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礦石類型
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
浙江八面山螢石礦床有4個(gè)成礦期次,第2次為蝕變作用,其它三次為熱液作用。第1次成礦作用形成的礦石有7大類型,色深(黑灰、深灰)、普遍含碳泥質(zhì)、金屬礦物和粘土礦物出現(xiàn)概率較高。第2次成礦作用形成的礦石有兩種,色淺(綠灰、灰白)、符山石和斜長石含量較高、不含金屬礦物和碳泥質(zhì)。第3次成礦作用僅形成了黑灰、黑色鐵質(zhì)含量高的紋層狀礦石。第4次成礦作用形成的礦石有3大類、10亞類,某些亞類進(jìn)一步分為若干種,顏色鮮艷多彩、碳質(zhì)出現(xiàn)概率高、金屬礦物出現(xiàn)概率低、不含粘土礦物。第1和4次形成的礦石品位較高。礦石類型共計(jì)13大類,以第1次形成的黑-黑灰色中細(xì)粒塊狀礦石為主。四次成礦作用,物質(zhì)來源不盡相同。
四次成礦作用 13大礦石類型 黑-黑灰色中細(xì)粒塊狀螢石礦石 八面山螢石礦床 浙江常山
八面山螢石礦床位于浙江省常山縣,礦區(qū)中心位于縣城北北東約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、灰黑色,貌似灰?guī)r。這種特征的螢石礦床在國內(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)勘查院在前人工作基礎(chǔ)上于近年內(nèi)發(fā)現(xiàn)的,但深入研究較少。徐少康等(2008)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”的觀點(diǎn)【1】;夏學(xué)惠等(2009)對(duì)礦床成因及稀土元素特征進(jìn)行了論述【2~3】。本文在上述研究基礎(chǔ)上,進(jìn)一步對(duì)礦石類型進(jìn)行了深入研究。
礦床大地構(gòu)造位置處于中國東南沿海構(gòu)造帶,該帶經(jīng)歷了長期的形成演化過程。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體;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,使該帶成為中國最大的螢石成礦帶【4,5】。
礦區(qū)出露地層為:下震旦統(tǒng)(Z1),下寒武統(tǒng)荷塘組(∈1h),中寒武統(tǒng)楊柳崗組(∈2y),上寒武統(tǒng)華嚴(yán)寺組(∈3h)、西陽山組(∈3x),下奧陶統(tǒng)印渚埠組(O1y)、寧國組(O1n),中奧陶統(tǒng)胡樂組(O2h)上奧陶統(tǒng)文昌組(Ow),下志留統(tǒng)(S1),下侏羅統(tǒng)馬澗組(J1m),中侏羅統(tǒng)漁山尖組(J2y),地層分布見圖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)。
圖1 八面山螢石礦床地質(zhì)略圖Fig.1 Geological scheme of Bamianshan fluorite deposit
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(F含量較高,為0.28%~0.48%,平均0.38%),次為呈北東—南西向產(chǎn)出的脈狀花崗斑巖(圖1)。
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(圖1~4)。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,最大的礦體長約500m、均寬200m余,最厚14余m。礦體圍巖主要為中上寒武統(tǒng)西陽山組(∈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、楊柳崗組(∈3y)泥質(zhì)灰?guī)r及燕山期花崗巖。
圖2 浙江八面山螢石礦床產(chǎn)于接觸帶中的礦體P1剖面圖Fig.2 Orebody profiles of Bamianshan fluorite deposit in contract zone of Zhejiang province ( P1 section)
圖3 浙江八面山螢石礦床產(chǎn)于斷裂中的陡傾礦體剖面圖(P2剖面)Fig.3 steep orebody profiles of Bamianshan fluorite deposit in fracture ( P2 section)
圖4 浙江八面山螢石礦床產(chǎn)于層間破碎帶及接觸帶中的礦體剖面圖(P3剖面)Fig.4 orebody profiles of Bamianshan fluorite deposit in interstratified fracture zone and the contract zone of Zhejiang province
本礦床成礦期次有四次,第2次為蝕變作用,其它為熱液作用。第1次成礦作用,規(guī)模最大,形成的眾多礦體構(gòu)成了礦床的主體(如:③、④、⑤、⑥號(hào)礦體,圖3、4);第2次蝕變成礦作用,沒有形成規(guī)模較大的獨(dú)立礦體,僅在局部形成了富含螢石的蝕變巖脈,使螢石進(jìn)一步富集。第3次成礦作用規(guī)模較小,僅形成了規(guī)模不大的①號(hào)礦體(圖2)。第4次成礦作用,規(guī)模略小于、形成的礦體數(shù)目少于第2次的(如:②號(hào)礦體,圖2)。
據(jù)礦體與圍巖的關(guān)系,礦體主要分為三種類型:①產(chǎn)于花崗巖體與碳酸鹽地層接觸帶內(nèi)的礦體(圖2);②產(chǎn)于斷裂中的陡傾斜脈狀礦體(圖3);③產(chǎn)于碳酸鹽地層層間破碎帶中的似層狀礦體(圖4)。
第1次成礦作用形成的礦石,總體特征為:黑灰色,細(xì)晶粒狀結(jié)構(gòu)為主,局部見中細(xì)晶粒狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造為主,局部隱約可見紋層狀構(gòu)造。肉眼觀察,難辨礦物顆粒,貌似灰?guī)r、與圍巖地層難以區(qū)分。據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造、礦物組合特征,進(jìn)一步分為7種類型。
4.1 黑灰色石英質(zhì)細(xì)粒紋層狀礦石
產(chǎn)于接觸帶型礦體中,細(xì)晶粒狀結(jié)構(gòu),隱約可見由黑灰色紋層(層厚0.6~2.5mm)與灰色紋層(層厚0.6~1mm)互層形成的紋層狀構(gòu)造。螢石60%±,脈石礦物主要為石英(24%±){1}①{}中的數(shù)字為表1中點(diǎn)號(hào),后同、粘土礦物(7%±)及碳質(zhì)(黑色,粉塵狀,不均勻分布于螢石、石英晶間,6%±)、少量(均小于1%)符山石、黃鐵礦及磁鐵礦。各礦物粒度無明顯差別,一般0.08~0.45mm。多數(shù)礦物為共生關(guān)系,符山石和少量石英常被其它礦物交代呈篩狀、港灣狀。均由第1次成礦作用形成,符山石和少量石英形成略早。紋層狀構(gòu)造,實(shí)質(zhì)上是由碳質(zhì)的不均勻分布所致,黑灰色紋層碳質(zhì)量較高,灰色紋層碳質(zhì)量較低。
4.2 黑灰色細(xì)粒塊狀螢石礦石
產(chǎn)于接觸帶型礦體中,黑灰色,細(xì)晶粒狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。螢石大于90%,脈石礦物不超過10%。礦物有兩個(gè)期次。
第1期次礦物:總量大于90%,粒度一般0.12~0.65mm,主要為無色螢石{2}(80%~92%),次為石英(4%±)、磁鐵礦(<5%)及泥質(zhì)(深灰色,粉塵狀,分布于螢石晶間,不超過7%),少量(均小于1%)赤鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦。各礦物分布均勻,為共生關(guān)系。
第2期次礦物:總量不超過10%,呈寬0.02~ 0.3mm的細(xì)脈狀和大小0.02~0.1mm的不規(guī)則團(tuán)塊狀分布,一般對(duì)第1期次的螢石有不同程度的交代,粒度一般0.05~2mm,包括:石英,粘土礦物,白云母{3}、碳質(zhì)(黑色,不透明,粉塵狀,呈大小0.02~0.05mm的不規(guī)則團(tuán)塊狀、寬0.02mm的細(xì)脈狀分布),綠色螢石(≤5%)。
表1 八面山螢石礦床礦物化學(xué)成分?jǐn)?shù)據(jù)(%)Table 1 Date of mineral chemical composition of Bamian mountain fluorite deposit
4.3 黑灰色含石英(或石英質(zhì))細(xì)粒塊狀螢石礦石
產(chǎn)于層間型、高角度型及接觸帶型礦體中,細(xì)晶粒狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。螢石65%~79%;脈石礦物總量21%~35%。礦物有兩個(gè)期次。
第1期次礦物,總量大于85%,粒度一般0.01~1mm、少量達(dá)1.3mm。主要為無色螢石(65%~79%;),次為石英(10%~25%),少量(均小于7%)符山石、黃銅礦、黃鐵礦、方解石、鉀長石{4}、白云母{5}、碳質(zhì)(黑色,不透明,粉塵狀,呈0.05~0.3mm的不規(guī)則團(tuán)塊狀分布于螢石、石英晶間)及泥質(zhì)(褐灰色,粉塵狀,呈0.05~0.3mm的不規(guī)則團(tuán)塊狀分布于螢石、石英晶間)。其中,符山石和黃銅礦常被其它礦物交代成港灣狀、篩狀。
第2期次礦物,總量不超過15%,粒度一般0.003~0.35mm,呈寬0.01~5mm的不規(guī)則細(xì)脈狀、大小0.2~1.1mm的不規(guī)則團(tuán)塊狀分布。包括:石英,碳質(zhì),方解石,石墨,斜長石。
4.4 黑灰色含綠泥石(綠泥石質(zhì))細(xì)粒塊狀螢石礦石
產(chǎn)于層間型及接觸帶型礦體中,細(xì)晶粒狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。螢石30%~70%,脈石礦物總量70%~30%。礦物有兩個(gè)期次。
第1期次礦物:總量大于80%,粒度一般0.006~0.7mm、少數(shù)可達(dá)1.2mm。主要為無色螢石(30%~70%),次為綠泥石{6}(10%~41%)和斜長石(≤20%),少量(<7%)方解石{7}、碳質(zhì)(黑色,不透明,粉塵狀,呈大小0.02~0.06mm的不規(guī)則團(tuán)塊狀分布于螢石晶間、或被螢石包裹,不超過7%)、黃銅礦、黃鐵礦、輝石{8}。各礦物大致分布均勻,為共生關(guān)系。
第2期次礦物:總量不超過20%,粒度0.005~0.15mm,呈寬0.1~1mm的不規(guī)則細(xì)脈狀和大小0.04~0.2mm的團(tuán)塊狀分布,有的對(duì)螢石有交代現(xiàn)象。主要為綠泥石(≤15%),少量(<5%)石英、方解石、黃銅礦、黃鐵礦及斜長石。
4.4 黑灰色含綠泥石(綠泥石質(zhì))細(xì)粒塊狀螢石礦石
產(chǎn)于層間型及接觸帶型礦體中,細(xì)晶粒狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。螢石30%~70%,脈石礦物總量70%~30%。礦物有兩個(gè)期次。
第1期次礦物:總量大于80%,粒度一般0.006~0.7mm、少數(shù)可達(dá)1.2mm。主要為無色螢石(30%~70%),次為綠泥石{6}(10%~41%)和斜長石(≤20%),少量(<7%)方解石{7}、碳質(zhì)(黑色,不透明,粉塵狀,呈大小0.02~0.06mm的不規(guī)則團(tuán)塊狀分布于螢石晶間、或被螢石包裹,≤7%)、黃銅礦、黃鐵礦、輝石{8}。各礦物大致分布均勻,為共生關(guān)系。
第2期次礦物:總量不超過20%,粒度0.005~0.15mm,呈寬0.1~1mm的不規(guī)則細(xì)脈狀和大小0.04~0.2mm的團(tuán)塊狀分布,有的對(duì)螢石有交代現(xiàn)象。主要為綠泥石(≤15%),少量(<5%)石英、方解石、黃銅礦、黃鐵礦及斜長石。
4.5 黑灰色中細(xì)粒塊狀螢石礦石
產(chǎn)于層間型礦體中,中細(xì)晶粒狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。螢石75%~95%;脈石礦物總量15%~25%。礦物有兩個(gè)期次。
第1期次礦物,總量大于80%,粒度一般0.004~1.5mm,主要為無色螢石(70%~90%),次為石英(≤7%)和磁鐵礦(2%~8%);少量(均不超過3%)斜長石、綠簾石、黝簾石、黃鐵礦、赤鐵礦、透輝石、粘土礦物、碳質(zhì)(黑色,不透明,不規(guī)則條帶狀分布于螢石晶間,條帶長0.1~0.2mm、寬0.01~0.02mm,不超過3%)、泥質(zhì)(深灰色,粉塵狀,分布于螢石晶間,不超過4%)。各礦物大致分布均勻,為共生關(guān)系。
第2期次礦物,總量不超過20%,粒度一般0.03~1.1mm,呈寬0.03~10mm的細(xì)脈狀和大小0.1mm±的不規(guī)則團(tuán)塊狀分布,有的對(duì)第1世代螢石有輕度交代。包括:螢石,石英,粘土礦物,方解石,斜長石,金云母{9,10},綠泥石,均不超過7%。
4.6 黑灰色細(xì)中粒塊狀螢石礦石
產(chǎn)于高角度型及接觸帶型礦體中,細(xì)中晶粒狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。螢石大于80%,脈石礦物總量小于20%。礦物有兩個(gè)期次。
第1期次礦物:總量90%左右,粒度一般0.65~2mm,包括:無色螢石(83%~88%)、斜長石(不超過2%)。
第2期次礦物,總量10%左右,粒度一般0.01~0.22mm,呈寬3~10mm的細(xì)脈、或大小3~7mm的不規(guī)則團(tuán)塊分布,主要為石英(8%±),少量(均不超過3%)紫色螢石、方解石、碳質(zhì)(呈大小0.002~0.1mm的不規(guī)則團(tuán)塊狀、或長0.1~0.2mm、寬0.01~0.02mm左右的不規(guī)則條帶狀分布)。石英和方解石,常交代第1期次的螢石成篩狀。
4.7 深灰色含石英(或石英質(zhì))細(xì)中粒塊狀螢石礦石
產(chǎn)于層間型及接觸帶型礦體中,細(xì)晶粒狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。螢石70%~76%,脈石礦物,24%~30%。礦物有兩個(gè)期次。
第1期次礦物:螢石,無色為主,少量為紫色,粒度一般0.6~1.8mm,70%~76%。
第2期次礦物:總量24%~30%,呈寬0.1~2mm左右不規(guī)則細(xì)脈狀、或0.07mm的不規(guī)則團(tuán)塊狀產(chǎn)出,有的交代第1期次螢石呈港灣狀、篩狀,粒度一般0.01~1mm,主要為石英(15%~ 25%),少量(小于1%~5%)粘土礦物、方解石、碳質(zhì)(黑色,粉塵狀,呈大小不超過0.07mm的不規(guī)則團(tuán)塊狀分布于石英晶間)、紫色螢石。
據(jù)鏡下微觀研究,并結(jié)合野外宏觀觀察,認(rèn)為:各類礦石中的泥質(zhì)直接源于圍巖地層,后六類礦石中的第1期次礦物主要由第1次成礦作用形成,第2期次礦物主要由第4次成礦作用的疊加形成。
5.1 綠灰色中細(xì)粒塊狀螢石礦石
中細(xì)晶粒狀變晶結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。螢石45%±,脈石礦物總量55%±。礦物有兩個(gè)期次。
第1期次礦物:總量75%左右,包括:無色螢石,粒度一般0.05~0.6mm,30%±;符山石{11},粒度一般0.6~1.7mm、0.8mm×1.7mm~0.9mm×2.9mm,45%±。二者為共生關(guān)系,常被第2期次礦物交代成篩狀、港灣狀。
第2期次礦物:總量25%左右,粒度一般0.03~1mm,呈不規(guī)則細(xì)脈狀、團(tuán)塊狀分布,主要為方解石(15%±)和石英(7%±),少量綠泥石、綠簾石和金紅石(均小于1%)。
5.2 灰白色夾雜灰綠色細(xì)粒塊狀螢石礦石
細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。螢石30%±,脈石礦物總量70%±。礦物有兩個(gè)期次。
第1期次礦物:總量大于85%,粒度一般0.1~2mm,包括:無色螢石(30%±)、斜長石(40%±)、方解石(10%±)、石英(7%±)及角閃石(<1%)。角閃石被石英和方解石交代成殘晶。
第2期次礦物,呈細(xì)脈狀分布,粒度一般小于0.3mm,包括:粘土礦物(7%±)、方解石(5%±)及綠泥石(<1%)。
據(jù)礦物成分及產(chǎn)狀等特征綜合析認(rèn)為,兩種類型礦石中兩個(gè)期次礦物由第2次成礦作用的不同階段形成。
僅有一種類型:黑灰色-黑色含鐵(或鐵質(zhì))細(xì)粒紋層狀螢石礦石。賦存于接觸帶型的①號(hào)礦體中(圖2)。礦石總體上呈黑灰色、黑色,細(xì)晶片狀粒狀結(jié)構(gòu),紋層狀構(gòu)造。有兩種顏色的紋層,黑灰色、黑色紋層單層厚0.02~0.80mm,淺灰色紋層單層厚0.02~0.70mm,二者呈互層狀,以前者為主。礦石礦物為螢石、磁鐵礦及錫石,總量大于60%;脈石礦物總量不超過40%。礦物有兩個(gè)期次。
第1期次礦物,總量>90%,粒度未明顯差別、一般0.01~0.35mm。包括:無色螢石{12}(30%~60%),磁鐵礦{13~15}(24%~44%),錫石{16}(≤5%),黑云母{17}(≤55%),綠泥石{18}(10%~20%),輝石{19}(≤15%),角閃石{20,21}(≤12%),白云母(≤10%),符山石{22,23}(≤5%),黃銅礦(<1%),赤鐵礦(<1%)。
第2期次礦物,總量小于10%,呈寬0.1~0.3mm的細(xì)脈狀分布,粒度未明顯差別、一般0.001~0.35mm。包括:方解石、角閃石、綠簾石及金紅石,均不超過3%。
據(jù)礦物成分及產(chǎn)狀等特征綜合分析認(rèn)為,兩個(gè)期次礦物由第3次成礦作用的不同階段形成。
紋層狀構(gòu)造主要由第1期次礦物的不均勻分布造成。黑灰色、黑色層主要由磁鐵礦和深色礦物組成,淺灰色紋層主要由螢石等淺色礦物組成。
總體上以顏色鮮艷多彩(翠綠,紫紅,粉紅,白色)、粒度粗(一般為粗晶、部分為巨晶)為主要特征,分布于層間型、接觸帶型及高角度型礦體中。據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造及主要礦物組合特征,分為“薄層狀、塊狀及角礫狀”三大類型,每一大類又進(jìn)一步分為若干個(gè)亞類。
7.1 淺色薄層狀螢石礦石
本類礦石,分布于產(chǎn)狀較緩的層間型礦體中,據(jù)主要礦物組合特征,進(jìn)一步分為2個(gè)亞類。
7.1.1 雜色含白云母石英薄層狀螢石礦石 顏色以紫灰色為主、夾雜深灰色,細(xì)晶粒狀結(jié)構(gòu),薄層狀構(gòu)造。紫灰色層厚1~5cm,深灰色層厚3~10mm,二者規(guī)整、平行、呈互層狀,以前者為主(比例約5∶1)。鏡下觀察,兩種層總體上看界線清楚,具體看為漸變關(guān)系。螢石總量55%±,脈石礦物總量45%±。
紫灰色層:主要為紫色螢石(53%±),次為石英(16%±),少量(均不超過2%)白云母、磁鐵礦及碳質(zhì)(黑色,不透明,粉塵狀,分布于上述礦物晶間或被包裹)。礦物粒度一般0.01~1mm。
深灰色層:石英,粒度一般0.04~0.07mm,含量9%;碳質(zhì),黑色,不透明,粉塵狀,分布于石英晶間或被包裹,含量7%。
上述礦物為共生關(guān)系。此外,還可見呈寬0.1~0.3mm的細(xì)脈狀分布、粒度小于1mm的無色螢石(1%~3%)和方解石(2%)。
7.1.2灰白色薄層狀螢石礦石 以灰白色為主,夾雜灰色、深灰色,中粗晶粒狀結(jié)構(gòu),薄層狀構(gòu)造。層有3種,以灰白色層為主,夾深灰色層和灰色層。灰白色層,厚0.5~12mm,由粒度1.8~7mm±的無色螢石組成。深灰色層,厚1.5~6mm,無色螢石,粒度0.5~3mm±;泥質(zhì),黑色-深灰色,粉末狀,分布均勻,主要分布于螢石晶間,少量被其包括?;疑珜?,厚0.6~3mm,由粒度不超過0.005mm的無色螢石組成。
總體含量:螢石95%±,泥質(zhì)5%±。
7.2 淺色塊狀螢石礦石
分布于層間型、接觸帶型和高角度型礦體中,進(jìn)一步分為細(xì)粒塊狀、細(xì)中粒塊狀、粗中粒塊狀、巨晶塊狀4個(gè)亞類。
7.2.1 淺色細(xì)粒塊狀螢石礦石 本亞類礦石,進(jìn)一步分為4小種。①紫灰色含斜長石細(xì)粒塊狀螢石礦石 細(xì)晶粒狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。螢石68%±,脈石礦物32%±。礦物有兩個(gè)期次。第1期次礦物,僅為無色螢石,粒度一般0.4~1mm,量68%±。第2期次礦物,總量32%±,粒度一般0.02~0.8mm,呈寬0.6mm左右的細(xì)脈、或大小0.2~1mm的不規(guī)則團(tuán)塊分布。包括:斜長石(15%±)、石英(10%±)、水云母(4%±)、金紅石(<1%)、黃鐵礦(<1%)、碳質(zhì)(黑色,不透明,粉塵狀,主要被石英和斜長石包裹,少量分布于二者晶間,2%±)。斜長石和石英常對(duì)螢石有不同程度的交代。②紫色含石英細(xì)粒塊狀螢石礦石 紫色為主,夾雜灰白色及淺灰綠色,細(xì)晶粒狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。礦物成分主要為紫色螢石(74%±),次為石英(15%±),少量(<5%)斜長石、方解石、綠泥石、黃鐵礦及碳質(zhì)(黑色,不透明,粉塵狀,主要被石英包裹)。所有礦物共生,粒度一般0.05~1mm,個(gè)別達(dá)0.5~1.80mm。③紫灰色石英質(zhì)細(xì)粒塊狀螢石礦石 細(xì)晶粒狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。螢石49%~61%,脈石礦物39%~51%。礦物有兩個(gè)期次。第1期次礦物,總量49%~83%,粒度一般0.02~0.70mm。包括:紫灰色螢石(49%~61%),石英(≤15%),粘土礦物(≤4%),碳質(zhì)(黑色,不透明,粉塵狀,主要被螢石和早期石英包裹,不超過2%),白云母(≤1%)。第2期次礦物,總量17%~51%左右,包括:石英,它形粒狀,粒度0.02~0.15mm±,呈寬0.1~3.2mm的細(xì)脈狀及不規(guī)則團(tuán)塊狀產(chǎn)出,15%~40%;碳質(zhì),黑灰色,不透明,粉塵狀,主要被后期石英包裹,2%~10%。④雜色含方解石石英質(zhì)細(xì)粒塊狀螢石礦石 顏色為紫色、深灰色、淺灰色、灰白色,細(xì)晶粒狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。螢石48%±,脈石礦物52%±。礦物有兩個(gè)期次。第1期次礦物,總量58%左右,粒度一般0.03~0.7mm,包括:紫色螢石(48%±),石英(10%±)。第2期次礦物,總量32%左右,呈細(xì)脈狀分布,粒度一般0.02~2mm,有的對(duì)螢石有交代現(xiàn)象,包括:石英(20%±),方解石(15%±),碳質(zhì)(黑色,不透明,粉塵狀,分布于石英晶間或被其包裹,7%)。
7.2.2 淺色細(xì)中粒塊狀螢石礦石 本亞類,進(jìn)一步分為2小種。①淺灰色細(xì)中粒塊狀螢石礦石細(xì)中晶粒狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。螢石79%±,脈石礦物21%±。礦物有兩個(gè)期次。第1期次礦物:總量89%左右,粒度一般0.01~2.5mm,包括:無色螢石(79%±),石英(10%±)。第2期次礦物:總量11%左右,呈寬0.5mm左右的細(xì)脈狀產(chǎn)出。包括:石英(粒度一般0.08~0.26mm,含量3%)、粘土礦物((5%±)及碳質(zhì)(黑色,不透明,粉塵狀,含量3%±)。②淺灰綠色含方解石細(xì)中粒塊狀螢石礦石 細(xì)中晶粒狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。螢石77%±,脈石礦物23%±。礦物有兩個(gè)期次。第1期次礦物,總量77%±,僅為無色螢石,粒度一般0.8~2.7mm。第2期次礦物:總量23%±,粒度一般0.01~1.5mm左右,呈寬0.02~5.2mm的細(xì)脈狀產(chǎn)出。包括:方解石(15%±),石英(3%±),綠泥石(3%±)及碳質(zhì)(黑色,不透明,粉塵狀或小的團(tuán)塊狀產(chǎn)出,分布于石英等晶間或被綠泥石等包裹,2%±)。
7.2.3 淺色粗中粒塊狀螢石礦石 本亞類礦石,進(jìn)一步分為2小種。①紫灰色含長石粗中粒塊狀螢石礦石 粗中晶粒狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。螢石80%±,脈石礦物20%±。礦物有2個(gè)期次。第1期次礦物,為紫灰色螢石,半自形粒狀,粒度一般0.68~2.13mm。第2期次礦物,呈寬0.13~0.50mm的不規(guī)則細(xì)脈狀分布于螢石晶間,粒度一般0.04~0.32mm,對(duì)螢石輕度交代,主要為斜長石(10%),少量方解石(<1%)和粘土礦物(被斜長石包裹,2%)。②灰白色石英型粗中粒塊狀螢石礦石 顏色以灰白色為主、夾雜灰綠色和深灰色,粗中晶粒狀結(jié)構(gòu),塊狀狀構(gòu)造。螢石35%±,脈石礦物65%±。礦物有兩個(gè)期次。第1期次礦物:總量91%±,粒度一般0.02~3.75mm。包括:灰綠色、無色螢石,(35%±),石英(50%±),泥質(zhì)(黃褐色,粉塵狀,呈大小0.02~0.2mm的不規(guī)則團(tuán)塊狀產(chǎn)于石英、螢石晶間,或者被二者包裹,6%±)。第2期次礦物:石英,粒度0.6~3.5mm,呈細(xì)脈狀分布,局部交代螢石呈港灣狀,9%±。
7.2.4 淺色巨晶塊狀螢石礦石 顏色為翠綠色、淡紫色、紫色、灰白色等,巨晶粒狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。螢石,半自形、自形粒狀,粒度一般1~3cm、有的更大,含量≥95%;方解石,粒度一般小于5mm,與螢石共生,含量<5%。
7.3 角礫狀礦石
本類礦石主要產(chǎn)于高角度型礦體中,層間型礦體中偶見。據(jù)角礫物質(zhì)成分特征,分為泥質(zhì)角礫型、螢石質(zhì)角礫型、泥質(zhì)-螢石質(zhì)角礫型及鈣質(zhì)角礫型4個(gè)亞類。
7.3.1 泥質(zhì)角礫型礦石 產(chǎn)于層間型礦體中,以紫色為主、夾雜黑灰色,角礫狀構(gòu)造。螢石67%±,脈石礦物34%±。角礫,黑灰色,棱角狀,大小一般5~15mm,成分主要為泥質(zhì),10%±。膠結(jié)物,由兩個(gè)期次礦物組成。第1期次紫色螢石,粒度一般0.15~3mm,67%±。第2期次礦物粒度一般0.02~0.05mm,呈細(xì)脈狀分布,常交代螢石成港灣狀、篩狀。包括:斜長石(15%±),方解石(5%±),粘土礦物(黃褐色,針狀、毛發(fā)狀,常呈梳狀沿螢石晶體邊緣生長,3%±)。
7.3.2 螢石質(zhì)角礫型礦石 產(chǎn)于高角度型礦體中,深灰色+灰白色、紫色,角礫與膠結(jié)物量比約為3∶2,空隙式膠結(jié)。螢石55%~71%,脈石礦物29%~45%。角礫為深灰色或紫色,棱角狀、次棱角狀、大小一般1.5~30mm,組成礦物主要為粗中粒螢石(55%~71%),少量泥質(zhì)(≤5%)。膠結(jié)物,灰白色、紫色,呈不規(guī)則網(wǎng)脈狀分布于角礫之間。組成礦物主要為石英(≤40%)和斜長石(≤15%),少量粘土礦物(≤5%)、碳質(zhì)(3%~8%)、泥質(zhì)(≤5%)。
7.3.3 泥質(zhì)-螢石質(zhì)角礫型礦石 產(chǎn)于高角度型礦體中,以深灰色為主,夾雜淺灰色和紫色,角礫狀構(gòu)造。角礫有螢石質(zhì)角礫和泥質(zhì)角礫兩種。螢石質(zhì)角礫為淡紫色(10mm),約占25%±。泥質(zhì)角礫為深灰色,約占45%±,棱角狀,大小一般1.5~12mm,主要由石英和粘土礦物組成。膠結(jié)物為灰白色,約占30%±,組成礦物主要為石英(>29%±),少量(<1%)綠泥石和金紅石(<1%)。
7.3.4 鈣質(zhì)角礫型礦石 產(chǎn)于高角度型礦體中,呈雜色(深灰色,黑灰色,灰白色),角礫狀構(gòu)造,角礫與膠結(jié)物量比例約為2∶3。螢石42%±,脈石礦物58%±。角礫,深灰色、黑灰色,棱角狀,大小一般5~15mm,主要由方解石組成,量40%±。膠結(jié)物, 灰白色、夾雜深灰色,礦物有兩個(gè)期次。第1期次礦物包括無色螢石(42%±),石英(12%±)。第2期次礦物為石英(6%)。
據(jù)礦物成分及產(chǎn)狀等特征綜合析認(rèn)為,角礫型礦石中的泥質(zhì)角礫、鈣質(zhì)角礫及其它有關(guān)類型中的泥質(zhì)主要直接源于圍巖地層,其它不同期次的礦物主要由第4次成礦作用的不同階段形成。
各期次形成的礦石所占比例大致為:第1期次約55%,第2期次約5%,第3期次約8%,第4期次約32%。
8.1 特征對(duì)比
第1次成礦作用形成的礦石,顏色深、為黑色或黑灰色,細(xì)晶粒狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造為主,局部可見不太明顯的紋層狀構(gòu)造,肉眼難辨礦物顆粒,貌似灰?guī)r。主要礦物組合為“螢石+石英+綠泥石+斜長石”,特征微量礦物組合及出現(xiàn)概率為“碳質(zhì)(100%)+粘土礦物(71%)+黃鐵礦(57%)+磁鐵礦(57%)+黃銅礦(29%)+泥質(zhì)(14%)+赤鐵礦(14%)”。
第2次成礦作用形成的礦石,顏色淺、為綠灰色或灰白色夾雜灰綠色,細(xì)晶粒狀變晶結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。主要礦物組合為“螢石+符山石+斜長石+方解石”,特征微量礦物為局部含金紅石。
第3次成礦作用形成的礦石,顏色深、為黑色或黑灰色,細(xì)晶粒狀結(jié)構(gòu),紋層狀構(gòu)造。主要礦物組合為“螢石+磁鐵礦+綠泥石+輝石+角閃石+[黑云母]”,特征微量礦物組合為“錫石+黃銅礦+赤鐵礦+金紅石”。
第4次成礦作用形成的礦石,顏色鮮艷多彩,粗巨晶結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造為主,局部可見薄層狀構(gòu)造。主要礦物組合為“螢石+[石英]+[白云母]+[方解石]”,特征微量礦物組合及出現(xiàn)概率為“碳質(zhì)(50%)+粘土礦物(40%)+金紅石(20%)+磁鐵礦(10%)+泥質(zhì)(10%)+黃鐵礦(10%)”。
8.2 物源分析
據(jù)礦區(qū)地質(zhì)條件分析,鈣質(zhì)、碳質(zhì)、泥質(zhì)、粘土礦物及硫主要源于礦區(qū)上寒武統(tǒng)華嚴(yán)寺組和西陽山組泥質(zhì)碳酸鹽地層,F(xiàn)主要源于礦區(qū)燕山期花崗巖,鐵、鈦、錫主要與高鐵地質(zhì)體有關(guān)。據(jù)此,同時(shí)考慮礦石化學(xué)成分特征(限于篇幅,有關(guān)內(nèi)容略),可知:
第1次成礦作用形成的礦石,碳質(zhì)普遍出現(xiàn),粘土礦物和硫化物出現(xiàn)概率較高,分析F主要源于燕山期花崗巖、其它物質(zhì)成分主要源于礦區(qū)上寒武統(tǒng)華嚴(yán)寺組和西陽山組泥質(zhì)碳酸鹽地層。
第2次成礦作用形成的礦石,主要礦物組合及特征的微量礦物組合均較簡單,F(xiàn)e2O3含量大于FeO含量(限于篇幅,有關(guān)數(shù)據(jù)略),分析其物質(zhì)成分主要源于礦區(qū)燕山期花崗巖、上寒武統(tǒng)華嚴(yán)寺組和西陽山組碳酸鹽地層及淺部的高鐵地質(zhì)體。
第3次成礦作用形成的礦石,鐵質(zhì)含量高,含微量的錫石,局部見金紅石,F(xiàn)e2O3含量大于FeO含量(限于篇幅,有關(guān)數(shù)據(jù)略),分析F主要源于燕山期花崗巖、Ca主要源于礦區(qū)上寒武統(tǒng)華嚴(yán)寺組和西陽山組碳酸鹽地層,其它物質(zhì)成分主要源于深部的高鐵地質(zhì)體。
第4次成礦作用形成的礦石,鐵質(zhì)含量低,含金紅石,碳質(zhì)、粘土礦物及硫化物出現(xiàn)的概率明顯低于第2次成礦作用形成的礦石,因此,分析F主要源于燕山期花崗巖,其它物質(zhì)成分一部分源于礦區(qū)上寒武統(tǒng)華嚴(yán)寺組和西陽山組泥質(zhì)碳酸鹽地層、另一部分源于深部的含鈦地質(zhì)體。
8.3 成礦過程簡述
燕山運(yùn)動(dòng)早期,本區(qū)酸性巖漿侵入、形成了富含氟的花崗巖體。巖漿期后,本區(qū)又發(fā)生了四次來源不同、化學(xué)成分各異的熱液(氣液)活動(dòng);熱液(氣液)在沿花崗巖體、碳酸鹽層中的構(gòu)造裂隙運(yùn)移過程中溶解圍巖物質(zhì),成為富氟高鈣的礦液;隨著溫度的降低,氟和鈣結(jié)合、以螢石析出,從而在不同的構(gòu)造裂隙中形成了包含多種類型礦石的螢石礦體。
照 片 說 明
1. 黑灰色細(xì)粒塊狀螢石礦石(巖心標(biāo)本) 肉眼難辨礦物顆粒,貌似灰?guī)r(平的部分為采樣切割面),產(chǎn)于高角度型礦體中,由第1次熱液充填成礦作用形成。
2. 藍(lán)灰色夾雜褐灰色塊狀螢石礦石(巖心標(biāo)本) 呈不規(guī)則脈狀產(chǎn)于構(gòu)造裂隙中,由第2次蝕變成礦作用形成。
3. 雜色(黑灰色+黑色+淺灰色)紋層狀礦石(巖心標(biāo)本) 紋層狀構(gòu)造明顯,有黑、灰及淺灰三種顏色的紋層,也可見灰色團(tuán)塊;黑色紋層單層厚0.02~0.80mm,主要由磁鐵礦組成;灰色紋層厚0.02~0.80mm,灰色團(tuán)塊大小一般2.5~9mm,主要由螢石、輝石、角閃石等透明礦物組成;淺灰色紋層單層厚0.02~0.70mm,主要由由螢石組成。三種顏色的紋層呈互層狀產(chǎn)出,圍繞灰色團(tuán)塊分布,說明一個(gè)微沉積周期內(nèi)主要礦物的析出順序?yàn)椋何炇?輝石+角閃石+黑云母→螢石→磁鐵礦。產(chǎn)于產(chǎn)狀平緩的接觸帶型礦體中(圖2中①號(hào)礦體),由第3次熱水沉積成礦作用形成。
4. 淡綠色巨晶塊狀螢石礦石(坑道標(biāo)本) 照片中的整塊礦石為一個(gè)螢石單晶,產(chǎn)于層間破碎帶型礦體中,由第4次熱液充填成礦作用形成。
5. 褐灰色粗晶塊狀螢石礦石(地表露頭標(biāo)本) 產(chǎn)于較陡的接觸帶型礦體中(圖2中②號(hào)礦體),由第4次熱液充填成礦作用形成。
6. 雜色(灰白色+藍(lán)灰色)薄層狀粗晶螢石礦石(地表露頭標(biāo)本,實(shí)際長度10cm左右) 層狀構(gòu)造明顯,灰白色螢石層與藍(lán)灰色泥質(zhì)螢石層呈互層狀,顯示沉積作用特征;螢石層為化學(xué)沉積作用形成,泥質(zhì)層為機(jī)械沉積作用形成(礦區(qū)地層為含泥質(zhì)碳酸鹽巖,成礦介質(zhì)溶蝕圍巖地層,因此,礦液中含有泥質(zhì))。產(chǎn)于層間破碎帶型礦體中,由第4次熱水沉積成礦作用形成。
7. 淺灰色粗晶薄層狀螢石礦石(地表露頭標(biāo)本,標(biāo)本實(shí)際長度10cm左右) 層狀構(gòu)造明顯,紋層主要由淺灰色螢石層與灰色含泥螢石層互層組成,局部夾灰色泥質(zhì)層,顯示沉積作用特征,螢石層為化學(xué)沉積作用形成,泥質(zhì)層為機(jī)械沉積作用形成。產(chǎn)于層間破碎帶型礦體中,由第4次熱水沉積成礦作用形成。
8. 深灰色含綠泥石細(xì)粒塊狀螢石礦石 以螢石為主(Fr),少量綠泥石(由于視域原因,照片中螢石略少)。螢石(Fr),淺灰色,半自形-它形粒狀;綠泥石(Chl),黃褐色,呈不規(guī)則條帶狀、團(tuán)塊狀分布,對(duì)螢石輕度交代;二者基本同期形成,螢石略早。產(chǎn)于層間破碎帶型礦體中,由第1次熱液充填成礦作用形成。顯微照,單偏光。
9. 深灰色石英質(zhì)細(xì)粒紋層狀螢石礦石 螢石(Fr),淺灰色,半自形-它形粒狀;石英,淺灰色,半自形-它形粒狀;泥質(zhì),深灰色、褐色粉塵狀,分布不均,相對(duì)富集形成暗色層,亮、暗層之間為逐漸過度關(guān)系。明顯的紋層狀構(gòu)造顯示熱水沉積特征。產(chǎn)于層間破碎帶型礦體中,由第1次熱水沉積成礦作用形成。顯微照,單偏光。
10. 黑灰色紋層狀螢石礦石 黑色主要為磁鐵礦(Mt),灰白色主要為螢石(Fr),黃綠色主要為角閃石、黑云母,各礦物之間為鑲嵌接觸關(guān)系。磁鐵礦和其它透明礦物分別相對(duì)富集呈紋層狀產(chǎn)出,顯示化學(xué)沉積的特征,淺色層相對(duì)較厚。產(chǎn)于產(chǎn)狀平緩的接觸帶型礦體中(圖2中①號(hào)礦體),由第3次熱水沉積成礦作用形成。顯微照,單偏光。
11. 紫灰色夾雜深灰色薄層狀螢石礦石,薄層狀構(gòu)造明顯(巖芯標(biāo)本) 有兩種顏色的層,紫灰色層厚1~5cm,深灰色層厚0.3~1cm,二者規(guī)整、平行、呈互層狀。鏡下觀察,兩種層總體上看界線清楚,具體看為漸變關(guān)系。紫灰色層共生的礦物成分主要為紫色螢石,次為無色石英和白云母,磁鐵礦和碳質(zhì)少量。深灰色層共生的礦物成分主要為無色石英,次為黑色粉塵狀碳質(zhì)。此外,礦石中還可見呈細(xì)脈狀分布的細(xì)粒方解石和無色螢石。產(chǎn)于層間破碎帶型礦體中,由第4次熱水沉積成礦作用形成。
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ORE TYPES OF THE NEW FLUORITE DEPOSIT OF BAMIANSHAN AT ZHEJIANG PROVINCE
Xu Shaokang1Xia Xuehui1Yan Fei1Yan Shengxian2Zheng Xingquan2
1.Geological Institute of China Chemical Geology and Mine Bureau ,Zhuozhou,Hebei,072754,China;
2.Zhejiangi Geological Institute of China Chemical Geology and Mine Bureau,Hangzhou,Zhejiangi,310002,China
Bamianshan fluorite deposits of Zhejiang province were formed by four metallogenic periods, the second period is alteration and the other three ones belong to hydrothermal activity. There are seven types of dark (black gray and dark gray) ores with carbon pelitic formed in the first period, most are metallic and clay minerals. Two types of light ores were formed in the second period, most are green-gray and hoariness, with high content of idocrase and plagioclase but no metallic minerals and anthrinoid pelitic. There are only ore type of ore formed in the third period that is black gray and black ferruginous lamellated ore, but three types and ten sub-types of ores formed in the fourth period, with vivid colors and more carbon minerals but less metallic minerals and no cray minerals.
four mineralization, thirteen ore types, black-balck gray medium fine massive fluorite, Bamianshan fluorite deposit, Changshan of Zhejiang province
P619.215
A
1006–5296(2011)02–0143–12
* 第一作者簡介:徐少康(1955~),男,礦床地質(zhì)專業(yè),高級(jí)工程師
2011-01-19;改回日期:2011-05-09