(江西省地质矿产勘查开发局赣南地质调查大队,江西 赣州 341000)
伴随着我国工业化进程的不断发展,对于稀有金属的开采优化也被提上日程。江西省作为我国甚至世界的主要钨矿资源储备中心,其储备总量占世界50%以上,在国际稀有金属交易市场中占据着重要地位。探究江西省钨矿资源特征及成矿规律,能够发挥现代勘查、开采技术的高效性,推动我国钨资源优势向经济优势的转换。
首先,在钨矿资源储备方面,江西省有着较高的挖掘潜力,尤其是南部地区的地质条件,形成了大量的钨矿床。传统钨矿资源开采工作中,仅是在主矿脉附近进行作业,缺少周围地区的钨矿资源勘查。以及对深度较高地区资源的探索工艺的限制,没有发挥江西省钨矿资源储备的最大价值,造成钨矿资源浪费。其次,在空间分布特征方面,江西省钨矿资源主要集中在地质结构凸出或其边缘部分。以九岭、武功山、赣南、罗霄、雩山、武夷为中心形成的“三横三纵”钨矿资源带,向大断裂带及伸展构造,成为了江西省钨矿资源的主要空间构造。其钨矿山外围矿化现象明显,主要呈现为片状和带状集中分布,部分地区已延伸至各个县市中,具有很大的发展挖掘前景。最后,在时间分布特征方面,根据专家考察,江西省钨矿资源成矿时间主要分为三个阶段。第一阶段为早中侏罗世时期,这个阶段的钨矿主要发生于盘古山一带;第二阶段为为晚侏罗世时期,这个阶段的钨矿主要发生于赣中南一带地区;第三阶段为早白垩世时期。在勘查技术和开采技术不断革新的时代,江西省钨矿资源将会起到关键性作用,为国家的经济建设发展贡献一份力量[1]。
据不完全统计,江西省目前已被发现的钨矿产地已超过500余处,包括2处特大型钨矿床以及十多处大型钨矿床。其分布较为集中,产量规模较大大,资源储量丰富,使得江西生钨矿资源储量全国排名第一。以江西省大余县为例,作为世界钨矿资源主要开采地之一,被人们誉为“钨都”,如图1所示。早在18世纪人们就在这里发现了大型钨矿开采点,并由此开始了当地钨矿开发产业,至今为止,大余县钨矿开采已有上百年的历史。据不完全统计,江西省国有钨矿资源的消耗量已超过80万吨,针对部分中小型钨矿床,其可开采年限已不超过五年,出现严重开发利用危机。
图1 “钨都”大余县钨矿开采工地
江西省区域位置位于燕山大陆活化造山时期地壳重熔造浆,由于其中钨元素经常伴随S型或I型钦杭组合花岗质侵入体,导致钨元素聚集形成了大面积钨矿矿床。其中,有利的地层、岩石层以及岩性组合是形成钨矿的主要原因,它能够促进矿液进行流动、充填、沉淀,从而实现钨元素汇集。而江西省的地质岩性组合,85%以上的小型钨矿集中于新元古代的变质基底岩系中,60%以上的大型钨矿集中于早古生代变质地层中,其岩性特征为浅变质碎屑岩类。这种浅变质碎屑岩类能够促进剪张裂隙群的形成,为钨矿矿床的形成构建屏蔽环境,且碳酸盐岩和含钙砂页岩也能够对钨矿热液进行渗滤,从而形成交代型钨矿[2]。
以S型岩体地质特征为例,在其形成钨矿时,其主体岩性为黑云母花岗岩(图2)。具体演变规律为:最开始的黑云母花岗岩,经过二云母花岗岩,再到白云母花岗岩,最终形成花岗斑岩,其中分异演化的晚期补充侵入体与钨矿成矿关系密切。刚成矿的矿岩体形态较小,面积多为10平方千米以下,但部分存在顶部小突起,经过长时间的钨元素汇集成小型岩株。这些小型岩株受到热变质及蚀变作用强烈,且容易受到云英岩化、黄玉化、电气石化等蚀变作用,长时间的蚀变汇聚了大量钨元素,从而形成了钨矿。
图2 黑云母花岗岩样本
一般来说,燕山期花岗质岩浆是钨矿能够成为矿床的主要原因,资料显示,江西省大部分规模以上钨矿矿床的成矿地质体均为燕山期岩体。通过对其进行年值测试,得出岩体的年龄主要为150Ma~110Ma,具体可划分为早期晚侏罗世岩体,成岩年龄为150Ma~130Ma;与晚期早白垩世早中期岩体,成岩年龄为130Ma~110Ma。专家将早期晚侏罗世岩体命名为南岭组合花岗岩,晚期早白垩世早中期岩体命名为江南组合花岗岩。
在中晚侏罗世到早白垩世时期,地球大陆收缩运动及太平洋两大板块之间的相互作用,形成了强烈的陆内活化造山。其策源地恰好位于江西省境内,并形成了赣中南成矿,即燕山早期,随着时间的推移,形成了长江中下游地区的燕山晚期时空演化格局。而隆起、坳陷是钨矿矿床的重要构造样式,其主要出现在山体隆起部分,并汇集成钨矿成矿带,在其邻侧地区有I型钦杭组合侵入岩,构建成Mo-W型、Cu-W型钨矿矿床,而矿床复合还会形成蚀变花岗岩型钨矿。此外,因板块断裂而出现的陆内造山形变,也是江西众多钨矿床的形成机制。矿床定带、定位、容矿构造,通过复合、归并前期构造,构建钨矿床分布的主导性断裂网络。
就当下发展情况而言,无论是哪种资源开采项目,实现全方位的可持续作业,都是其未来发展的主要方向与目标之一。就江西省钨矿资源特征及成矿规律而言,实现可持续化开采应强调电子信息技术在钨矿工程中的应用,实现以电子信息技术为核心的电子信息自动化管理与开采系统,从而提高钨矿矿床开采工程的自动化程度,有效发挥江西省钨矿矿床的资源优势。以往进行钨矿找矿作业时,都是通过地表钨矿标志线脉延伸到深部大脉矿。依托地表露天矿,根据钨矿资源脉络进行深度找矿。而现代化电子信息技术的应用,强调智能控制系统取代传统探索模式,通过对矿资源特征及成矿规律进行智能分析,大幅度提高钨矿探测力度,保证相关工作质量,完成钨矿开采工程的高度自治化管理。并且在部分工作中实现了无人化探测运作,提高工作效率的同时,保证工作的统一质量[3]。
早在2010年,江西省就通过一系列先进的电子信息找矿方法,勘查到许多大储量的钨矿矿床,证明新技术、新理论是钨矿矿床勘查发展的有效途径。通过信息技术中的电子传感器,将钨矿探测工程中的矿床数据进行整合,把与钨矿资源开采相关的数据传递至自动化中央控制模块,再对相关数据进行初步判断,从而推进钨矿找矿工程的初步自动化控制。在一些危险系数大、操作难度高的钨矿作业项目中,电子信息技术可以规避环境影响,降低了人力资源的消耗,分析出各种问题相对应的措施,确保钨矿资源探测的安全性和科学性。
随着我国科技社会的不断进步发展,钨矿资源不断减少,江西省作为主要钨矿产出地,探究其钨矿资源特征及成矿规律,完善钨矿资源管理机制,强化开采监管力度十分重要。应强调开发技术含量高、开采效率快的钨产品,实现江西省钨矿资源集中化生产管理,将当地资源优势转变为战略经济优势。引进国际信息化技术手段,提高专业设备利用率,增加当地政府的经济效益,进一步推动我国钨矿开采行业科学发展。