浙江八面山新型螢石礦床成礦溫度

徐少康，夏學(xué)惠，閆 飛，嚴(yán)生賢，鄭興泉

（1.中化地質(zhì)礦山總局地質(zhì)研究院，河北 涿州 072754；2.中化地質(zhì)礦山總局浙江地質(zhì)勘查院，浙江 杭州 310002）

浙江八面山新型螢石礦床成礦溫度

徐少康1，夏學(xué)惠1，閆 飛1，嚴(yán)生賢2，鄭興泉2

（1.中化地質(zhì)礦山總局地質(zhì)研究院，河北 涿州 072754；2.中化地質(zhì)礦山總局浙江地質(zhì)勘查院，浙江 杭州 310002）

本礦床成礦期次有4次，以第1和4期次為主。大量數(shù)據(jù)顯示：第1期次成礦過(guò)程螢石形成溫度為240～121℃，平均176℃，屬中—低溫、以低溫為主的熱液成礦作用；第2期次成礦全過(guò)程的溫度為1 221～169℃，平均734℃，屬高溫氣液蝕變成礦作用，螢石在中—低溫階段形成；第3期次成礦過(guò)程螢石形成溫度為168～123℃，平均142℃，屬低溫?zé)嵋撼傻V作用；第4期次成礦過(guò)程螢石形成溫度為246～115℃，平均150℃，屬中—低溫、以低溫為主的熱液成礦作用。

螢石礦床；成礦溫度；浙江常山

1 引言

八面山螢石礦床位于浙江省常山縣，礦區(qū)中心位置位于縣城北北東方向約23km處，礦床規(guī)模屬超大型。與一般的螢石礦床不同，本礦床主要礦石類型呈黑色、黑灰色，貌似灰?guī)r。這種特征的螢石礦床在國(guó)內(nèi)屬首次發(fā)現(xiàn)，因次，對(duì)其進(jìn)行深入研究對(duì)豐富螢石礦床成礦理論、找礦及開發(fā)等具有重要意義。

本礦床是中化地質(zhì)礦山總局浙江地質(zhì)勘查院近年內(nèi)在前人工作基礎(chǔ)上經(jīng)進(jìn)一步工作發(fā)現(xiàn)的，但深入研究較少。作者針對(duì)黑色紋層狀礦石巖相學(xué)的研究，提出了“新型熱水沉積巖”的概念[1]，并對(duì)礦石類型、成礦期次和成礦作用進(jìn)行了深入研究。本文在上述研究基礎(chǔ)上進(jìn)一步對(duì)成礦溫度進(jìn)行了專題研究，對(duì)深化礦床成因的認(rèn)識(shí)等有重要意義。

2 礦床地質(zhì)概況

2.1 大地構(gòu)造位置及基本地質(zhì)特征

礦床大地構(gòu)造位置處于中國(guó)東南沿海構(gòu)造帶，該帶經(jīng)歷了長(zhǎng)期的形成演化過(guò)程。燕山期形成的構(gòu)造線方向總體上呈北東—南西向，構(gòu)造形式主要為斷裂和褶皺。同時(shí)，有大規(guī)模的巖漿活動(dòng)，形了眾多的富氟酸性巖漿巖；巖漿期后大規(guī)模的熱液活動(dòng)，作用于富氟的酸性巖和富鈣沉積巖，形成了眾多的螢石礦床，使該帶成為中國(guó)最大的螢石成礦帶[2-3]。

礦區(qū)出露地層由老到新為：下震旦統(tǒng)(Z1)，巖性主要為細(xì)砂巖、石英砂巖、砂巖、粉砂巖及(含礫)泥巖，次為含錳砂巖、白云質(zhì)砂巖、凝灰質(zhì)粉砂巖、凝灰質(zhì)粉砂泥巖、硅質(zhì)頁(yè)巖、含錳白云巖、泥質(zhì)白云巖等，受斷裂影響出露不全。下寒武統(tǒng)荷塘組(∈1h)，厚428～450m，以含碳質(zhì)硅質(zhì)頁(yè)巖、炭質(zhì)頁(yè)巖、硅質(zhì)頁(yè)巖為主，底部為石煤層，夾含磷碳質(zhì)頁(yè)巖或薄層磷塊巖。中寒武統(tǒng)楊柳崗組(∈2y )，厚200～260m，以含碳泥質(zhì)灰?guī)r和鈣質(zhì)泥頁(yè)巖為主，夾灰?guī)r透鏡體。上寒武統(tǒng)華嚴(yán)寺組(∈3h)，厚98～145m，主要為大理巖、含泥質(zhì)大理巖(或大理巖化灰?guī)r、含泥質(zhì)大理巖化灰?guī)r)。上寒武統(tǒng)西陽(yáng)山組(∈3x )，厚222～333m，上部主要為泥灰?guī)r與瘤狀灰?guī)r互層，中部主要為泥灰?guī)r夾瘤狀灰?guī)r，下部主要為泥質(zhì)灰?guī)r，部分地段變質(zhì)為大理巖、泥質(zhì)大理巖和透輝石角巖等。下奧陶統(tǒng)印渚埠組(O1y )，厚390～505m，上部為鈣質(zhì)泥頁(yè)巖和紫紅色泥巖，中部為鈣質(zhì)泥頁(yè)巖夾薄層狀泥灰?guī)r，下部為薄層狀泥灰?guī)r夾瘤狀灰?guī)r。下奧陶統(tǒng)寧國(guó)組(O1n)，厚238m，主要為(含)粉砂質(zhì)頁(yè)巖、泥巖。上奧陶統(tǒng)文昌組(O3w ), 厚度大于330m，主要為細(xì)砂巖、粉砂巖及泥巖。奧陶系(O,未分)，厚度大于1 000m，主要為砂巖、(粉砂質(zhì))頁(yè)巖、硅質(zhì)頁(yè)巖、泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、鈣質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r、灰?guī)r、硅質(zhì)巖。下志留統(tǒng)(S1)，厚度大于530m，主要為細(xì)中粒砂巖、中細(xì)粒砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖、泥巖。下侏羅統(tǒng)馬澗組(J1m )，厚度110m，主要為石英細(xì)砂巖。中侏羅統(tǒng)漁山尖組(J2y )，厚度大于220m，主要為砂礫巖、含礫砂巖、砂巖、粉砂巖，夾碳質(zhì)頁(yè)巖和煤層。地層分布見(jiàn)圖1。

礦區(qū)構(gòu)造主要為一短軸背斜(巖前背斜)，背斜軸線總體走向呈北東—南西向，核部主要為燕山期花崗巖，兩翼地層主要為柳崗組(∈2y )、華嚴(yán)寺組(∈3h)及西陽(yáng)山組(∈3x )。斷裂較發(fā)育，主要有三組：北東—南西向斷裂主要表現(xiàn)為逆沖性質(zhì)，近南北向斷裂平推性質(zhì)明顯，北西—南東向斷裂性質(zhì)不明(圖1)。

礦區(qū)巖漿巖主要為呈巖株?duì)钋秩胗诒承焙瞬康难嗌狡诨◢弾r，次為呈北東—南西向產(chǎn)出的脈狀花崗斑巖。

2.2 礦體

本礦床共有螢石礦體70余個(gè)，多數(shù)為隱伏—半隱伏礦體，部分出露地表。礦體形態(tài)主要為似層狀、透鏡狀、脈狀。礦體規(guī)模以大中型礦體為主，最大的礦體長(zhǎng)約500m，寬200m，厚14m。礦體圍巖主要為上寒武統(tǒng)西陽(yáng)山組(∈3x )泥質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)大理巖，華嚴(yán)寺組(∈3h)大理巖化灰?guī)r、大理巖，中寒武統(tǒng)楊柳崗組(∈3y)泥質(zhì)灰?guī)r及燕山期花崗巖。

據(jù)與圍巖的關(guān)系和產(chǎn)狀，礦體主要分為3種類型：①產(chǎn)于花崗巖體與碳酸鹽地層接觸帶內(nèi)的礦體(簡(jiǎn)稱接觸帶型礦體，圖2)；②產(chǎn)于斷裂中的陡傾斜脈狀礦體(簡(jiǎn)稱陡傾斜礦體，圖3)；③產(chǎn)于碳酸鹽地層層間破碎帶中的似層狀礦體(簡(jiǎn)稱層間破碎帶型礦體，圖4)。

2.3 礦石

據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造及主要礦物成分特征，同時(shí)考慮成礦期次和成礦作用，將礦石分為13種類型： ①黑灰色石英質(zhì)細(xì)粒紋層狀礦石；②黑灰色細(xì)粒塊狀螢石礦石；③黑灰色含石英(或石英質(zhì))細(xì)粒塊狀螢石礦石；④黑灰色含綠泥石(綠泥石質(zhì))細(xì)粒塊狀螢石礦石；⑤黑灰色中細(xì)粒塊狀螢石礦石；⑥黑灰色細(xì)中粒塊狀螢石礦石；⑦深灰色含石英(或石英質(zhì))細(xì)中粒塊狀螢石礦石；⑧綠灰色細(xì)粒塊狀螢石礦石；⑨灰白色夾雜灰綠色細(xì)粒塊狀螢石礦石；⑩黑灰色(黑色)含鐵(或鐵質(zhì))細(xì)粒紋層狀螢石礦石；?淺色薄層狀螢石礦石；?淺色塊狀螢石礦石；?淺色角礫狀礦石。

2.4 成礦期次及成礦作用

成礦期次有4次。第1次為熱液成礦作用，形成的礦體規(guī)模大，數(shù)量多，構(gòu)成礦床的主體(如圖3、圖4中的③、④、⑤、⑥號(hào)礦體)，礦體類型包括陡傾斜礦體、接觸帶型礦體及層間破碎帶型礦體。形成的礦石(①～⑦類)為黑色—黑灰色，細(xì)粒結(jié)構(gòu)為主，少量為細(xì)中粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造為主，局部見(jiàn)不明顯的紋層狀構(gòu)造，品位一般60%～90%，肉眼難辨礦物顆粒，貌似灰?guī)r。

第2次為蝕變成礦作用，沒(méi)有形成獨(dú)立的礦體，僅形成了厚度不大、局部含礦的蝕變巖脈，使螢石進(jìn)一步富集。蝕變巖脈，一般呈不規(guī)則條帶狀、團(tuán)塊狀、透鏡狀產(chǎn)出，團(tuán)塊大小一般數(shù)毫米至數(shù)厘米，條帶寬一般數(shù)毫米至15cm，透鏡體厚度一般1～2m。產(chǎn)出位置有兩種：①產(chǎn)于花崗巖與碳酸鹽巖的接觸面上或外接觸帶；②產(chǎn)于與接觸面有一定距離的碳酸鹽巖中，產(chǎn)出位置距接觸帶20～150m不等。巖石類型包括石榴子石矽卡巖，透輝石矽卡巖，符山石矽卡巖，含符山石方解石巖，螢石符山石巖，螢石斜長(zhǎng)巖等，螢石含量高成為礦石的為后兩類。據(jù)蝕變巖的巖性特征分析，蝕變類型屬矽卡巖化。礦石(⑧和⑨類)主要為綠灰色、灰白色夾雜灰綠色，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，品位一般30%～45%。

第3次為熱液成礦作用，僅形成了一個(gè)規(guī)模不大的接觸帶型礦體(①號(hào)礦體，圖2)。形成的礦石(⑩類)以黑色或黑灰色為主，夾雜淺灰色，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，明顯的紋層狀構(gòu)造，品位一般23%～28%。此外，礦石中含大量的磁鐵礦和少量錫石，可綜合利用。

第4次成礦，為熱液成礦作用，礦體類型包括陡傾斜礦體、接觸帶型礦體(②號(hào)礦體，圖2)及層間破碎帶型礦體。形成的礦石類)以顏色鮮艷多彩、粒度粗為突出特征，一般為白、綠、紫色，粗晶—巨晶結(jié)構(gòu)，品位一般50%～95%。

成礦作用類型有3種：熱液充填型、熱水沉積型及氣液蝕變型，以熱液充填型為主。熱液充填型作用發(fā)生于第1、4期次成礦過(guò)程，熱水沉積型作用發(fā)生于第1、3、4期次成礦過(guò)程，氣液蝕變型作用僅發(fā)生于第2期次成礦過(guò)程。

3 成礦作用溫度

3.1 第1次成礦作用溫度

3.1.1 基本情況

選取第1次成礦作用形成的4件礦石樣品，用包裹體均一法進(jìn)行了溫度測(cè)試。測(cè)試樣品按結(jié)構(gòu)構(gòu)造挑選，包括細(xì)粒、細(xì)中粒、紋層狀及塊狀礦石，有代表性。測(cè)試單位為中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所；測(cè)試儀器為英國(guó)產(chǎn)Linkam THMS G600顯微冷熱臺(tái)(溫度范圍：-196～+600℃；精度：+/-0.1℃)。測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

3.1.2 包裹體特征

第1次成礦作用形成的螢石中包裹體發(fā)育，隨機(jī)分布，為原生包裹體；形態(tài)呈負(fù)晶狀、長(zhǎng)條形、橢球形、圓球形、紡綞狀、米粒狀、不規(guī)則菱形、不規(guī)則狀；大小一般10～20μm，大者可達(dá)40～50μm；類型包括：氣液包裹體和多相包裹體，兩種包裹體數(shù)量大致相當(dāng)。

氣液包裹體在4件測(cè)試樣品中均可見(jiàn)到，氣液比約10%～20%，細(xì)中粒礦石(ZK2502-B7號(hào)樣)的部分包裹體氣相在常溫下跳動(dòng)。

多相包裹體在3件測(cè)試樣品(ZK2502-B7，JWB9，ZK004-B6)中見(jiàn)到。子礦物為非鹽類礦物，淺綠色，方形，晶體未見(jiàn)被交代現(xiàn)象，是第1次成礦過(guò)程早期從成礦介質(zhì)中析出的，體積占包裹體5%～15%。

3.1.3 測(cè)試情況及測(cè)試結(jié)果

測(cè)試對(duì)象為第1次成礦作用形成的螢石中的原生氣液2相包裹體和多相包裹體，加溫到氣相完全均一為液相。加溫過(guò)程中，多相包裹體中的子礦物不變化，個(gè)別包裹體破裂(可能為后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成的微裂隙所致)，有的包裹體降溫后的升溫過(guò)程中氣體不再出現(xiàn)。

據(jù)65個(gè)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)計(jì)算，溫度變化范圍為240～121℃，平均176℃(表2)。其中，細(xì)粒塊狀礦石的溫度明顯低于細(xì)粒紋層狀礦石和細(xì)中粒塊狀礦石。細(xì)中粒塊狀礦石的平均溫度(199℃)略高于細(xì)粒紋層狀礦石(187℃)，但前者溫度變化范圍(221～182℃)小于后者(240～139℃)。

由于子礦物在加溫過(guò)程中不變化、“完全均一”實(shí)質(zhì)是“氣相完全均一到液相”，測(cè)試對(duì)象為第1次成礦作用形成的螢石中的原生氣液2相包裹體和多相包裹體，所以，所測(cè)的“完全均一溫度數(shù)據(jù)”實(shí)質(zhì)上代表了第1次成礦過(guò)程中螢石形成時(shí)成礦流體的溫度，而成礦過(guò)程早期(即子礦物析出時(shí))的溫度應(yīng)高于上述溫度。

熱液礦床，據(jù)成礦溫度可分為三大類：①高溫?zé)嵋旱V床，形成溫度550～300℃；②中溫?zé)嵋旱V床，形成溫度300～200℃；③低溫?zé)嵋旱V床，形成溫度200～50℃[4]。所以，本礦床第1次成礦過(guò)程中螢石形成的溫度屬中—低溫，以低溫為主。

3.2 第2次成礦作用溫度

3.2.1 基本情況

選取第2次成礦作用形成的蝕變巖(含石榴子石符山石矽卡巖)1件用包裹體均一法進(jìn)行了溫度測(cè)試(樣號(hào)ZK2502-B14)。測(cè)試單位為中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所；測(cè)試儀器為英國(guó)產(chǎn)Linkam THMS G600顯微冷熱臺(tái)(溫度范圍：0～+1 500℃；精度：+/-0.1℃)；英國(guó)產(chǎn)Linkam TS 1 500高溫?zé)崤_(tái)(溫度范圍：0～+1 500℃；精度：+0.1℃)。測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

3.2.2 包裹體特征

第2次成礦作用形成的石榴子石中包裹體發(fā)育，為原生包裹體，主要為多相包裹體，偶見(jiàn)兩相氣液包裹體，黑灰色，呈菱形、長(zhǎng)條狀和不規(guī)則狀，大小一般10～20μm。多相包裹體中，子礦物晶體未見(jiàn)被交代現(xiàn)象，是第2次成礦過(guò)程早期從成礦介質(zhì)中析出的，氣相體積(30%左右)均大于固相體積(15%～20%)。

表1 第1次成礦作用形成的包裹體特征及測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)

表2 第1次成礦作用形成的不同類型礦石包裹體均一溫度對(duì)比

3.2.3 測(cè)試情況及測(cè)試結(jié)果

測(cè)試對(duì)象為第2次成礦作用形成的石榴子石中的原生多相包裹體和氣液兩相包裹體，加熱到子礦物和氣相完全均一為液相。升溫過(guò)程中，氣液兩相包裹體先達(dá)到均一，多相包裹體中子晶溶解溫度為409～489℃，部分多相包裹體在升溫過(guò)程中接近均一時(shí)爆裂(可能為后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成的微裂隙所致)。

表3 第2次成礦作用形成的包裹體特征及測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)

據(jù)6個(gè)實(shí)測(cè)溫度數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算，溫度最高1 221℃，最低169℃，平均734℃(表3)。由于第2次成礦作用性質(zhì)為矽卡巖化、石榴子石在矽卡巖化的早期開始形成、測(cè)試對(duì)象為石榴子石中的原生包裹體、測(cè)試過(guò)程中包裹體內(nèi)包括子礦物在內(nèi)的各相達(dá)到了完全均一，所以，上述測(cè)試溫度反映了整個(gè)蝕變過(guò)程介質(zhì)溫度的變化情況，其中，螢石在中—低溫階段形成。

П.比利品柯認(rèn)為，矽卡巖化溫度是從900℃開始的，最終可降至100～50℃。據(jù)Д.卡利寧資料，當(dāng)鈣位勢(shì)較高并有易溶鹽類參與時(shí)，合成矽卡巖礦物鈣鐵榴石和鈣鋁榴石的溫度為950～225℃。В.查里科夫根據(jù)實(shí)驗(yàn)和計(jì)算，確定了矽卡巖化的4個(gè)溫度相，最高溫度為900℃。本礦床第2次蝕變成礦作用的最高溫度1 221℃，明顯高于以往報(bào)道的矽卡巖化的最高溫度950℃。 (未完，待續(xù))

Mineralization Temperature of Bamianshan New Type Fluorite Deposit of Zhejiang

XU Shao-kang1, XIA Xue-hui1, YAN Fei1, YAN Sheng-xian2, ZHENG Xing-quan2
(1.Geological Institute of China Chemical Geology and Mine Bureau,Zhuozhou 072754, China;2.Zhejiang Geological Exploration of China Chemical Geology and Mine Bureau, Hangzhou 310002, China)

There are 4 mineralization periods in the Bamianshan fluorite deposit,among them main periods are 1st and 4th. On great deal of datum,conclusions are followed:The temperature area is 240~121℃ and average temperature is 176℃ of fluorite-forming in first mineralization period that is middle-low temperature that mainly is low temperature thermal mineralization process.The temperature area is 1221~169℃ and average temperature is 734℃ of thermal fluid in second mineralization period that is alterationmineralization-process of high-temperature gas-fluid and fluorite forms in the middle-low temperature stage.The temperature area is 168~123℃ and average temperature is 142℃ of fluorite-forming in third mineralization period that is low temperature thermal mineralization process.The temperature area is 246~115℃ and average temperature is 150℃ of fluorite-forming in fourth mineralization period that is middle-low temperature that mainly is low temperature thermal mineralization process.

fluorite deposit; mineralization temperature; Changshan county of Zhejiang province

P619.215

A

1007-9386(2011)02-0048-05