和平縣金山堂螢石礦床地質(zhì)特征及成因探討

段昌盛，陳 蒙

（廣東省有色金屬地質(zhì)勘查局九三八隊(duì)，廣東 惠州 516023）

和平縣金山堂螢石礦床地質(zhì)特征及成因探討

段昌盛，陳 蒙

（廣東省有色金屬地質(zhì)勘查局九三八隊(duì)，廣東 惠州 516023）

和平縣金山堂螢石礦位于湘東—贛南—粵東螢石礦礦集區(qū)的中部，通過對礦區(qū)開展地質(zhì)勘查工作，在深部控制了螢石礦體的規(guī)模、產(chǎn)狀、形態(tài)和空間位置。螢石礦體呈脈狀產(chǎn)于F1斷裂構(gòu)造破碎帶中，礦體形態(tài)、產(chǎn)狀受斷裂構(gòu)造所控制，產(chǎn)狀與其基本一致。礦脈為復(fù)脈型，局部有分支復(fù)合現(xiàn)象。礦石類型主要為石英—螢石型、螢石型、螢石—石英型，多呈致密塊狀構(gòu)造、角礫狀、網(wǎng)脈狀構(gòu)造及少量梳狀構(gòu)造。根據(jù)礦體產(chǎn)出特點(diǎn)，結(jié)合區(qū)域類似礦床的成礦地質(zhì)特征，認(rèn)為礦床成因類型為熱液充填型脈狀螢石礦床。

螢石；地質(zhì)特征；礦床成因；熱液充填；廣東和平

廣東省和平縣金山堂螢石礦地處粵贛兩省交界處，行政區(qū)位于廣東省和平縣浰源鎮(zhèn)。礦區(qū)位于湘東—贛南—粵東螢石礦礦集區(qū)的中部，為一小型熱液充填型脈狀螢石礦床。

1 礦區(qū)地質(zhì)概況

礦區(qū)位于武夷—諸廣山隆起區(qū)與粵北古生代拗陷帶的過渡部位，位于九連山復(fù)背斜的北西翼，大東山—貴東東西向構(gòu)造巖漿巖帶東段。北東向?yàn)橹鞯幕讟?gòu)造層控制了區(qū)域的巖漿活動及有關(guān)的成礦作用，主要表現(xiàn)為形態(tài)較完整的緊密線型褶皺。區(qū)域巖漿活動強(qiáng)烈，廣泛分布印支和燕山兩期花崗巖。印支期花崗巖多呈巖基、巖株?duì)?，?guī)模大，燕山期花崗巖多呈巖株或巖枝狀分布，與成礦關(guān)系密切。礦區(qū)范圍內(nèi)大面積出露浰源(又稱利源、俐源)復(fù)式巖體，主體形成于印支期，補(bǔ)體形成于燕山期。浰源巖體區(qū)域成礦條件良好，巖體外圍由近及遠(yuǎn)有雞啼石鎢礦床、鋸板坑鎢錫多金屬礦床、歸美山鎢礦、李田巖磷礦化點(diǎn)。距離本礦區(qū)西部直距約2km處有半坑螢石礦床，屬于江西省龍南縣管轄，與本礦區(qū)同屬一礦田。

1.1 地層巖性

區(qū)域上出露的地層主要有寒武、奧陶、泥盆、石炭、三疊、侏羅及第三系等。其中寒武系分布于浰源巖體南東側(cè)，為一套深海相細(xì)碎屑巖、泥巖的復(fù)理石建造；奧陶系分布于浰源巖體外圍南部，為一套淺海相細(xì)碎屑巖、泥巖的類復(fù)理石建造；泥盆系出露于浰源巖體的南及南東側(cè)一帶，與寒武系地層呈不整合接觸，主要為河流三角洲相陸源碎屑巖建造、濱岸—潮坪相碎屑巖—碳酸鹽巖建造；石炭系分布于浰源巖體南側(cè)，與巖體直接接觸，為一套淺海相碳酸鹽巖建造；三疊系在測區(qū)南部白葉障一帶出露，為淺海相、海陸交互相碎屑巖、泥巖建造；侏羅系分布于浰源巖體外圍的北東側(cè)，為一套內(nèi)陸湖泊相中—酸性火山巖及火山碎屑巖建造。第三系發(fā)育于浰源巖體外圍的北西角，為一套河流或湖泊相含膏鹽碎屑巖建造。礦區(qū)范圍內(nèi)僅出露第四系的沖洪積與殘坡積地層。

1.2 構(gòu)造特征

礦區(qū)內(nèi)共發(fā)育有北東向F1、近南北向F2兩組斷裂構(gòu)造破碎帶，其中北東向斷裂構(gòu)造F1是礦區(qū)的主要含礦構(gòu)造。破碎帶寬2～6m，沿走向延伸＞500m，產(chǎn)狀走向20～45°，傾向SE，傾角65～75°(圖1)。斷裂破碎帶主要由中細(xì)粒鉀長花崗巖、螢石、石英、斜長石、綠泥石等組成構(gòu)造角礫巖，常見壓裂、壓扁、壓碎等現(xiàn)象。沿破碎帶見斷面光滑平整，略顯舒緩波狀，可見擦痕、階步等，顯示出壓扭性力學(xué)性質(zhì)特征。

1.3 巖漿巖

礦區(qū)大面積出露的為浰源復(fù)式花崗巖體的補(bǔ)體，呈巖枝、巖株?duì)睢r性為粗中粒鉀長花崗巖，主要由鉀長石、斜長石、石英、黑云母等組成，含少量螢石等副礦物，呈淺肉紅色，以粗粒及中?；◢徑Y(jié)構(gòu)為主。巖石中的長石組分以鉀長石和斜長石為主，含量為40%～42%。鉀長石多為微斜微紋長石，肉紅色、板狀外形，格子狀雙晶，條紋構(gòu)造發(fā)育，局部見鉀長石斑晶構(gòu)成似斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶粒徑可達(dá)2～5cm，鉀長石斑晶邊部有時見到呈環(huán)狀分布的石英晶粒。斜長石多為奧鈉長石，柱狀晶形，環(huán)帶構(gòu)造明顯。石英在巖石中含量較高，一般可達(dá)30%～50%，自形程度較差，常含熔融包裹體。黑云母為黑色片狀，含量一般為1%～3%，自形程度較好，多色性明顯。

莫柱孫等[2]將浰源巖體劃分為侏羅紀(jì)花崗巖侵入的第二階段，即燕山早期第三期，年齡范圍在160±5～135±5Ma。

陳希清等[4]采用高精度鋯石SHRIMP U-Pb定年技術(shù)對浰源主體花崗巖進(jìn)行年代學(xué)研究，獲得斑狀黑云母二長花崗巖的鋯石SHRIMP U-Pb年齡為(227.2±4.4)Ma(95%可信度)，MSWD為3.4，推斷主體花崗巖的形成年齡為印支期。對于補(bǔ)體花崗巖，通過類比稀土配分曲線相似的雞啼石含礦石英脈的石英流體包裹體Rb-Sr等時線年齡[5]，推測補(bǔ)體花崗巖形成于燕山早期。

侏羅紀(jì)兩次主要的黑云母花崗巖的巖石化學(xué)特征[2]為：SiO2高(73%±)、堿總量高(K2O+Na2O=8.15%)，且K2O>Na2O、Na2O/(K2O+ Na2O)=0.39+，相對貧鋁富堿，而CaO、MgO、MnO、Fe2O3、FeO、TiO2等含量較低。浰源復(fù)式花崗巖主體與補(bǔ)體都具有富硅(SiO2>73%)、富堿(K2O+Na2O>7.5%)，且K2O>Na2O、貧鎂鈣的特征[4],詳見表1。鋁飽和指數(shù)A/NKC值分別為1.08和1.01，屬于弱過鋁質(zhì)高鉀鈣堿性系列巖石。

表1 浰源花崗巖主體和補(bǔ)體主量元素含量(%)及參數(shù)[4]

根據(jù)浰源巖體主量元素含量，判斷浰源巖體為“S”型花崗巖，由大陸地殼硅鋁質(zhì)沉積變質(zhì)巖經(jīng)部分熔融作用形成的，副礦物中富含螢石、黃玉等含揮發(fā)成分物質(zhì)[6-7]。

區(qū)測資料表明，區(qū)域及礦區(qū)的燕山三期鉀長花崗巖中副礦物螢石含量較高，其平均含量達(dá)到77.9g/t。巖石中豐富的螢石礦源為形成礦區(qū)的熱液型脈狀螢石礦床提供了豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦體形態(tài)、產(chǎn)狀和規(guī)模

螢石礦體主要產(chǎn)于F1斷裂構(gòu)造破碎帶中，受斷裂構(gòu)造破碎帶控制并沿其充填，屬熱液充填型脈狀螢石礦。礦體呈脈狀，與構(gòu)造破碎帶產(chǎn)狀基本一致，礦脈的大小與破碎帶的寬度及破碎程度有關(guān)，在破碎帶破碎強(qiáng)烈，寬度膨大部位，礦脈也相應(yīng)膨大。往南西方向因破碎程度差，蝕變作用弱，礦化亦差。

V1礦體沿走向長大于300m，厚度1.50～2.96m，礦體產(chǎn)狀135°∠65～75°。經(jīng)地表、淺部和深部工程揭露控制，該礦體為復(fù)脈型，主脈比較明顯，局部有分支復(fù)合現(xiàn)象，沿走向厚度較穩(wěn)定，沿傾向方向往深部礦脈有厚度變大、CaF2質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對增高之趨勢。V1礦體沿走向方向厚度變化系數(shù)為21.37%，CaF2質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化系數(shù)為16.17%，說明礦體沿走向厚度較穩(wěn)定，CaF2平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)也較穩(wěn)定。

2.2 礦石特征

本礦區(qū)礦石中的主要礦物為螢石，其顏色有紫紅色、淺棕色、淺藍(lán)色、淺青色、淺灰色等多種色調(diào)，以淺灰、淺青色者占多數(shù)。質(zhì)地純者性脆，節(jié)理裂隙發(fā)育，輕擊即碎。玻璃光澤，透明至半透明。脈石礦物主要為石英、玉髓、綠泥石、方解石和少量鉀長石等。

礦石多呈致密塊狀構(gòu)造、角礫狀、網(wǎng)脈狀構(gòu)造及少量梳狀構(gòu)造。其中塊狀構(gòu)造主要表現(xiàn)為由螢石與少量石英、其他硅質(zhì)集合成致密塊體，這種構(gòu)造的螢石塊體節(jié)理甚為發(fā)育；角礫狀構(gòu)造表現(xiàn)為由圍巖和螢石的角礫被硅質(zhì)膠結(jié)而成，主要分布在礦體頂?shù)撞课唬痪W(wǎng)脈狀構(gòu)造主要表現(xiàn)為螢石和硅質(zhì)條帶相間相雜組成，螢石含量一般較少，界限清晰。

螢石一般為它形、半自形晶結(jié)構(gòu)，常呈條帶狀、團(tuán)塊狀或者塊狀聚集體與粗粒石英相間或相雜產(chǎn)出。螢石顆粒大小不等，一般團(tuán)塊狀、塊狀螢石晶粒多在2～5mm之間，而條帶狀礦石的螢石多在5mm左右，鏡下呈立方體、八面體，高負(fù)突起，糙面顯著，解理完全，解理交角60°左右，均質(zhì)體，裂隙較多。石英含較多雜質(zhì)，呈半自形晶、粒狀、長柱狀，粒徑0.1～2.0mm，粒徑變化較大，低正突起，石英顆粒之間接觸面呈鋸齒狀、縫合線，有的垂直螢石分布，呈梳狀排列，構(gòu)成梳狀構(gòu)造。

礦石中有用組分CaF2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為22.44%～86.88%，質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化較大。CaCO3、SiO2、Fe2O3、P2O5、S等其他組分基本上與CaF2呈此消彼長關(guān)系。礦石品位與礦體厚度呈正相關(guān)變化趨勢。礦體厚度大則礦石品位明顯增高，反之則降低。由于礦體沿走向一般厚度穩(wěn)定，沿傾向厚度變化大，所以礦石品位沿走向品位穩(wěn)定，沿傾向品位變化較大。礦體的厚度與破碎帶的寬度及破碎程度有關(guān)，在破碎帶強(qiáng)烈破碎，破碎帶膨大部位，礦脈也相應(yīng)膨大。

根據(jù)礦石的主要礦物組合特征，礦石類型主要為石英—螢石型、螢石型、螢石—石英型。

按礦石的構(gòu)造特征劃分，礦石類型主要為塊狀礦石、條帶狀礦石、角礫狀礦石。

3 礦床成因類型與找礦標(biāo)志

李長江等[8]將中國東南部螢石礦床的成礦模式分為兩種，其中燕山早期形成的與螢石礦床有關(guān)的花崗巖具有如下巖石地球化學(xué)特征：SiO2多在70%以上，堿值常大于8%；且屬K2O＞Na2O的過飽和類型，稀土分布模式為低稀土總量、負(fù)Eu顯著的海鷗式。推測礦區(qū)的螢石礦床與浰源巖體形成有關(guān)。

3.1 成礦年齡與成礦流體來源

據(jù)曹俊臣[10]對中國螢石礦床分類，本區(qū)礦床產(chǎn)于酸—中酸性巖漿巖及其接觸帶，成礦主要受區(qū)內(nèi)主干斷裂F1斷裂控制，為第一種礦床類型。根據(jù)華南地區(qū)類似礦床年齡測試結(jié)果證實(shí)，產(chǎn)于花崗巖內(nèi)外接觸帶的螢石成礦年齡為70～90Ma[8-11]，浰源主體花崗巖形成年齡為227.2±4.4Ma[4]，補(bǔ)體花崗巖形成于燕山早期，年齡大致為(160～135)±5Ma[2]，說明螢石成礦晚于花崗巖成巖時代，也間接說明了成礦流體與巖漿水沒有關(guān)系。

通過研究贛南粵北類似螢石礦床中螢石氣液包裹體水的氫、氧同位素特征[12]，表明螢石礦床成礦溶液主要由大氣降水組成。

3.2 成礦物質(zhì)來源

燕山期酸性花崗巖中黑云母含F(xiàn)最高，有利于螢石成礦[9]。通過研究稀土配分模式，螢石稀土含量高低與圍巖有關(guān)，當(dāng)圍巖稀土含量較高時，螢石含稀土也高[11]。半坑螢石礦同本礦區(qū)同屬同一礦田，成礦特征類似，因此可以將其稀土元素含量用來類比本礦區(qū)。根據(jù)浰源主體、補(bǔ)體，半坑螢石、花崗巖稀土元素含量及參數(shù)分析結(jié)果(見表2)，繪制圖2，可以得出如下結(jié)論：螢石稀土配分曲線與圍巖具有相似性和同步性，浰源補(bǔ)體的細(xì)粒黑云母二長花崗巖、半坑花崗巖與半坑螢石三者稀土配分曲線相似，Eu的虧損明顯低于浰源花崗巖主體，說明成礦溶液中的稀土元素，取自浰源補(bǔ)體的細(xì)粒黑云母二長花崗巖。

表2 稀土元素含量及參數(shù)

根據(jù)稀土元素測試研究，結(jié)合其他研究成果，可以確認(rèn)，華南低溫?zé)嵋好}型螢石礦床，是在成巖以后由大氣降水組成的地下熱水溶液，通過對圍巖的淋濾、萃取而成礦的，巖漿巖只起到熱源和物源的作用[12]。

3.3 成礦成因與成礦模式

礦區(qū)螢石礦體呈脈狀產(chǎn)于F1斷裂構(gòu)造的蝕變破碎帶中，礦體形態(tài)、產(chǎn)狀受斷裂構(gòu)造所控制，產(chǎn)狀與斷裂構(gòu)造破碎帶基本一致。礦脈延伸大于300m，礦脈脈幅1.50～2.96m，為復(fù)脈型，局部有分支復(fù)合現(xiàn)象。礦石礦物組合較簡單，以螢石、石英為主。根據(jù)礦體產(chǎn)出特點(diǎn)，認(rèn)為礦床成因類型為熱液充填型脈狀螢石礦床。

本區(qū)的斷裂構(gòu)造破碎帶的形成給CaF2熱液提供了極為有利的運(yùn)移通道和沉淀場所；含礦熱液沿構(gòu)造破碎帶充填，破碎程度也起了決定作用，破碎越強(qiáng)烈越利于礦液運(yùn)移至近地表附近范圍內(nèi)沉淀成礦，相應(yīng)破碎較弱地段則礦液難以運(yùn)移至近地表，從而使礦體隱伏于地表之下。

綜合認(rèn)為本區(qū)螢石礦床是在燕山期后，原有的花崗巖遭受構(gòu)造破壞形成破碎帶，以大氣降水為主的成礦熱液沿破碎帶循環(huán)，淋濾主巖石，使F、Ca元素重新活化、轉(zhuǎn)移、沉淀成礦。

3.4 找礦標(biāo)志

根據(jù)野外工作觀察的積累，總結(jié)本礦床的主要找礦標(biāo)志反映在以下幾點(diǎn)：

(1) 北東向斷裂破碎帶是礦區(qū)主要控礦及含礦構(gòu)造，可作為尋找同類螢石礦床的間接標(biāo)志。

(2) 構(gòu)造破碎帶兩側(cè)圍巖的強(qiáng)烈的綠泥石化蝕變是螢石礦的間接找礦標(biāo)志。

(3) 螢石礦體伴隨強(qiáng)烈的硅化，抗風(fēng)化能力強(qiáng)，因此礦區(qū)正地形可以作為找礦的地貌標(biāo)志。

[1]王吉平,商朋強(qiáng),牛桂芝.中國螢石礦主要礦集區(qū)及其資源潛力探討[J].化工礦產(chǎn)地質(zhì),2010,32(2):87-94.

[2]莫柱孫.南嶺花崗巖地質(zhì)學(xué)[M].地質(zhì)出版社,1980.

[3]華仁民,陳培榮,張文蘭,等.南嶺與中生代花崗巖類有關(guān)的成礦作用及其大地構(gòu)造背景[J].高校地質(zhì)學(xué)報(bào),2005,11(3):291-304.

[4]陳希清,付建明,程順波,等.利源復(fù)式花崗巖鋯石SHRIMP UPb定年研究[J].大地構(gòu)造與成礦學(xué),2010,34(3):429-434.

[5]付建明,李祥能,程順波,等.粵北連平地區(qū)鎢錫多金屬礦床成礦時代研究[J].中國地質(zhì),2009,36(7):1331-1339.

[6]地質(zhì)部南嶺項(xiàng)目花崗巖專題組.南嶺花崗巖地質(zhì)及其成因和成礦作用[M].地質(zhì)出版社,1989.

[7]張德全,孫桂英.中國東部花崗巖[M].北京:中國地質(zhì)大學(xué)出版社,1988.

[8]李長江,蔣敘良.中國東南部兩類螢石礦床的成礦模式[J].地質(zhì)學(xué)報(bào),1991(3):263-274.

[9]曹俊臣.中國與花崗巖有關(guān)的螢石礦床地質(zhì)特征及成礦作用[J].地質(zhì)與勘探,1994,30(5):1-13.

[10]曹俊臣.中國螢石礦床分類及其成礦規(guī)律[J].地質(zhì)與勘探,1987(3):12-17.

[11]曹俊臣.華南低溫?zé)嵋好}狀螢石礦床稀土元素地球化學(xué)特征[J].地球化學(xué),1995,24(3):225-234.

[12]曹俊臣.熱液脈型螢石礦床螢石氣液包裹體氫、氧同位素特征[J].地質(zhì)與勘探,1994,30(4):28-29.

Discussion on Geological Characteristics and Ore Genesis of the Fluorite Ore in Jinshantang, Heping

DUAN Chang-sheng, CHEN Meng
(938 Geological Team in Guangdong Nonferrous Bureau, Huizhou 516023, China)

The Jinshantang fluorite ore is located in the central area of the fluorite ore mine of east Hunan-south Jiangxi-east Guangdong. By geological exploration in the mining area, deep engineering have controlled the scale, orientation, shape and spatial location of the ore bodies. Fluorite deposit is formed in F1 fault fracture zone. The shape and orientation of the ore bodies is under the control of the fault fracture structure. So its occurrence is in basic agreement with the fault fracture structure. The veined ore bodies are complex and have branch composite phenomenon in some parts. The ore types are mainly quartz-fluorite type, fluorite type, fluoritequartz type, mostly of a dense block structure, brecciated structure, nets pulse shape structure and a few comb structure. According to the ore body output features, and combined with the geological characteristics of the metallogenic area of similar deposits, we think that the ore desposit is the vein-type fluorite deposit of hydrothermal filling origin.

fluorite; geological characteristics; ore genesis; hydrothermal filling; Heping Guangdong

P619.215

A

1007-9386(2012)03-0048-04

2012-03-06