石城縣楂山里螢石礦床地質(zhì)特征及成因探討

闕興華，莊賢貴，馮衛(wèi)東，張 青

（江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局贛南地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)，江西 贛州 341000）

石城縣楂山里螢石礦床地質(zhì)特征及成因探討

闕興華，莊賢貴，馮衛(wèi)東，張 青

（江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局贛南地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)，江西 贛州 341000）

楂山里螢石礦是近年在武夷山成礦帶中段發(fā)現(xiàn)的超大型螢石礦，本文對(duì)該礦床的地質(zhì)特征及礦床成因進(jìn)行了較詳細(xì)的分析和探討，認(rèn)為楂山里螢石礦屬于中低溫?zé)嵋撼涮钚偷V床，礦體產(chǎn)狀、形態(tài)和規(guī)模受斷裂構(gòu)造控制，成礦物質(zhì)來(lái)源于圍巖及深部的巖漿熱液，成礦流體為大氣降水。

螢石礦；地質(zhì)特征；礦床成因；楂山里

螢石礦是我國(guó)重要的非金屬礦產(chǎn)資源，廣泛應(yīng)用于冶金、煉鋁、玻璃、陶瓷、水泥、化學(xué)工業(yè)等行業(yè)。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)螢石礦產(chǎn)的需求呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)，一些主要工業(yè)國(guó)家已將其視為一種重要的戰(zhàn)略儲(chǔ)備資源。本文意在查明石城縣楂山里螢石礦床的地質(zhì)特征，并對(duì)其成因進(jìn)行初步探討，為今后在該地區(qū)尋找螢石礦床提供一些幫助。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

楂山里螢石礦位于北北東向武夷隆起褶皺帶石城—龍南北東向構(gòu)造亞帶與南嶺東西向復(fù)雜構(gòu)造帶遂川(興國(guó))—石城東西向構(gòu)造亞帶交匯復(fù)合部位，屬于武夷山成礦帶的一部分(見(jiàn)圖1)。

區(qū)域內(nèi)出露地層主要為南華系深變質(zhì)巖系和白堊系河湖相沉積碎屑巖系，其次為侏羅系河湖相沉積碎屑巖系[1]以及第四系殘坡積層。

區(qū)域內(nèi)巖漿巖活動(dòng)強(qiáng)烈，主要表現(xiàn)為印支期和燕山期中酸性巖漿侵入，其中以燕山期為主，巖漿巖呈巖滴或脈狀出露，巖漿巖的多期次活動(dòng)為本區(qū)成礦提供了充足的熱源和動(dòng)力。徐有華[2]認(rèn)為贛南螢石礦基本賦存在中酸性巖漿巖體內(nèi)或其內(nèi)外接觸帶中。

圖1 楂山里螢石礦區(qū)域地質(zhì)圖

區(qū)域內(nèi)構(gòu)造活動(dòng)以斷裂為主，并以北北東向和北東向斷裂較發(fā)育為特征，其多期次活動(dòng)為成礦物質(zhì)的活化、遷移、富集和賦存提供了良好條件。徐有華[2]、曹俊臣[3]認(rèn)為贛南螢石礦成礦作用明顯受我國(guó)東部北東、北北東向構(gòu)造控制。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

區(qū)內(nèi)地層較為簡(jiǎn)單，主要為南華系變質(zhì)巖和白堊系紅層及第四系地層(見(jiàn)圖2)。

圖2 楂山里螢石礦地質(zhì)簡(jiǎn)圖

(1) 南華系萬(wàn)源巖組(Nh1w)：出露于礦區(qū)東部，為一套中深變質(zhì)巖系，裂隙和節(jié)理發(fā)育，巖性為云母片巖、眼球狀石英云母片巖、變粒巖。

(2) 下白堊統(tǒng)火把山群(K1h)：主要出露于礦區(qū)西部，與下部變質(zhì)巖呈斷層接觸；南東部有小面積出露。巖層主要為一套磨拉石建造，孔隙度高，巖性為灰白色、灰綠色、紫紅色泥巖、粉砂巖、砂巖、粗砂巖、砂礫巖、礫巖。

(3) 第四系(Q4)：分布于區(qū)內(nèi)溪流兩側(cè)及山間溝谷，由砂礫層、砂層、亞砂土、亞粘土組成。

2.2 巖漿巖

區(qū)內(nèi)未見(jiàn)巖漿巖出露。

2.3 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)共發(fā)育有南北向F1、北東向F2、北西向F3三組斷裂構(gòu)造，其中F1斷裂為本區(qū)螢石礦的導(dǎo)礦和主要的容礦構(gòu)造，F(xiàn)2、F3均為F1的次級(jí)構(gòu)造。

F1斷裂：出露于礦區(qū)中部，呈近南北向展布，延長(zhǎng)＞4 300m，沿走向呈舒緩波狀貫穿全區(qū)，傾向250～295°，傾角65～85°，寬度1.0～20.0m，形態(tài)不規(guī)則，局部膨脹收縮現(xiàn)象明顯，該斷裂構(gòu)造在剖面上呈“亻”字符型。斷裂帶內(nèi)硅化強(qiáng)烈，充填大量網(wǎng)脈狀硅質(zhì)脈體。構(gòu)造巖以碎斑巖、碎裂巖為主，角礫成分主要為變余砂巖、硅質(zhì)巖等，大小不等，排序不明顯，多為棱角狀—次棱角狀，為條帶狀石英或硅質(zhì)膠結(jié)。具硅化、蛋白石化、褐鐵礦化、綠泥石化等蝕變現(xiàn)象。地表局部可見(jiàn)螢石風(fēng)化流失后殘留的網(wǎng)格狀硅質(zhì)骨架(空洞)—蜂巢狀構(gòu)造。

F2斷裂：出露于礦區(qū)東北部，呈北東向展布，延長(zhǎng)＞750m，寬0.3～1.8m，傾向325°，傾角60～70°，南西端在走向和傾向上均歸并于近南北向斷裂F1，以強(qiáng)烈硅化和大量網(wǎng)脈狀硅質(zhì)脈體充填為特征，深部具鉛鋅礦化、黃銅礦化及螢石礦化，構(gòu)造巖以碎斑巖、碎裂巖為主，硅質(zhì)膠結(jié)。

F3斷裂：出露于礦區(qū)南部，呈北西向展布，延長(zhǎng)約380m，寬0.5～4m，傾向215°，傾角60～75°，其北西端在走向上歸并于近南北向斷裂F1，以強(qiáng)烈硅化和大量網(wǎng)脈狀硅質(zhì)脈體充填為特征，構(gòu)造巖以碎斑巖、碎裂巖為主，硅質(zhì)膠結(jié)。

2.4 圍巖蝕變

圍巖蝕變主要有硅化、蛋白石化、綠泥石化、鉀長(zhǎng)石化、黃鐵礦化、葉蠟石化。其中硅化與成礦關(guān)系最密切，常緊密鑲嵌成團(tuán)塊狀、不規(guī)則狀分布于礦體及頂?shù)装逯?，在成因及空間分布上與螢石礦體關(guān)系密切。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體形態(tài)特征

礦區(qū)內(nèi)共發(fā)育有V1、V2-1、V2-2三條主要礦體，其中V1礦體賦存于紅層與變質(zhì)巖斷裂接觸帶的淺中部；V2-1和V2-2礦體主要賦存于變質(zhì)巖中的區(qū)域性斷裂破碎接觸帶，向上則賦存于紅層與變質(zhì)巖斷裂接觸帶中。

V1礦體：賦存于近南北向控盆斷裂構(gòu)造F1中的中部深部，呈水平串珠狀、透鏡狀出露于107～-130m標(biāo)高，走向長(zhǎng)320m，傾向延伸360m，礦體厚1.07～5.72m，傾向270～280°，傾角45～76°，礦體平均品位54.57%，礦體厚大時(shí)，其靠近頂板處較破碎。

V2-1礦體：賦存于早期的近南北向區(qū)域性斷裂帶的頂板附近，呈不規(guī)則透鏡狀南端揚(yáng)起北端傾伏，出露于269～-570m標(biāo)高，走向長(zhǎng)1 000m，傾向延長(zhǎng)740m，礦體厚0.60～15.85m，傾向270～280°，傾角68～81°，礦體平均品位43.89%，礦體厚度變化較大，局部發(fā)育有大小不一的溶蝕空洞。

V2-2礦體：賦存于早期的近南北向區(qū)域性斷裂帶的中部和底板附近，呈不規(guī)則透鏡狀南端揚(yáng)起北端傾伏，出露于218～-590m標(biāo)高，走向長(zhǎng)770m，傾向延伸645m，礦體厚0.68～9.17m，傾向270～280°，傾角68～81°，礦體平均品位42.16%，礦體厚度變化較大，局部發(fā)育有大小不一的溶蝕空洞。

礦區(qū)內(nèi)V1、V2-1和V2-2螢石礦體主要地質(zhì)特征見(jiàn)下表。

3.2 礦石特征

礦石組分較簡(jiǎn)單，礦石礦物為螢石，呈綠色、淡綠色、灰白色等，半透明，玻璃光澤，解理發(fā)育，性脆易碎。脈石礦物主要為石英，方解石、綠泥石、絹云母等。

石城縣楂山里礦區(qū)主要螢石礦體特征

礦石結(jié)構(gòu)以自形—半自形中粒結(jié)構(gòu)為主，次為粒狀鑲嵌結(jié)構(gòu)和碎斑結(jié)構(gòu)，局部可見(jiàn)八面體晶型。

礦石構(gòu)造以致密塊狀構(gòu)造為主，有少量角礫狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、蜂窩狀構(gòu)造。

3.3 礦石類型

依據(jù)礦物組合及結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征，可將區(qū)內(nèi)螢石礦劃分為塊狀螢石礦、角礫狀螢石礦、條帶狀螢石礦和石英螢石礦4種(圖3)。

圖3 礦區(qū)礦石類型

塊狀螢石礦：主要由螢石單礦物和少量硅質(zhì)組成，CaF2品位達(dá)85%以上。螢石多呈半自形粒狀或他形不規(guī)則狀，少數(shù)呈自形立方體。顆粒大小以2～8mm者居多，少數(shù)自形晶可達(dá)10mm以上。為本區(qū)的富礦礦石。

角礫狀螢石礦：螢石呈角礫狀被硅質(zhì)和晚期螢石等膠結(jié)，礦石具清晰的角礫狀構(gòu)造，角礫棱角明顯，大小懸殊，一般0.5～5cm，少數(shù)可達(dá)數(shù)10cm，此類礦石貧、富礦均有。

條帶狀螢石礦：螢石與硅質(zhì)相間呈平行條帶狀產(chǎn)出，或螢石呈不規(guī)則脈狀充填于圍巖裂隙中。礦物組合以螢石單礦物型為主，石英—螢石型次之，沿礦石條帶的延伸方向，常顯出流動(dòng)構(gòu)造的特點(diǎn)，此類礦石貧、富礦均有。

石英螢石礦：礦物成分以石英為主，螢石次之。二者呈無(wú)規(guī)律混生，多為條帶狀、團(tuán)塊狀或不規(guī)則狀。此類礦石主要在靠近礦體頂?shù)装宓倪叢砍霈F(xiàn)，多屬貧礦。

4 礦床成因探討

4.1 成礦物質(zhì)的來(lái)源

螢石的主要組成元素為氟和鈣，故其成礦物質(zhì)應(yīng)來(lái)源于富氟、富鈣巖石。據(jù)區(qū)域資料顯示，南華系變質(zhì)巖地層和白堊系河湖相沉積地層均具有較高的鈣含量，是良好的礦源層。而區(qū)域內(nèi)印支期和燕山期中酸性巖漿巖具有較高的氟元素含量，為螢石成礦提供了良好的物質(zhì)來(lái)源。

4.2 成礦流體的來(lái)源

螢石成礦與成礦流體關(guān)系密切，成礦物質(zhì)的運(yùn)移、富集和沉淀很大程度上受成礦流體特征的制約。徐有華[2]對(duì)贛南各典型螢石礦床內(nèi)的巖漿水、變質(zhì)水、現(xiàn)代大氣降水和螢石礦成礦介質(zhì)的氫、氧同位素組成的系統(tǒng)研究的總結(jié)分析，表明螢石礦成礦介質(zhì)的δ18O值與現(xiàn)代大氣降水的δ18O值接近，而遠(yuǎn)離巖漿水和變質(zhì)水的δ18O值，認(rèn)為贛南螢石礦床成礦流體來(lái)源于大氣降水。李長(zhǎng)江等[4]在對(duì)中國(guó)東南部?jī)深愇炇V床的成礦模式的研究中也認(rèn)為中國(guó)東南部螢石礦床成礦流體主要為晚白堊世大氣降水成因的地?zé)崴?。楂山里螢石礦是贛南重要的典型螢石礦床之一，根據(jù)礦區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)缺少，以及與礦石伴生的蝕變多為低溫蝕變類型，大氣降水應(yīng)是成礦的主要流體來(lái)源。

4.3 成礦模式

燕山晚期巖漿巖侵入使基底構(gòu)造活化，在其侵入垂向壓力作用下形成一系列的構(gòu)造裂隙，之后巖體冷凝收縮，在負(fù)壓應(yīng)力作用下，構(gòu)造裂隙發(fā)生拉張，致使大氣降水及地表水在巖石中滲流。在巖漿巖冷卻成巖過(guò)程中，巖體內(nèi)部的熱量通過(guò)圍巖逐漸向外擴(kuò)散，使地下水加速升溫。受靜壓力、構(gòu)造壓力和溫度梯度的變化，地下水沿著構(gòu)造裂隙循環(huán)上升，在循環(huán)過(guò)程中不斷溶濾汲取地層中的Ca2+和F-等礦物質(zhì)，使成礦溶液中的Ca2+和F-濃度增高[5-6]。同時(shí)，巖漿熱液中富含F(xiàn)-等易揮發(fā)性組分沿裂隙上升與熱水溶液混合，形成富含成礦物質(zhì)的熱水溶液。高濃度的含礦熱水溶液在地表或近地表半開(kāi)放的斷裂系統(tǒng)中運(yùn)移、富集，由于溫度、壓力的降低及pH值升高，在構(gòu)造有利部位發(fā)生沉淀富集，形成以含石英、螢石為主的脈體。后經(jīng)多期次的構(gòu)造活動(dòng)，含礦熱液不斷發(fā)生活化，并沿著有利的構(gòu)造空間運(yùn)移富集，最終形成螢石礦床(見(jiàn)圖4)。

4.4 礦床的成因類型

礦區(qū)螢石礦體呈透鏡狀、串珠狀賦存于白堊系碎屑巖與變質(zhì)巖接觸的斷裂破碎帶中，部分賦存于變質(zhì)巖內(nèi)的斷裂破碎帶中，其產(chǎn)狀與斷裂破碎帶的產(chǎn)狀基本一致，明顯受斷裂帶的控制，且與圍巖界線清楚。礦石礦物主要以螢石為主，礦體圍巖有明顯的硅化、綠泥石化等蝕變現(xiàn)象，另外礦體局部見(jiàn)方解石、絹云母、褐鐵礦、方鉛礦、黃鐵礦等中低溫礦物。綜合分析區(qū)內(nèi)礦石礦物的特點(diǎn)、礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、圍巖蝕變等特征，初步認(rèn)為該礦床屬中低溫?zé)嵋撼涮钚偷V床[7-10]。其物質(zhì)來(lái)源于南華系變質(zhì)巖地層和白堊系河湖相沉積地層，以及中酸性巖漿巖，成礦流體為大氣降水。

圖4 楂山里螢石礦成礦模式

[1]寧化幅1/20萬(wàn)《區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告》[R].1972.

[2]徐有華.贛南螢石礦成礦地質(zhì)條件及成礦預(yù)測(cè)研究[D].北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)，2008.

[3]曹俊臣.中國(guó)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.

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Geological Characteristics and Genesis of Zhashanli Fluorite Deposit in Shicheng County

QUE Xing-hua, ZHUANG Xian-gui, FENG Wei-dong, ZHANG Qing
(South Jiangxi Geological Survey Party of JBEDGMR, Ganzhou 341000, China)

Zhashanli is a super large fluorite deposit discovered in the middle part of Wuyishan metallogenic belt in recent years, This paper analyzes and discusses the geological characteristics and genesis of the deposit in detail, thus implies that Zhashanli fluorite deposit belongs to low-middle temperature epithermal filling deposit, the orebody attitude, shape and size are controlled by fracture structure. The ore-forming materials come from wall rock and deep magmatic hydrothermal, and the ore-forming fluid is provided by atmospheric precipitation.

fluorite deposit; ore characteristics; ore genesis; Zhashanli

P619.215

A

1007-9386(2017)01-0052-04

2016-08-03