粵北半溪區(qū)域螢石礦地質(zhì)特征及其成因探討

楊 林

（廣東省環(huán)境地質(zhì)勘查院，廣東廣州510080）

1 區(qū)域地質(zhì)背景

礦區(qū)位于湘粵褶皺帶，經(jīng)歷了加里東、印支、燕山和喜山等多期次、多種性質(zhì)的地殼運(yùn)動，具有多階段活動的特點(diǎn)。由于歷次構(gòu)造運(yùn)動結(jié)果，形成了緯向構(gòu)造、經(jīng)向構(gòu)造、粵北山字型構(gòu)造及新華夏系等構(gòu)造體系。

1.1 地層

區(qū)域內(nèi)主要出露第四系大灣鎮(zhèn)組（Qdw）：主要分布于河流兩岸、山溝、山前平原中，地表多為耕積土覆蓋，多為農(nóng)田耕地等。巖性為灰黑—黃白色松散堆積卵石層、砂礫層、含礫砂層、含砂粘土等。下部為砂礫層，上部網(wǎng)紋紅砂土層，礫石大小不一，磨圓度達(dá)次圓，礫間為泥砂質(zhì)充填，厚度1～5.6m。

1.2 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)大地構(gòu)造位于華南褶皺系之粵北、粵東北—粵中坳陷帶二級構(gòu)造單元、屬粵北坳陷帶之翁源凹褶斷束中心部位。區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，主要受加里東運(yùn)動、印支運(yùn)動、燕山運(yùn)動的影響，形成一系列復(fù)雜的構(gòu)造形跡。

（1）北北東向斷裂。為區(qū)內(nèi)最主要的一組斷裂。既是成礦構(gòu)造較晚的一期，也是最強(qiáng)烈活動的斷裂構(gòu)造帶。對礦區(qū)成礦具有明顯的控制作用。該組斷裂呈等間距（約3.5～4km）展布，總體走向為10°～35°、局部±0°或者50°，以北西傾向為主，局部為南東，單條斷裂長度一般在3～6km，寬1～10m。

（2）北東東向斷裂。主要為一組硅化蝕變碎裂巖帶，斷裂大體呈等間距（約2.5km）分布，總體產(chǎn)狀為50°～75°NW∠55°～80°，長 3～13km，寬 1～5m，最寬處大于10m。

（3）北西西向斷裂。該組斷裂發(fā)育多條基性巖脈和多條糜棱巖帶以及蝕變破碎、片理化帶等。斷裂呈等間距（約3km）分布，總體產(chǎn)狀為260°～300°N∠60°～82°，長8.5～153km，帶寬1.3～3.53km，單條長一般在4.5～7km，寬4～60m，一般寬約10～20m。

1.3 侵入巖

區(qū)內(nèi)侵入巖主要為貴東巖體，是一個多期次、多階段巖漿活動形成的復(fù)式花崗巖體。

中三疊世（中）細(xì)粒二云母二長花崗巖（T21ηγ）。受北東向斷裂控制，呈巖株產(chǎn)出，被后期花崗巖侵入，受地形剝蝕改造呈殘留頂蓋出露。巖石呈淺灰色、灰白色，多具似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，基質(zhì)以細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)為主，局部具中細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)，礦物粒徑以0.2～2mm為居多，少數(shù)3～4mm。斑晶主要為鉀長石，偶見斜長石斑晶，斑晶大小5～10mm，含量一般8%～15%，局部3%～5%。巖石成分以鉀長石（30%～45%）、斜長石（15%～25%）、石英（30%～35%）為主，次為白云母（2%～5%）、黑云母（2%～7%）。

早侏羅世二長花崗巖（J11cηγ）為貴東巖體的主體，分布廣泛，呈巖基產(chǎn)出。主要巖性為（粗）中粒斑狀黑云母二長花崗巖。中粒斑狀黑云母二長花崗巖呈淺灰—灰白色、淺肉紅色，似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖石由斑晶及基質(zhì)組成，基質(zhì)以中粒花崗結(jié)構(gòu)為主，局部為中粗粒、細(xì)中粒花崗結(jié)構(gòu)?；|(zhì)粒度一般為3～5mm，少數(shù)粒度為5～12mm，雜亂分布。侵入體內(nèi)斑晶含量變化較大，大小懸殊，一般2～3cm，少數(shù)3～5cm，主要為鉀長石，次為斜長石，石英斑晶少見。礦物成分為鉀長石（30%～40%）、斜長石（25%～30%）、石英（20%～30%）、黑云母（3%～8%）、白云母（0%～3%）。

1.4 變質(zhì)巖

區(qū)內(nèi)氣液變質(zhì)巖主要分布于侵入巖體頂部和內(nèi)外接觸帶、斷裂帶及其附近、熱液礦體的周圍等氣水熱液活動范圍，多呈脈狀、帶狀、透鏡狀、囊狀及不規(guī)則狀產(chǎn)出。主要巖性有云英巖類、硅化巖類、綠泥石化類等。

（1）云英巖類。區(qū)內(nèi)多見于花崗巖侵入體的邊部及斷裂帶附近的巖體及圍巖中，為酸性侵入巖及其頂板泥質(zhì)巖、長英質(zhì)巖石在高溫氣液交代蝕變作用下形成；主要巖性有磷灰石—輝鉬礦云英巖、絹云母化云英巖、云英巖、絹云母—伊利水白云母化富云母云英巖、含氧化鐵質(zhì)云英巖。巖石具鱗片花崗變晶結(jié)構(gòu)、顯微鱗片花崗變晶結(jié)構(gòu)、顯微鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)、鱗片片狀粒狀變晶結(jié)構(gòu)等，塊狀構(gòu)造；礦物成分主要為白云母、石英，次為伊利水、絹云母及原巖殘留礦物等，局部見輝鉬礦、氧化鐵等微弱的礦化。

（2）硅化巖類。該類巖石區(qū)內(nèi)分布較廣，見于侵入巖體頂部和圍巖內(nèi)外接觸帶斷裂帶及其附近、熱液礦體的周圍等氣水熱液活動處；主要巖性有硅化板巖、硅化千枚巖、硅化角礫巖、硅化石英礫巖、硅化破碎帶角礫巖、碎裂化硅化二長花崗巖、碎裂化硅化斑晶二云母花崗巖、硅化碎粒巖等：巖石具交代結(jié)構(gòu)、柱狀粒狀變晶結(jié)構(gòu)、殘留文象結(jié)構(gòu)、殘留熔蝕結(jié)構(gòu)、殘余碎裂結(jié)構(gòu)等，塊狀構(gòu)造；巖石主要礦物為石英、次為絹云母、少量白云母、綠泥石、黃鐵礦等，原巖僅殘留部分石英，其它礦物被次生石英和絹云母交代。

（3）綠泥石化類。綠泥石是中低溫氣液蝕變的一種重要和常見的礦物，因而綠泥石化巖類在測區(qū)氣液蝕變巖中普遍發(fā)育或伴生發(fā)育；巖石具片狀變晶結(jié)構(gòu)、殘留斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造；巖石變質(zhì)礦物主要為綠泥石，次為絹云母及少量褐鐵礦，微量礦物有錫石、瑩石等，原巖中的斑狀礦物已完全蝕變?yōu)榫G泥石，但可見保留較好晶體形態(tài)。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦體特征及類型

礦體主要產(chǎn)于硅化破碎帶中，受區(qū)內(nèi)斷裂的控制并沿斷裂破碎的方向延伸。礦體呈脈狀產(chǎn)出，受斷層的影響，礦體整體較破碎，厚度變化較大，一般厚度約在1～3m，局部小于1m甚至不連續(xù)。

區(qū)域內(nèi)目前發(fā)現(xiàn)一條主螢石礦脈，長度大于2km，厚度約在1～3m，礦體產(chǎn)狀50°～75°NW∠55°～80°。根據(jù)礦體開采情況及地表出露情況，在主礦脈周圍存在著一系列的小礦脈，小礦脈總體延伸10～30m，厚度1m以內(nèi)，小礦脈延伸方向大體和主礦脈相平行。

2.2 礦石特征

區(qū)內(nèi)礦石中主要礦物為螢石和石英。礦石多呈紫色、淺紫色、綠色或無色等，偶見黃色及紅色，粒狀變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦石裂隙發(fā)育，硬度較高但易碎，半透明—透明，玻璃光澤。

肉眼觀察礦石主要為螢石，少量石英脈穿插其中，局部夾雜碎塊化的花崗巖等。鏡下觀察巖石的主要礦物為螢石，半自形粒狀的大顆粒螢石構(gòu)成巖石主體。

根據(jù)礦物的成分，礦石可以分為2類：

（1）螢石—石英類：該類礦石中螢石含量約在90%～95%，石英含量約為3%～5%，其余礦物2%±。礦石手標(biāo)本下無色、綠色、紫色，鏡下觀察無色透明，不規(guī)則粒狀，粒徑大體0.8～2mm，負(fù)中—高突起，糙面顯著，發(fā)育2組菱形解理，正交鏡下全消光，顯示其均質(zhì)體特性，在紫外線下強(qiáng)烈發(fā)光。

石英—螢石類：該類礦石中螢石含量約在50%～70%，石英含量約為40%～45%，其余礦物5%±。鏡下觀察巖石主要礦物螢石，穿插石英，兩者呈粒狀變晶結(jié)構(gòu)。

石英多為無色，透明，大小不等，呈脈狀穿插在螢石顆粒中，部分為隱晶質(zhì)，正低突起，一級灰白干涉色。螢石在手標(biāo)本下深紫色—淺紫色，部分無色或綠色調(diào)，鏡下無色透明，不規(guī)則粒狀，粒徑大體0.5～2mm，負(fù)中—高突起，糙面顯著，正交鏡下全消光，發(fā)育2組菱形解理，具均質(zhì)性，在紫外線下強(qiáng)烈發(fā)光。

2.3 圍巖蝕變

礦體周邊圍巖蝕變沿硅化斷裂帶兩側(cè)呈帶狀分布，具有一定的分帶性特征，從構(gòu)造中心部位往兩側(cè)分別為云英巖化、絹云母化、綠泥石化等。

3 礦床類型及成因分析

根據(jù)王吉平[1]對中國螢石礦床類型的劃分，本礦床屬于熱液充填型礦床，成礦因素為侵入巖+斷裂，該類螢石礦多受斷裂控制，其形成與侵入巖尤其是燕山期侵入巖有關(guān)，多呈脈狀產(chǎn)出。

李長江、蔣敘良[2]將螢石礦床與巖漿巖的關(guān)系分為2類，與燕山期花崗巖有關(guān)的礦床成礦年齡在70Ma～90Ma，溫度主要集中在100°～165°，氣液比一般小于20%。

螢石為氣成熱液礦物，根據(jù)本區(qū)礦體及礦石特征分析，礦床屬于低溫?zé)嵋盒兔}狀螢石礦，礦體受斷裂構(gòu)造影響較大。本區(qū)內(nèi)劇烈的侵入巖活動為礦床提供了礦源物質(zhì)，而構(gòu)造斷裂所形成的破碎帶為熱液提供了良好的流動通道和成礦場所。

根據(jù)以上分析，區(qū)內(nèi)螢石礦找礦可以有以下幾個規(guī)律：（1）北東東向硅化蝕變碎裂巖帶為區(qū)內(nèi)主要的控礦構(gòu)造；（2）本地構(gòu)造發(fā)育，礦石局部裸露，可沿斷裂方向追溯，尋找螢石礦床。

[1]王吉平，商朋墻，等.中國螢石礦成礦規(guī)律[J].中國地質(zhì)，2015，42（1）：18-32.

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

[3]中國環(huán)境科學(xué)研究院，廣東省環(huán)境地質(zhì)勘查院.翁源縣壩仔鎮(zhèn)滃江上游流域周邊環(huán)境基礎(chǔ)調(diào)查與風(fēng)險管控項目報告[R].2017.