閩北邵武大坪-張厝一帶螢石礦地質(zhì)特征及下一步找礦方向

【摘 要】閩北邵武大坪-張厝一帶螢石礦成礦條件有利，本文分析研究了區(qū)域地質(zhì)背景和礦區(qū)地質(zhì)特征，結(jié)合物探、化探和其它已有工作等資料信息，梳理總結(jié)了礦區(qū)的地質(zhì)特征及成礦規(guī)律，初步認(rèn)為區(qū)內(nèi)張厝、新坪螢石礦點(diǎn)具有尋找中大型螢石礦床的潛力，提出了利用地質(zhì)、物探、化探相結(jié)合尋找螢石礦的方案，提出了區(qū)內(nèi)下一步螢石礦找礦方向。

【關(guān)鍵詞】閩北;地質(zhì)特征;成礦規(guī)律;找礦方向

序言

螢石是一種重要的非金屬礦物原料，廣泛用于冶金、煉鋁、玻璃、陶瓷、水泥工業(yè)，也是生產(chǎn)氫氟酸及其衍生物的重要原料[1-3]。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，螢石的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，用于建筑和造船工業(yè)的焊劑、制造大功率的激光裝置的部件、生產(chǎn)火箭燃料等，螢石日益成為現(xiàn)代工業(yè)部門(mén)一種十分重要的非金屬礦產(chǎn)。

研究區(qū)位于福建省邵武市張厝鄉(xiāng)大坪—張厝一帶，區(qū)內(nèi)螢石礦成礦條件較好，分布著大坪、俞厝蹲、半嶺、黃土嶺、張厝、新坪等螢石礦床（點(diǎn)）。區(qū)內(nèi)地質(zhì)礦產(chǎn)工作開(kāi)展較早，許多地質(zhì)專(zhuān)業(yè)隊(duì)伍和科研院校在區(qū)內(nèi)開(kāi)展過(guò)螢石地質(zhì)找礦工作，對(duì)區(qū)內(nèi)重要的螢石礦未進(jìn)行綜合研究，對(duì)區(qū)內(nèi)螢石礦的找礦潛力缺少系統(tǒng)評(píng)價(jià)。2019年我單位進(jìn)行“江西贛南-福建浦城地區(qū)螢石硼戰(zhàn)略性資源調(diào)查”項(xiàng)目時(shí)，發(fā)現(xiàn)研究區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，硅化、螢石礦化強(qiáng)烈，物化探異常明顯，新發(fā)現(xiàn)多處螢石礦（床）點(diǎn)，綜合分析區(qū)內(nèi)具有較大的螢石礦找礦潛力。本文在結(jié)合本次研究成果及前人成果資料的基礎(chǔ)上，對(duì)該區(qū)螢石礦成礦地質(zhì)特征、螢石礦找礦潛力進(jìn)行總結(jié)分析，并提出了下一步工作方向，以期對(duì)該區(qū)進(jìn)一步螢石礦找礦和勘查工作有所幫助。

1區(qū)域地質(zhì)概況

研究區(qū)位于歐亞大陸板塊東南緣，瀕臨太平洋板塊。大地構(gòu)造單元屬武夷-云開(kāi)-臺(tái)灣造山系（Ⅴ）、華夏陸塊（Ⅴ-3）、武夷古弧盆系（Ⅴ-3-1）[4]。研究區(qū)處于崇安-安遠(yuǎn)NE向深大斷裂帶東南部，南平-寧化構(gòu)造-巖漿帶北部。區(qū)內(nèi)構(gòu)造主要為斷裂。以北東、北西向斷裂為主，近南北向次之，北東向斷裂規(guī)模大、數(shù)量多、礦化蝕變強(qiáng)烈，具有多期多次、活動(dòng)的特點(diǎn)，為區(qū)內(nèi)螢石礦的主要控礦、容礦構(gòu)造[5-6]。

區(qū)域上巖漿活動(dòng)極為頻繁，從加里東期到印支-海西期以及燕山期均有巖漿侵入或噴發(fā)活動(dòng)。區(qū)域上燕山期花崗巖大面積分布，其中燕山早期黑云母正長(zhǎng)花崗巖為螢石礦的主要圍巖，是螢石成礦F、Ca的主要物質(zhì)來(lái)源[7]。

閩北地區(qū)是中國(guó)重要的螢石礦資源基地和找礦遠(yuǎn)景區(qū)，研究區(qū)位于閩北螢石礦礦集區(qū) [8]—浦城-順昌成礦亞帶南部，沿區(qū)域拿口-張厝北東向構(gòu)造巖漿巖帶分布有南山下、吳家塘、大坪、半嶺、俞厝蹲、新坪、黃土嶺、張厝等多個(gè)螢石礦（床）點(diǎn)（圖1）。螢石礦（床）點(diǎn)主要分布于燕山早期黑云母正長(zhǎng)花崗巖內(nèi)的北東向斷裂破碎帶中。

2礦區(qū)地質(zhì)

2.1地層

區(qū)內(nèi)東北部見(jiàn)小面積的古元古界大金山巖組出露，其巖性主要為一套以含晶質(zhì)石墨和斜長(zhǎng)角閃巖類(lèi)為特征的片巖、變粒巖組合，巖石普遍具混合巖化，原巖以砂泥質(zhì)為主，夾基性火山巖，屬含火山巖類(lèi)復(fù)理石建造。

2.2構(gòu)造

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，主要為北東、北北東向斷裂，其中北東、北北東向斷裂縱貫全區(qū)，為拿口-張厝構(gòu)造巖漿巖帶的一部分。北東、北東向斷裂構(gòu)造控制著區(qū)內(nèi)螢石礦（床）點(diǎn)的分布。

北東向斷裂：由F11及其兩側(cè)的次級(jí)斷裂組成，為區(qū)內(nèi)主要螢石礦賦礦斷裂。呈北東向貫穿全區(qū)，控制長(zhǎng)度約8.2km，于研究區(qū)內(nèi)的大坪一帶被北北東向（F9）斷裂錯(cuò)斷為南北兩部分;斷層切穿張厝燕山早期晚侏羅世花崗巖體。

北部半嶺-大坪一線延伸長(zhǎng)度約4km，主斷層走向50°方向，傾向南東，傾角55°～75°不等。斷層以寬度10～60m的硅化帶、構(gòu)造角礫巖帶為特點(diǎn)，自北向南分布有半嶺、俞厝墩小型螢石礦床和新坪螢石礦點(diǎn)。

南部大坪-張厝一線延伸長(zhǎng)度約4.2km，主斷層走向52°方向，傾向南東，南部張厝一帶局部倒轉(zhuǎn)傾向北西，傾角55°～85°不等，局部近直立。以寬度5～100m不等，一般10～40m的硅質(zhì)角礫巖帶，碎裂花崗巖帶、螢石礦化帶為特點(diǎn)。北部分布有大坪（中型）螢石礦床，南部分布有張厝螢石礦，中間硅質(zhì)角礫帶連續(xù)性較好，規(guī)模較大。

北北東向斷裂：主要為F9、F12斷裂主要特征如下：

F9斷裂：為區(qū)內(nèi)主要螢石礦賦礦斷裂。呈北北東向貫穿全區(qū)，區(qū)內(nèi)控制長(zhǎng)度約5km。斷層切穿張厝燕山早期晚侏羅世花崗巖體。主斷層（F9）走向25°方向，傾向北西，傾角 55°～80°不等，局部近直立。斷層以寬度2～20m不等，一般約10m的硅化帶、硅化蝕變碎裂花崗巖帶、螢石礦化帶為特點(diǎn)，區(qū)內(nèi)黃土嶺位于該斷裂構(gòu)造的南部。

F12斷裂：為北東向F11斷裂的次級(jí)斷裂。區(qū)內(nèi)延伸長(zhǎng)度2.75km。斷層走向30°方向，傾向南東，傾角60°～75°不等。斷層以寬度1～5m的硅化蝕變帶為特征。該斷裂為銅鑼丘、新坪東螢石礦控礦斷裂。

2.3巖漿巖

研究區(qū)位于張厝燕山早期花崗巖體中心，侵入巖發(fā)育，廣泛分布晚侏羅世黑云母正長(zhǎng)花崗巖，主要巖性為似斑（少斑）中細(xì)粒黑云母正長(zhǎng)花崗巖、含斑細(xì)粒黑云母正長(zhǎng)花崗巖。似斑（少斑）中細(xì)粒黑云母正長(zhǎng)花崗巖為區(qū)內(nèi)螢石礦的主要賦礦圍巖。

3礦床地質(zhì)

研究區(qū)分布有大坪、黃土嶺、張厝、俞厝墩、新坪、半嶺等螢石礦（床）點(diǎn)6個(gè)，其中大坪螢石礦為中型螢石礦床，半嶺、俞厝蹲、黃土嶺為小型3螢石礦床，其它為螢石礦點(diǎn)。區(qū)內(nèi)主要螢石礦（床）點(diǎn)特征見(jiàn)表1。

3.1礦體特征

研究區(qū)螢石礦體形態(tài)簡(jiǎn)單，呈脈狀、透鏡狀、扁豆?fàn)钯x存于北東、北北向斷裂構(gòu)造破碎帶中。礦體沿走向和傾向呈舒緩波狀變化，具有膨大狹縮、分支復(fù)合現(xiàn)象（圖3），規(guī)模較大的螢石礦床賦礦構(gòu)造破碎帶寬大。

研究區(qū)螢石礦體嚴(yán)格受斷裂控制，與賦礦斷裂產(chǎn)狀一致。礦體傾向主要為南東向、北西向。傾角一般60°～80°，局部近于直立。由于區(qū)內(nèi)礦體基本上為陡傾礦體，部分礦體在走向和傾向延伸方向上局部出現(xiàn)產(chǎn)狀翻轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。

研究區(qū)螢石礦體走向延伸長(zhǎng)度110～471m不等。礦體傾向垂直延伸200～300m不等。礦體厚度0.77～5.99m不等（表1），地表厚度一般0.65～3.5m，深部100～200m膨大，個(gè)別礦體深部厚度可達(dá)十幾米。200m之后礦體厚度逐漸縮小尖滅。

3.2礦石特征

研究區(qū)螢石礦石顏色有白色、淺綠色、翠綠色、深綠色、墨綠色、淺紫色、紫色、深紫色、無(wú)色等。

礦石主要結(jié)構(gòu)有半自形粒狀結(jié)構(gòu)、它形粒狀結(jié)構(gòu)等，次要結(jié)構(gòu)有交代熔燭結(jié)構(gòu)、自形晶結(jié)構(gòu)、放射狀結(jié)構(gòu)等。

半自形-它形粒狀結(jié)構(gòu)：螢石呈半自形-它形粒狀，顆粒間以階梯狀、齒狀、折線狀和不規(guī)則邊緣相連，粒徑0.2～5mm不等，晶面發(fā)育不完全。

放射狀結(jié)構(gòu)：梳狀石英以螢石或硅質(zhì)巖為中心，結(jié)晶生長(zhǎng)呈放射狀。

交代溶蝕結(jié)構(gòu)：早期生產(chǎn)的螢石被后期石英、玉髓溶蝕交代，兩者接觸界線模糊不清，有的呈港灣狀。

自形晶結(jié)構(gòu)：多為后期淡綠色、紫色螢石。呈立方體、四方單錐、六面體或四六面體聚形，粒度較大，一般0.5～5cm不等，多在裂隙內(nèi)或晶洞中出現(xiàn)。

礦石主要有致密塊狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造，次要構(gòu)造有網(wǎng)脈狀、蜂窩狀構(gòu)造等。

致密塊狀構(gòu)造：多分布在礦體中部綠色、淺綠色螢石伴有少量粒狀石英、角礫狀蛋白石或螢石相互嵌接組成均勻的塊狀集合體。

角礫狀構(gòu)造：多分布于礦體頂、底部，角礫呈棱角-次棱角狀，雜亂分布，礫徑一般為0.2～2cm不等，個(gè)別達(dá)5～10cm;角礫成分主要為螢石，次為硅質(zhì)、圍巖角礫，膠結(jié)物為花崗質(zhì)碎斑巖、硅質(zhì)角礫及后期形成的螢石、石英脈。

條帶狀構(gòu)造：不同顏色的螢石或螢石條帶和灰、灰白色蛋白石、石英條帶相間平行分布，螢石條帶一般寬0.2～5cm，硅質(zhì)條帶一般寬0.1～2cm。

網(wǎng)脈狀構(gòu)造：礦石有密度較大不同方向的螢石細(xì)脈交錯(cuò)呈網(wǎng)格狀，螢石細(xì)脈寬幾毫米至十幾厘米不等，網(wǎng)脈間為硅質(zhì)巖或強(qiáng)蝕變花崗巖。

蜂窩狀構(gòu)造：螢石集合體呈團(tuán)塊狀分布于硅質(zhì)孔洞中，因風(fēng)化、流水沖蝕等局部螢石晶體流失形成蜂窩狀構(gòu)造。

3.3礦石礦物組分

礦石礦物組分主要有螢石、石英、玉髓，次為長(zhǎng)石、絹云母、高嶺石。

螢石：區(qū)內(nèi)螢石主要為淺綠、白色、淺紫色，次為翠綠、無(wú)色和紫色等。多數(shù)為它形—半自形粒狀，粒度大者 1～7mm，小者 0.2～0.5mm 不等，呈團(tuán)塊狀集合體或角礫狀集合體。

石英：呈白色、灰白色，部分鐵質(zhì)污染呈淡黃色。不等粒變晶粒狀結(jié)構(gòu)、內(nèi)碎屑結(jié)構(gòu)，粒晶0.03～0.8mm不等，普遍具波狀消光，構(gòu)造裂紋，微破裂現(xiàn)象，石英碎屑大致具有定向排列現(xiàn)象。部分石英呈隱晶-細(xì)粒充填分布于石英晶體之間，部分呈櫛殼狀膠結(jié)螢石，部分石英與螢石密切共生，常呈團(tuán)塊狀、脈狀與螢石集合成塊狀或條帶狀、角礫狀礦石。

玉髓：呈灰白色、灰色及淡黃白色。隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，部分呈隱晶充填分布于螢石晶體之間，部分呈膠結(jié)物分布于內(nèi)碎屑之間。

絹云母：顯微鱗片狀，較均勻散染于隱晶狀石英-玉髓之間。

3.4礦石化學(xué)成分

區(qū)內(nèi)螢石礦礦石唯一的有益組分為CaF2，主要有害組分為SiO2。根據(jù)分析結(jié)果，區(qū)內(nèi)螢石礦單樣品位最低29.18%，最高76.35%。對(duì)于不同的礦點(diǎn)、礦體則因其規(guī)模、主要礦石類(lèi)型組成不同，其礦體平均品位不同;一般來(lái)說(shuō)規(guī)模較大的礦體，礦石類(lèi)型主要為塊狀礦石的礦體品位較高。礦體規(guī)模較小，礦石類(lèi)型主要為條帶狀、角礫狀礦石的礦體，其平均品位相對(duì)較低。就單個(gè)礦體而言，CaF2的含量變化與礦體的延深、厚度以及礦體與圍巖接觸的空間位置均有一定的相關(guān)關(guān)系。一般是地表的含量較深部偏低，但深部延深至一定的標(biāo)高后又開(kāi)始降低，礦體走向上向兩端變薄部位，礦石品位逐漸變貧。礦體與圍巖及夾石接觸或鄰近的地段，含量較低。

3.5圍巖蝕變

螢石礦圍巖主要為燕山早期（黑云母）正長(zhǎng)花崗巖。圍巖蝕變主要發(fā)育一套中-低溫?zé)嵋何g變礦物組合，以硅化、絹云母化為主，葉臘石化、高嶺土化、綠泥石化次之。硅化、絹云母化與區(qū)內(nèi)螢石礦化關(guān)系密切，一般硅化、絹云母化強(qiáng)烈部位礦體厚度大、礦石品位高。

4找礦標(biāo)志

（1）斷裂構(gòu)造是必要的找礦標(biāo)志，尤其是燕山早期花崗巖內(nèi)不同走向斷裂交匯部位的北東向張性斷裂是尋找螢石礦有利部位。

（2）地表若見(jiàn)黃褐-棕褐色砂土，可能是全風(fēng)化螢石礦體，褐色或黑色為鐵錳質(zhì)的渲染;地表若見(jiàn)松散的螢石礦粒，有的已成砂土狀、蜂窩狀、爐渣狀構(gòu)造，其下部成礦[9]。

（3）硅化強(qiáng)烈且范圍寬大，并伴有綠泥石化、葉臘石化部位，其深部往往會(huì)有螢石礦體產(chǎn)出。

（4）硅化帶中如果存在蜂窩狀、爐渣狀、立方形、六面體形空洞，是螢石晶體或集合體流失的標(biāo)志。

（5）沿硅化帶形成的正地形、脊背狀山脊或斷裂構(gòu)造形成的陡崖、負(fù)地形為區(qū)內(nèi)尋找螢石礦的地形標(biāo)志。

（6）高精度磁測(cè)負(fù)異常、視電阻率聯(lián)合剖面ρa(bǔ)、ρb正交點(diǎn)、天然選頻低電位異常為區(qū)內(nèi)尋找螢石礦的物探標(biāo)志。

（7）水系沉積物、土壤地球化學(xué)測(cè)量F、Ca異常為區(qū)內(nèi)尋找螢石礦的化探標(biāo)志。

5成礦期次

根據(jù)區(qū)內(nèi)螢石礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征和螢石礦脈相互穿插關(guān)系，區(qū)內(nèi)螢石礦成礦期次大致可以分為四個(gè)成礦階段。

第一階段：成礦作用早期張應(yīng)力作用下先期形成的壓扭性斷裂發(fā)生張性活動(dòng)，含礦熱液上升就位使石英、螢石依次結(jié)晶，形成淺綠色螢石礦。螢石呈半自形粒狀結(jié)構(gòu)，石英多為細(xì)粒狀乳白色，螢石與石英互相嵌部形成條痕條帶狀、致密塊狀螢石礦（圖6a）。

第二階段：張性斷裂活動(dòng)進(jìn)一步加劇，第一階段形成的螢石礦局部遭受破壞，含礦熱液沿淺綠色螢石礦裂隙充填形成淺紫色螢石礦（圖6b）。

第三階段：經(jīng)過(guò)一定間歇后，斷裂再次發(fā)生張性活動(dòng)，前期形成的淺綠色、淺紫色螢石礦石破碎成棱角-次棱角狀角礫，同時(shí)礦液再次沿裂隙充填形成白色螢石并膠結(jié)淺綠色、淺紫色螢石角礫，形成角礫狀螢石礦（圖6c）。

第四階段：張應(yīng)力進(jìn)一步減弱，在前期礦體或者頂?shù)装辶严吨谐涮罱Y(jié)晶形成了品位較低的由紫色螢石、石英條帶組成的網(wǎng)脈狀螢石礦石（圖6d）。

6成礦規(guī)律

（1）研究區(qū)螢石礦床（點(diǎn)）受晚侏羅世張厝花崗巖體控制，分布于花崗巖體內(nèi)的北東、北北東向斷裂破碎帶中，燕山早期花崗巖為成礦熱液的形成提供了物源[10-12]。

（2）研究區(qū)螢石礦床（點(diǎn)）嚴(yán)格受斷裂構(gòu)造控礦[13-18]，螢石礦體賦存于構(gòu)造破碎帶膨大部位。F9、F11、F12北東向、北北東向斷裂構(gòu)造為區(qū)內(nèi)主要的控礦和容礦構(gòu)造。

（3）研究區(qū)內(nèi)螢石礦體分布于硅化帶膨大部位，礦體產(chǎn)狀與硅化帶產(chǎn)狀基本一致。礦體走向、傾向上均具波狀變化、膨大縮小、尖滅再現(xiàn)現(xiàn)象。

7下一步找礦方向和工作建議

（1）增加對(duì)現(xiàn)有已采礦體的深部查證：已知大坪、黃土嶺、俞厝墩、半嶺螢石礦床采用的是平硐式開(kāi)采，所以進(jìn)行已知礦床深部老硐調(diào)查，開(kāi)展典型礦床研究指導(dǎo)區(qū)內(nèi)螢石礦找礦工作。

（2）雖然區(qū)內(nèi)風(fēng)化層較厚，不利于地質(zhì)觀察，但礦區(qū)范圍內(nèi)的地形切割比較厲害，并且硅化帶也易形成正地形和螢石砂礦。前期在半嶺-大坪一帶開(kāi)展的1︰1萬(wàn)專(zhuān)項(xiàng)地質(zhì)測(cè)量取得較好的效果，應(yīng)進(jìn)一步在大坪-張厝一線開(kāi)展1︰1萬(wàn)專(zhuān)項(xiàng)地質(zhì)測(cè)量工作。

（3）前期工作在半嶺-大坪一線開(kāi)展的土壤地球化學(xué)測(cè)量（線距100，點(diǎn)距40）、天然選頻測(cè)量（點(diǎn)距10m）工作，圈出的F、Ca土壤異常和天然選頻低電位異常與螢石礦體及賦礦硅化帶吻合較好，應(yīng)在南部的大坪-張厝一線繼續(xù)開(kāi)展面積性物化探工作，并對(duì)可能的礦化異常進(jìn)行槽探揭露，以查找覆蓋層下的礦體。

（4）選擇大坪已知礦體開(kāi)展可控源音頻大地電磁測(cè)量剖面、視電阻率聯(lián)合剖面實(shí)驗(yàn)工作[12]，開(kāi)展物探工作方法有效性實(shí)驗(yàn)，觀察礦體、破碎帶、礦化體及圍巖的異常特征，根據(jù)實(shí)驗(yàn)成果在新發(fā)現(xiàn)的張厝、新坪螢石礦點(diǎn)開(kāi)展相應(yīng)工作。

（5）工程查證是基于上述工作基礎(chǔ)上的最直接的找礦方法。主要分成探槽、取樣鉆和鉆探3種方法，根據(jù)前述工作成果進(jìn)行。

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中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目：

江西贛南-福建浦城地區(qū)戰(zhàn)略性螢石硼資源調(diào)查（DD20190816）

作者簡(jiǎn)介：

焦森（1979～），男，高級(jí)工程師，碩士，從事礦產(chǎn)預(yù)測(cè)和礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略研究。

（作者單位：中化地質(zhì)礦山總局）