馬 馳 ，卞孝東 ，王守敬

（1.中國地質(zhì)科學(xué)院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所，河南 鄭州 450006；2.國家非金屬礦資源綜合利用工程技術(shù)研究中心，河南 鄭州 450006）

0引言

某鎢鉬礦區(qū)位于華北地臺南緣華熊臺隆洛南—欒川臺褶帶，基底為太古宇太華巖群變質(zhì)巖系，蓋層為中元古界熊耳群火山巖系及官道口群變質(zhì)碎屑—碳酸鹽巖系和新元古界欒川群變質(zhì)碎屑—碳酸鹽巖系等。其中欒川群是我國著名的南泥湖鉬礦田的賦礦層位，熊耳群是著名金堆城鉬礦田的賦礦地層。礦區(qū)內(nèi)出露地層主要為中元古界官道口群龍家園組和巡檢司組[1]。某鎢鉬礦屬于大型斑巖-夕卡巖型鉬礦，Mo的品位為0.17%，WO3為0.11%，主要含鉬礦物為輝鉬礦、鎢鉬鈣礦、鉬鈣礦和鉬華，鎢主要以白鎢礦和鉬鎢鈣礦的形式存在。其他金屬礦物主要是磁鐵礦、黃鐵礦，其次是閃鋅礦、磁黃鐵礦、黃銅礦和方鉛礦。脈石礦物主要為石英、碳酸鹽、黏土礦物、蛇紋石、透閃石、螢石、滑石、石膏等。

1 白鎢礦-鉬鈣礦形貌分析

白鎢礦-鉬鈣礦在顯微鏡下觀察表明：白鎢礦-鉬鈣礦為四方晶系，常呈粒狀、薄板狀，金剛光澤-油脂光澤。半透明-透明。莫氏硬度為3.5～4，比重為4.2～4.3，解理不完全，段口參差狀，條痕白色。多呈粒狀、串珠狀分布在石英、方解石等礦物粒間，粒度多在0.008～0.2 mm之間，主要集中在0.02～0.1 mm之間。白鎢礦-鉬鈣礦礦物粒度見表1。

表1 白鎢礦-鉬鈣礦礦物的粒度組成

2 白鎢礦-鉬鈣礦物相分析

為了解白鎢礦-鉬鈣礦的結(jié)晶特點，在中國地質(zhì)大學(xué)（北京）地學(xué)實驗中心對白鎢礦-鉬鈣礦的單礦物進行了X射線粉晶衍射分析。實驗儀器型號為D/Max-RC；實驗條件為：CuKα 靶；波長1.540 6，靶電壓為40 kV；靶電流為80 mA；掃描方式：連續(xù)掃描；掃描速度：4 °/min；掃描步長 0.02°，發(fā)散狹縫1°，接受狹縫0.15 mm，防止散射狹縫1°。得到的X射線粉晶衍射圖譜如圖1所示，衍射數(shù)據(jù)見表2。對衍射圖譜分析可知，挑選的純度很高，結(jié)晶程度好，確定該礦物符合白鎢礦-鉬鈣礦晶體結(jié)構(gòu)特征。

圖1 樣品的X粉晶衍射圖譜

表2 樣品X衍射分析數(shù)據(jù)結(jié)果

3 白鎢礦-鉬鈣礦礦物特征

3.1 化學(xué)成分

為了查清白鎢礦-鉬鈣礦礦物的平均化學(xué)成分，挑選單礦物進行化學(xué)分析（表3）和電子探針分析（表4）。

表3 白鎢礦-鉬鈣礦的化學(xué)成分 w/%

表4 白鎢礦-鉬鈣礦的電子探針分析結(jié)果 %

從電子探針的分析結(jié)果來看，該白鎢礦-鉬鈣礦為連續(xù)的類質(zhì)同象系列，WO3的含量從0.00%～76.58%，而MoO3的含量是從0.58%～67.15%，變化范圍大，呈現(xiàn)Mo高W低，Mo低W高，Mo與W呈完全類質(zhì)同象，而且還有少量的Mg、Al、Fe等。從Mo和W的相關(guān)性分析結(jié)果來看（圖2），二者呈明顯的負(fù)相關(guān)，也印證了二者呈完全類質(zhì)同象。鎢和鉬可以以類質(zhì)同象替代，部分鈣可以被Mg和REE替代，F(xiàn)e、Al可替代W、Mo[2]。根據(jù)電子探針的分析得出平均結(jié)果經(jīng)過計算，得出該鉬鎢鈣礦的化學(xué)平均化學(xué)分子式為Ca1.08[Mo0.51W0.47]O4。

圖2WO3和MoO3的相關(guān)性分析

3.2 礦物結(jié)構(gòu)與成因分析

圖3 白鎢礦-鉬鈣礦的晶體結(jié)構(gòu)[3]

這種結(jié)構(gòu)的白鎢礦-鉬鈣礦在以前的研究中還未有報道，一般都是白鎢礦中含有少量的MoO3，含量一般在2%以下，張玉學(xué)[4]通過實驗證實認(rèn)為白鎢礦中的鉬鈣礦是固溶體分離結(jié)構(gòu)，鉬鈣礦主要呈現(xiàn)條紋狀或不規(guī)則網(wǎng)狀分布在白鎢礦中。而這次在某鎢鉬礦發(fā)現(xiàn)的白鎢礦-鉬鈣礦系列礦物中，通過對礦物的線掃描分析，該礦物呈環(huán)帶狀結(jié)構(gòu)，每個環(huán)帶的化學(xué)成分變化較大，部分鉬鎢鈣礦包裹輝鉬礦呈交代殘余結(jié)構(gòu)（圖4），說明鉬鈣礦交代了輝鉬礦，而不是固溶體分離成因。

對具環(huán)帶結(jié)構(gòu)的鉬鎢鈣礦做線掃描分析（圖5），從結(jié)果可以看出，Mo與W呈完全類質(zhì)同象，Ca的含量基本不變，Mo、W的含量此消彼長。

圖4 白鎢礦-鉬鈣礦礦物線掃描分析

圖5 鉬鎢鈣礦的線掃描圖像

從電子探針的分析結(jié)果來看，白鎢礦-鉬鈣礦呈一個連續(xù)的類質(zhì)同象，鉬鎢鈣礦多呈環(huán)帶狀結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)是否屬于固溶體分離結(jié)構(gòu)，在國內(nèi)的文獻(xiàn)和資料還未見報道，張玉學(xué)等通過NaOH溶蝕反應(yīng)印證了前蘇聯(lián)專家認(rèn)為白鎢礦-鉬鈣礦系列在低溫下屬于有限混溶的類質(zhì)同象[4]，但是通過本次研究可以初步認(rèn)為這種結(jié)構(gòu)應(yīng)為低溫下逐步交代的結(jié)果，主要原因可能是成礦的環(huán)境（主要是溫度、壓力）的周期性波動造成的，其形成過程記錄了環(huán)帶生長期間熱液活動的情況（溫度、壓力、組分濃度等），這對礦床的成因有著重要的指示作用。

4結(jié)論

（1）該鎢鉬礦中的白鎢礦-鉬鈣礦系列礦物呈環(huán)帶狀結(jié)構(gòu)，Mo與W呈完全類質(zhì)同象，每個環(huán)帶的成分差異較大，對這種結(jié)構(gòu)的研究，國內(nèi)尚未見報道，它的礦物學(xué)和地質(zhì)學(xué)意義有待深入的研究。

（2）對這種白鎢礦-鉬鈣礦系列形成機理，筆者認(rèn)為應(yīng)該屬于低溫下逐步交代的產(chǎn)物，而不是高溫下無限混溶，低溫下固溶體分離的結(jié)果。

（3）該鎢鉬礦中的白鎢礦-鉬鈣礦系列礦物通過常規(guī)選礦方法不能實現(xiàn)鎢、鉬元素的分離，只能通過冶金處理。

[1] 肖中軍.夜長坪鉬鎢礦床成礦控制條件及找礦遠(yuǎn)景分析[J].有色金屬：礦山部分，2007，59（6），21-23.

[2] 劉 琰，鄧 軍，邢延炎，等.白鎢礦的振動光譜與顏色成因初探[J].光譜學(xué)與光譜分析，2008，28（1）：121-123.

[3] Achary S N，Patwe S J，Mathews M D，et al.High temperature crystal chemistry and thermal expansion of synthetic powellite（CaMoO4）：AhightemperatureX-raydiffraction（HT-XRD）study[J].Journal of Physics and Chemistry of Solids，2006，（67）：774-776.

[4] 張玉學(xué)，何其光.陽儲嶺斑巖鎢鉬礦床白鎢礦特征及形成條件的研究 [J].礦物學(xué)報，1985，5（1）：38-41.