 钨的分布及存在形式是不同的。
2 钨在矿石中的分布
2.1 破碎白云岩类矿石中钨的分布
这类矿石白钨矿呈细脉侵染状分布在破碎白云岩中, 各地段分布不均匀, 有呈密集的细网脉状、侵染状分布, 也有呈稀疏星散状分布的。
2.2 构造泥角砾岩类矿石中钨的分布
在本类型的矿石中, 钨的分布较复杂。为了探讨这类矿石中钨的分布规律, 分别进行了筛析分级、水析分级, 并分别查明了各级中钨的分布状况。
2.2.1 筛析分级样品中钨的分布
样品中钨含量为0.05%, 经筛析分为七级, 各粒级中WO3的含量变化较小, 说明样品中钨的分布较均匀, 见表1。
由于本样品中以粘土矿物为主, 碎样时常结成团块, 所以粗粒级所占比例较大, WO3的占有率也较高, 但各粒级中WO3的品位变化率较小, 一般不超过10%。
2.2.2 水析分布样品中钨的分布
对样品筛析分级后, 160目部分又进行了水析分级, 见表2。
各粒级中WO3的含量变化较大, >10μ的部分WO3的百分含量都大于原矿中WO3的百分含量, 而小于10μ的部分WO3品位降低, 但因其所占重量比例大, 所以WO3的占有率大于50%。经分析, 小于10μ的部分主要由碎片状水云母, 团块状绿泥石及少量蒙脱石、高岭石和细小的铁氢氧化物组成。
选取不同类型、不同品级、不同深度及不同区段的矿石样品进行了水析分级, 发现钨主要集中在-160目~+56μ和小于10μ的两个粒级中, 两者合计WO3的占有率79.9%。但WO3的分布有很大的不同。-160目~+56μ的平均重量比为16.24%, 平均品位高, 达到0.376%。这一粒级的矿物组成是赤铁矿、白钨矿、碳酸盐矿物及少量砂岩岩屑黄铁矿锆石等重矿物。而小于10μ的平均重量比为60.18%, 平均品位较低, 组成这一粒级的主要矿物为水云母、绿泥石、蒙脱石、高岭石及少量铁氢氧化物。
所以钨主要分布在重矿物组的白钨矿、赤铁矿及轻矿物组的粘土矿中。
3 钨的存在形式
根据矿石中钨的分布情况, 确定了矿石中钨存在于白钨矿、赤铁矿、粘土矿中, 其中破碎白云岩矿石中钨的存在形式简单, 仅存在于白钨矿中;构造泥、角砾岩矿石中钨的存在形式复杂, 钨除以单矿物形式 (白钨矿) 出现外, 还分布在含钨赤铁矿、粘土矿中。
3.1 白钨矿
破碎白云岩矿石中的白钨矿呈细脉侵染状分布, 白钨矿脉宽不到1mm, 其中的白钨矿, 部分晶形较好。在部分铀矿石中, 见有白钨矿呈细脉状与微脉状、微粒状沥青铀矿共生。白钨矿脉中未见其他金属矿物。
构造泥、角砾岩矿石中的白钨矿呈乳白色, 半透明—无色透明, 一般呈不规则粒状。无色透明者呈完好的正方双锥晶形。有的可见连晶, 常有连生体。白钨矿粒度1mm以下。
3.2 含钨赤铁矿
根据人工重砂及单矿物分离, 选出了纯的赤铁矿作化学分析, 检测样品平均含WO30.464%, 含U0.026%, 见表3。
矿石中赤铁矿的含量为71.76~18440g/T, 平均含量为6379g/T。
含钨赤铁矿暗红—黑色, 不规则粒状, 少数呈扁豆状, 半金属光泽, 粒度1.5mm以下。含钨赤铁矿中钨不是以单矿物形式存在, 而是以离子形式被Fe (OH) 3胶体吸附后, 在地质历史过程中, 由于胶体老化脱水, 形成了含钨赤铁矿。
3.3 粘土矿物中钨的存在形式
在F1构造带的构造泥矿石中, 粘土矿物占矿物重量的60%以上。粘土矿物经分析鉴定, 其主要组成是水云母、绿泥石、蒙脱石及铁的氢氧化物小球粒。
根据粘土矿化学成分的分析, 发现绝大多数样品中粘土矿物的WO3含量都比原岩低得多, 说明主要含钨的矿物不是粘土矿物。利用电子探针分析, 粘土矿中的钨可能主要是以微粒状白钨矿的形式存在。
4 结语
本矿区钨的矿化有以下特点:
(1) 钨矿化与铀矿化受同一构造、同一地层控制, 两种矿化的空间分布相近或重叠。
(2) 钨矿石的矿物成分较简单, 破碎白云岩细脉侵染状钨矿石中除白钨矿、白云石、方解石和粘土矿物外, 金属矿物极少。构造泥中, 有白钨矿、含钨赤铁矿和粘土矿物, 还有少量的金属矿物。如黄铁矿等。
(3) 白钨矿的成矿温度较低, 在分布有细脉侵染状白钨矿的破碎白云岩矿石中未见明显蚀变现象。
(4) 钨的存在形式较为复杂, 钨的成矿有多阶段性, 钨除了呈单矿物白钨矿产出外, 还分布在赤铁矿、粘土矿物中, 在粘土矿物中钨可能主要以微粒状白钨矿的形式存在。
摘要：G铀钨共生矿床位于雪峰古隆起的东南缘, 南越岭复式背斜的东侧。文章阐明了该铀钨共生矿床的矿化特征, 通过检测分析结果认为矿床中钨主要分布在重矿物组的白钨矿、赤铁矿及轻矿物组的粘土矿中;钨的存在形式较为复杂, 钨的成矿有多阶段性, 钨除了呈单矿物白钨矿产出外, 还存在于含钨赤铁矿中, 在粘土矿物中钨可能主要以微粒状白钨矿的形式存在。
关键词：铀钨矿床,钨矿石,钨的分布,钨的存在形式