某钨钼矿中白钨矿-钼钙矿系列矿物的矿物学特征

马 驰 ，卞孝东 ，王守敬

（1.中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所，河南 郑州 450006；2.国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心，河南 郑州 450006）

0引言

某钨钼矿区位于华北地台南缘华熊台隆洛南—栾川台褶带，基底为太古宇太华岩群变质岩系，盖层为中元古界熊耳群火山岩系及官道口群变质碎屑—碳酸盐岩系和新元古界栾川群变质碎屑—碳酸盐岩系等。其中栾川群是我国著名的南泥湖钼矿田的赋矿层位，熊耳群是著名金堆城钼矿田的赋矿地层。矿区内出露地层主要为中元古界官道口群龙家园组和巡检司组[1]。某钨钼矿属于大型斑岩-夕卡岩型钼矿，Mo的品位为0.17%，WO3为0.11%，主要含钼矿物为辉钼矿、钨钼钙矿、钼钙矿和钼华，钨主要以白钨矿和钼钨钙矿的形式存在。其他金属矿物主要是磁铁矿、黄铁矿，其次是闪锌矿、磁黄铁矿、黄铜矿和方铅矿。脉石矿物主要为石英、碳酸盐、黏土矿物、蛇纹石、透闪石、萤石、滑石、石膏等。

1 白钨矿-钼钙矿形貌分析

白钨矿-钼钙矿在显微镜下观察表明：白钨矿-钼钙矿为四方晶系，常呈粒状、薄板状，金刚光泽-油脂光泽。半透明-透明。莫氏硬度为3.5～4，比重为4.2～4.3，解理不完全，段口参差状，条痕白色。多呈粒状、串珠状分布在石英、方解石等矿物粒间，粒度多在0.008～0.2 mm之间，主要集中在0.02～0.1 mm之间。白钨矿-钼钙矿矿物粒度见表1。

表1 白钨矿-钼钙矿矿物的粒度组成

2 白钨矿-钼钙矿物相分析

为了解白钨矿-钼钙矿的结晶特点，在中国地质大学（北京）地学实验中心对白钨矿-钼钙矿的单矿物进行了X射线粉晶衍射分析。实验仪器型号为D/Max-RC；实验条件为：CuKα 靶；波长1.540 6，靶电压为40 kV；靶电流为80 mA；扫描方式：连续扫描；扫描速度：4 °/min；扫描步长 0.02°，发散狭缝1°，接受狭缝0.15 mm，防止散射狭缝1°。得到的X射线粉晶衍射图谱如图1所示，衍射数据见表2。对衍射图谱分析可知，挑选的纯度很高，结晶程度好，确定该矿物符合白钨矿-钼钙矿晶体结构特征。

图1 样品的X粉晶衍射图谱

表2 样品X衍射分析数据结果

3 白钨矿-钼钙矿矿物特征

3.1 化学成分

为了查清白钨矿-钼钙矿矿物的平均化学成分，挑选单矿物进行化学分析（表3）和电子探针分析（表4）。

表3 白钨矿-钼钙矿的化学成分 w/%

表4 白钨矿-钼钙矿的电子探针分析结果 %

从电子探针的分析结果来看，该白钨矿-钼钙矿为连续的类质同象系列，WO3的含量从0.00%～76.58%，而MoO3的含量是从0.58%～67.15%，变化范围大，呈现Mo高W低，Mo低W高，Mo与W呈完全类质同象，而且还有少量的Mg、Al、Fe等。从Mo和W的相关性分析结果来看（图2），二者呈明显的负相关，也印证了二者呈完全类质同象。钨和钼可以以类质同象替代，部分钙可以被Mg和REE替代，Fe、Al可替代W、Mo[2]。根据电子探针的分析得出平均结果经过计算，得出该钼钨钙矿的化学平均化学分子式为Ca1.08[Mo0.51W0.47]O4。

图2WO3和MoO3的相关性分析

3.2 矿物结构与成因分析

图3 白钨矿-钼钙矿的晶体结构[3]

这种结构的白钨矿-钼钙矿在以前的研究中还未有报道，一般都是白钨矿中含有少量的MoO3，含量一般在2%以下，张玉学[4]通过实验证实认为白钨矿中的钼钙矿是固溶体分离结构，钼钙矿主要呈现条纹状或不规则网状分布在白钨矿中。而这次在某钨钼矿发现的白钨矿-钼钙矿系列矿物中，通过对矿物的线扫描分析，该矿物呈环带状结构，每个环带的化学成分变化较大，部分钼钨钙矿包裹辉钼矿呈交代残余结构（图4），说明钼钙矿交代了辉钼矿，而不是固溶体分离成因。

对具环带结构的钼钨钙矿做线扫描分析（图5），从结果可以看出，Mo与W呈完全类质同象，Ca的含量基本不变，Mo、W的含量此消彼长。

图4 白钨矿-钼钙矿矿物线扫描分析

图5 钼钨钙矿的线扫描图像

从电子探针的分析结果来看，白钨矿-钼钙矿呈一个连续的类质同象，钼钨钙矿多呈环带状结构，这种结构是否属于固溶体分离结构，在国内的文献和资料还未见报道，张玉学等通过NaOH溶蚀反应印证了前苏联专家认为白钨矿-钼钙矿系列在低温下属于有限混溶的类质同象[4]，但是通过本次研究可以初步认为这种结构应为低温下逐步交代的结果，主要原因可能是成矿的环境（主要是温度、压力）的周期性波动造成的，其形成过程记录了环带生长期间热液活动的情况（温度、压力、组分浓度等），这对矿床的成因有着重要的指示作用。

4结论

（1）该钨钼矿中的白钨矿-钼钙矿系列矿物呈环带状结构，Mo与W呈完全类质同象，每个环带的成分差异较大，对这种结构的研究，国内尚未见报道，它的矿物学和地质学意义有待深入的研究。

（2）对这种白钨矿-钼钙矿系列形成机理，笔者认为应该属于低温下逐步交代的产物，而不是高温下无限混溶，低温下固溶体分离的结果。

（3）该钨钼矿中的白钨矿-钼钙矿系列矿物通过常规选矿方法不能实现钨、钼元素的分离，只能通过冶金处理。

[1] 肖中军.夜长坪钼钨矿床成矿控制条件及找矿远景分析[J].有色金属：矿山部分，2007，59（6），21-23.

[2] 刘 琰，邓 军，邢延炎，等.白钨矿的振动光谱与颜色成因初探[J].光谱学与光谱分析，2008，28（1）：121-123.

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[4] 张玉学，何其光.阳储岭斑岩钨钼矿床白钨矿特征及形成条件的研究 [J].矿物学报，1985，5（1）：38-41.