浙江省湖山螢石礦田控礦因素及其成礦作用淺談

齊剛 陳升立

摘要 ：本文主要通過對湖山螢石礦田成礦地質(zhì)背景、控礦因素的分析、研究，總結(jié)了其成礦作用及成礦演化規(guī)律。

關(guān)鍵詞：湖山螢石礦田控礦因素成礦作用

中圖分類號： P619.21文獻標識碼： A

0緒言

俗有“中國螢石在浙江，浙江螢石在湖山”一說，湖山螢石礦田已探明螢石資源量451.2萬噸，為浙江省主要螢石礦產(chǎn)地之一。

1、湖山螢石礦田成礦地質(zhì)背景及其特征

湖山螢石礦田位于中生代火山活動基底的余姚－遂昌隆起帶中段，江山-紹興深大斷裂與麗水－余姚北東向大斷裂之間，大柘變質(zhì)巖斷塊北西側(cè)的湖山白堊紀斷陷盆地中。

出露地層主要有早元古代八都巖群中深變質(zhì)巖系，其巖性主要為斜長角閃巖、斜長片麻巖、黑云斜長片麻巖、矽線黑云片巖、石英片巖、變粒巖及石英巖，分布在東側(cè)大柘斷塊內(nèi)和北部廟下斷裂帶中。早白堊世磨石山期強烈火山噴發(fā)形成一套巨厚的陸相酸性—中酸性火山碎屑巖、火山熔巖，分布于大柘斷塊四周。早白堊世永康期在湖山斷陷盆地中沉（堆）積了一套陸源碎屑巖、火山碎屑巖建造。

北西西向斷裂為湖山盆地的主要控礦儲礦斷裂。（見地質(zhì)略圖）斷裂內(nèi)發(fā)育有四個螢石礦帶：分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ礦帶，以Ⅲ礦帶為規(guī)模最大。Ⅲ礦帶，控礦構(gòu)造帶長4250米，Ⅲ-1礦體長670米，最大延深550，礦體平均厚約3.53米，最厚11.36米，最薄僅0.44米；Ⅲ-2號礦體，礦化帶總長1000米，控制礦體長600米，最大延深200米，平均厚2.42米。

湖山螢石礦田地質(zhì)略圖

2、控礦因素分析

（1）斷裂構(gòu)造對螢石成礦的控制作用

主要分布白堊紀火山斷陷盆地邊緣斷裂帶中和盆內(nèi)各不同方向斷裂中帶中及破火山、火山穹窿的構(gòu)造裂隙中。

其基本特點是：

1. 礦體多呈脈狀、似脈狀、復(fù)脈狀和透鏡狀，由于螢石礦脈充填于火山構(gòu)造盆地、破火山和火山穹窿的構(gòu)造斷裂中，因此，礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀、規(guī)模受控于斷裂的規(guī)模、形態(tài)、產(chǎn)狀及其變化。

2. 螢石礦田與白堊紀火山構(gòu)造盆地走向一致，且位于盆地外緣侏羅系地層中螢石礦的礦體規(guī)模較大，而位于白堊紀構(gòu)造盆地中的礦體規(guī)模一般相對較小。

3．壓扭性斷裂（特別在張壓后扭）斷裂系統(tǒng)是主要控礦構(gòu)造，壓扭性斷裂與其他性質(zhì)斷裂交匯復(fù)合部位對成礦更有利，往往形成規(guī)模巨大的脈體或大透鏡體，規(guī)模較大斷裂轉(zhuǎn)彎處也是成礦有利部位。

4. 成礦圍巖，為剛性易碎巖石是主要成礦圍巖，侏羅系或白堊系酸性、中酸性火山巖是理想的圍巖。

5. 形成螢石礦脈斷裂一般主要是區(qū)域性隆起或斷陷斷裂，隨著隆起或下陷使原來壓扭性斷裂引張加深，故螢石礦主要賦存于白堊紀火山盆地內(nèi)及其邊緣的斷裂構(gòu)造帶中，或破火山與火山穹隆邊部的環(huán)狀與放射狀斷裂中。

6. 螢石礦的圍巖蝕變特征是：以硅化為主，其次是絹云母化、綠泥石化、葉蠟石化、碳酸鹽化及少量黃鐵礦化。硅化與螢石礦的形成在時空上關(guān)系密切。說明氟在成礦流體中運移是及不穩(wěn)定的SiF4為基本形式，在物化條件改變時，即分解為F和硅膠，而F與Ca結(jié)合形成螢石，硅膠形成石英、蛋白石和玉髓，故此，硅化是火山熱液型螢石礦床的最重要的標志。近年來越來越多的資料說明，在螢石成礦作用過程，有中低溫熱液型金礦化作用相伴生。

（2）巖漿活動對螢石成礦的控制作用

洪公巖體與區(qū)內(nèi)螢石成礦密切相關(guān)，可分為三個單元，呈環(huán)形套疊形式，由外而內(nèi)依次為西畈單元斑狀微細粒石英正長巖（含氟1216ppm，最高達2551ppm）、下西坑單元斑狀細粒石英正長巖（含氟181ppm）、和福石嶺單元多斑狀細粒石英正長巖（含氟324ppm）。下西坑單元涌動侵入西畈單元，而福石嶺單元脈動侵入下西坑單元。根據(jù)已有的巖石化學(xué)資料，洪公巖體除最早形成的西畈單元含氟量較高外，其它單元（巖體主體）相對于周圍的酸性火山巖（氟含量約500-1000ppm），其氟含量偏低，也未見其它螢石礦體?？梢姾楣珟r體邊緣（主要為西畈單元）則對螢石成礦有利。

湖山Ⅲ礦區(qū)位于洪公巖體北東側(cè)邊緣部分，落在西畈單元內(nèi)，為螢石礦體的主要圍巖，且形成的礦體厚度較大，礦體最厚部位即在石英正長巖內(nèi)。經(jīng)從礦體向外側(cè)圍巖（石英正長巖）500m范圍內(nèi)系統(tǒng)采樣，500m外石英正長巖含氟518ppm，近礦部位（0-150m）石英正長巖中含氟量較高（含氟598-1297ppm），特別是在150-250m部位，其含氟量高達2551ppm，超過正常巖體4倍以上。由于氟的遷移，形成了石英正長巖中近500m距離之內(nèi)的氟的異常，遷移的結(jié)果致使遠礦至近礦部位，石英正長巖中氟的含量先逐漸升高，在150-250m附近，巖石中氟的含量最高。在近礦部位，由于越靠近礦體（構(gòu)造帶），其壓力差越大，致使氟的遷移量增大，因而從近礦250m至礦體附近，石英正長巖中含氟量明顯降低，出現(xiàn)氟的負增長帶。認為本礦床氟的來源，主要來自石英正長巖。

3、螢石礦成礦作用

（1）成礦物質(zhì)來源

A．鈣的來源

早期螢石中87Sr/86Sr，接近石英正長巖（即洪公巖體），推知早期成礦鈣來于石英正長巖；晚期成礦87Sr/86Sr值接近鈣質(zhì)結(jié)核初始值，推測部分鈣來源于圍巖鈣質(zhì)結(jié)核（見表6-1）。

表6-1湖山螢石礦床巖石及螢石87Sr/86Sr值

巖礦名稱 樣 品 87Sr/86Sr初 87Rb/86Sr 87Sr/86Sr

石英正長巖 全 巖 0.71351 39.774 0.76844

館頭組鈣質(zhì)結(jié)核 結(jié) 核 0.9818 0.71110

早期礦石 螢 石 0.11477 0.713345

晚期礦石 螢 石 0.00630 0.70939

B．氟的來源

礦田內(nèi)石英正長巖為高氟巖體，最高達2551ppm，超過正常巖體4倍以上，館頭組基性火山巖含氟也比較高，館頭組的砂礫巖、粉砂巖及西山頭組的粉砂巖、泥巖含氟量均較高，均可提供大量成礦物質(zhì)。經(jīng)從礦體向外側(cè)圍巖（石英正長巖）系統(tǒng)采樣，從近礦250米至礦體附近，在250米范圍內(nèi)出現(xiàn)氟的負增長帶。研究認為本礦床氟的來源，主要來自石英正長巖。

C．水的來源

礦床早、晚期螢石礦物中氫同位素值如表6-3所列，據(jù)泰勒資料，巖漿水δD= -50~-60‰,大氣降水δD= -29.7~-47.4‰，可以認為成礦溶液水源主要是大氣降水，而早期成礦溶液可能混入巖漿水。

（2）成礦熱液的熱動力

湖山礦床在勘查過程中發(fā)現(xiàn)有較高的井溫，Ⅲ礦帶抽1孔為37℃，Ⅱ礦帶Ⅱ-2礦體鉆探10個鉆孔，有8個孔水溫37-39℃。據(jù)計算礦區(qū)地增溫梯度為2.1-6.5℃/100m，平均3.44℃/100m，高于全省2-3℃/100m的平均值。

據(jù)鉆孔中地熱水化學(xué)分析，以非晶質(zhì)SiO2和Na/K值，估算地下熱儲溫度。以SiO2濃度48-58mg/l計算，熱儲溫度T=94-104℃。以Na/K值13.49-35.78計算，T=80-160℃。另據(jù)Mg、Mg/Ca、Na/Ca等值推算，熱儲溫度在100-200℃左右。據(jù)研究，本礦床巖石礦石天然放射性強度很低（4-43γ），地下水中氡含量0.71-2愛曼，Ra 1.33×10-13～2.1595×10-9g/l，排除熱儲放射成因的可能。據(jù)觀察地溫等值線與深部石英正長巖的不整合面的抬升相一致。說明巖漿侵入巖與上覆紅色沉積巖熱導(dǎo)系數(shù)的差異，是形成熱儲的主要原因。