彭宇,郝雪峰,潘蒙,唐屹,楊榮
石渠縣渣隴地區(qū)螢石礦地質(zhì)特征及控礦因素分析
彭宇,郝雪峰,潘蒙,唐屹,楊榮
(四川省地質(zhì)調(diào)查院,成都 610081)
四川省石渠縣渣隴螢石礦化區(qū)位于青藏滇緬“歹”字型構(gòu)造體系的可可西里-甘孜雅江復(fù)向斜,甘孜-理塘斷裂北東側(cè)。區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育北西向褶皺及北西向區(qū)域性壓扭性斷裂以及次生構(gòu)造裂隙,這些次生構(gòu)造裂隙為螢石的成礦提供了良好的導(dǎo)礦和容礦空間,為區(qū)內(nèi)最重要的容礦構(gòu)造。本文在討論該地區(qū)螢石成礦地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上,初步分析了其礦床控礦因素,總結(jié)了找礦標(biāo)志,對(duì)渣隴地區(qū)進(jìn)一步尋找螢石礦床提供參考。
螢石;地質(zhì)特征;找礦標(biāo)志;渣隴地區(qū)
螢石,是唯一能形成工業(yè)礦產(chǎn)的氟化物,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于航空、航天、電子、冶金、建材等領(lǐng)域。《全國(guó)礦產(chǎn)資源規(guī)劃(2016—2020年)》中,將螢石列入戰(zhàn)略性礦產(chǎn)目錄,是我國(guó)極為重要的戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源(李敬等,2017)。渣隴螢石礦(化)區(qū)位于石渠縣南20km,地處可可西里-甘孜雅江復(fù)向斜,甘孜-理塘斷裂北東側(cè),螢石礦脈分布于以渣隴斑狀花崗巖體為代表的燕山晚期侵入體周緣,其成礦與區(qū)域巖漿巖密切相關(guān)。
大地構(gòu)造位置位于巴顏喀拉地塊雅江殘余盆地,青藏滇緬“歹”字型構(gòu)造體系頭部主體構(gòu)造部分(圖1),屬巴顏喀拉褶皺帶的南西分支,即可可西里-甘孜雅江復(fù)向斜。受北西-南東向構(gòu)造線控制,主要構(gòu)造形跡以北西展布向,次級(jí)構(gòu)造則顯示其多樣性,但仍以北西向?yàn)橹?。地層區(qū)劃屬巴顏喀拉-秦嶺地層區(qū)馬爾康分區(qū)雅江小區(qū),區(qū)域出露地層較為簡(jiǎn)單,主要為中生代西康群上三疊統(tǒng)地層,為一套復(fù)理石碎屑沉積,厚度巨大。
區(qū)內(nèi)出露地層較為簡(jiǎn)單,主要為上三疊統(tǒng)兩河口組,可劃分為上下兩段(圖2)。
兩河口組一段(T31):為礦(化)區(qū)最主要的地層,出露面積超過(guò)90%,其厚度巨大,大部分地區(qū)不見底,厚度不明,局部具區(qū)域變質(zhì)。底部主要為灰色塊狀變質(zhì)巖屑雜砂巖、變質(zhì)石英砂巖,少量含礫巖屑雜砂巖,中下部為灰色-深灰色厚層變質(zhì)石英細(xì)砂巖夾少量粉砂質(zhì)板巖、粉砂質(zhì)絹云板巖,此層含較多的白云質(zhì)巖層滑塌塊體。中上部為灰色薄-厚層長(zhǎng)石巖屑砂巖、變質(zhì)巖屑砂巖、石英粉-細(xì)砂巖夾深灰色粉砂質(zhì)絹云板巖、絹云板巖。在頂部砂巖中,夾少量含礫石英砂巖。
兩河口組二段(T32):該段地層僅少量出露于礦區(qū)北西部,地層發(fā)育于兩個(gè)樞紐略向南東傾覆的連續(xù)皺褶的向斜核部。其下部為深灰色粉砂質(zhì)板巖、絹云板巖與灰色薄-厚層變質(zhì)長(zhǎng)石石英砂巖、長(zhǎng)石巖屑砂巖等不等厚互層,砂巖與板巖總量接近。上部為深灰色粉砂質(zhì)絹云板巖夾灰色薄層長(zhǎng)石石英砂巖、變質(zhì)長(zhǎng)石石英砂巖,或呈韻律互層。
礦區(qū)巖漿活動(dòng)較為復(fù)雜,從基性至酸性均有發(fā)育,但巖體在地表上出露面積不大,巖體的侵位時(shí)代均為燕山期,與礦化區(qū)成礦具有密切的關(guān)系(圖2)。
2.2.1 燕山早期侵入巖
主要為打測(cè)落隴一帶的輝長(zhǎng)巖,出露規(guī)模不大,呈巖株?duì)睿呦虮蔽?北北西,露頭情況較差,風(fēng)化剝蝕強(qiáng)烈,大部呈碎裂堆積狀。主要礦石礦物為普通輝石、斜長(zhǎng)石、少量黑云母及石英,副礦物為榍石、磷灰石,次生礦物有滑石、綠泥石等。明顯受后期熱液蝕變影響,進(jìn)而生成一些熱變質(zhì)礦物。
圖2 渣隴螢石礦(化)區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖
1.上三疊統(tǒng)兩河口組上段;2.上三疊統(tǒng)兩河口組下段;3.晚燕山期花崗巖;4.花崗斑巖;5.早燕山期基性巖脈;6.螢石礦脈及編號(hào);7.壓扭性斷裂及編號(hào)
2.2.2 燕山晚期侵入巖
主要為渣隴、丘達(dá)溝2處似斑狀、斑狀花崗巖體,分布于工作區(qū)北東部、南西角,巖株?duì)睿雎睹娣e較大的渣隴巖體約4.5km2,巖體均呈不規(guī)則狀、橢圓狀出露,總體形貌上構(gòu)成穹窿。巖體有內(nèi)相帶與外相帶特征,內(nèi)相帶呈粗粒斑狀結(jié)構(gòu),外相帶呈細(xì)-中粒斑狀結(jié)構(gòu),組成礦物種類及含量大致相仿。巖體周緣發(fā)育大面積角巖帶,角巖帶寬度均達(dá)到數(shù)公里,推測(cè)下覆大規(guī)模巖基。從巖體邊部向外,巖性變化規(guī)律為高溫到低溫的巖性組合,巖性為透輝石長(zhǎng)英角巖、透輝斜長(zhǎng)角巖、斜長(zhǎng)陽(yáng)起石石英角巖、黑云母長(zhǎng)英角巖、角巖化長(zhǎng)石石英砂巖、角巖化砂質(zhì)礫巖、含有黑云母的變質(zhì)長(zhǎng)石石英細(xì)砂巖,從上可見變質(zhì)溫度的遞減關(guān)系和變質(zhì)暈圈的消失。巖體周緣北西向次級(jí)構(gòu)造裂隙極為發(fā)育,與主構(gòu)造線走向大致相同。
該期斑狀花崗巖主要組成礦物為鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、石英、黑云母,副礦物有螢石、鋯石、磷灰石、磁鐵礦、獨(dú)居石、電氣石、鈮鉭鐵礦、錫石、輝鉬礦、黃玉等,顯示較好的含礦性,其螢石含量較普通花崗巖高。
礦區(qū)斷裂與褶皺較為發(fā)育,構(gòu)造形跡主要呈北西-北北西向,少量近南北向,北西向斷裂為區(qū)內(nèi)最主要的斷裂構(gòu)造,并控制區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)的規(guī)模及展布形態(tài)規(guī)律。
2.3.1 斷裂
(1)北西-北北西向斷裂
該組斷裂系統(tǒng)為區(qū)內(nèi)最主要的斷裂系統(tǒng),有規(guī)模較大的區(qū)域性斷裂,也有規(guī)模中等或較小的次級(jí)斷裂。區(qū)域性斷裂延伸長(zhǎng)度可達(dá)數(shù)十公里,均屬壓扭性斷裂,可形成數(shù)十米寬的斷層構(gòu)造帶,一些斷裂(如F2松青斷裂)的構(gòu)造帶充填的石英脈寬度可達(dá)10余米,可見延伸長(zhǎng)數(shù)百米。次級(jí)斷裂構(gòu)造裂隙破碎帶一般寬數(shù)米至十多米,可見延伸長(zhǎng)一般數(shù)十米至數(shù)百米,斷層傾角較陡立,一般達(dá)70°以上,兩盤巖層常具千枚巖化、炭化現(xiàn)象,并伴有強(qiáng)烈褐鐵礦化。
(2)南北向斷裂
為區(qū)內(nèi)次要斷裂構(gòu)造,主要為F1(覺(jué)央斷裂),沿覺(jué)央溝分布,幾乎為正南北向(北北西357°)延伸,南起于翁瓊溝,北至翁曲西岸,全長(zhǎng)約25km,走向線較直,橫切兩河口組下段,斷裂帶上多見花崗斑巖脈、石英脈。在丘達(dá)溝北側(cè)破碎帶上,斷層角礫巖、擠壓透鏡體發(fā)育,由擠壓透鏡體排列方向判斷,斷面向西傾。
2.3.2 褶皺
區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造較為發(fā)育,較大型的褶皺其樞紐延伸方向多為北西向。位于北東部的渣隴復(fù)背斜核部出露渣隴巖體,兩翼地層形成復(fù)式背斜,樞紐略向南東傾覆。F3(打測(cè)落隴斷裂)東盤,發(fā)育倒轉(zhuǎn)褶皺,地層形成倒轉(zhuǎn),其與F5(翁曲斷裂)形成的斷層夾塊內(nèi),發(fā)育連續(xù)緊閉近直立褶皺。在北東部渣隴溝口南側(cè),受F1(覺(jué)央斷裂)影響,斷裂西盤見一系列北東-南西走向的入字型褶曲,從與入字型褶曲關(guān)系來(lái)看,判斷斷裂應(yīng)發(fā)生過(guò)反時(shí)針?lè)较蚺?dòng)。
礦化區(qū)內(nèi)目前發(fā)現(xiàn)較具規(guī)模的螢石礦脈6條(圖2),所發(fā)現(xiàn)的螢石礦脈均產(chǎn)出于兩河口組一段(T31)內(nèi),分布于燕山晚期斑狀花崗巖穹窿周緣,包括渣隴巖體以及南部丘達(dá)溝一帶的巖體。出露寬度3~15m不等,可見延伸長(zhǎng)50~200m不等,主要呈脈狀、條帶狀等形態(tài)產(chǎn)出,局部具膨大縮小、尖滅側(cè)現(xiàn)等特征,礦化脈充填于斷層構(gòu)造裂隙中,邊部常裹挾斷層角礫,在空間展布上嚴(yán)格受區(qū)域內(nèi)次級(jí)北西向壓扭性斷裂構(gòu)造帶控制,其延伸方向與斷裂走向一致,呈舒緩波狀沿?cái)嗔炎呦蛘共?,產(chǎn)狀與斷面產(chǎn)狀一致,以北東傾向?yàn)橹?,一般較陡立,傾角一般在75°以上。
表1 渣隴地區(qū)螢石礦體特征一覽表
礦石礦物主要為螢石,顏色鮮艷多樣,以淺紫色、淺綠色、淺藍(lán)色為主,次為紫紅色、墨綠色、白色等。半透明,性脆,斷面參差狀,玻璃光澤。具碎斑狀、粒狀、柱狀、板狀等結(jié)構(gòu)。碎斑狀螢石一般多見裂紋,次棱角-次圓狀,碎斑大小0.5~2cm,少量可達(dá)4cm,此類碎斑狀螢石通常被石英細(xì)脈或集合體所包裹。粒狀、板狀、柱狀螢石一般具半自形-自形晶,大小多在3~8cm,一些超過(guò)10cm,板、柱狀螢石常見極為發(fā)育的解理。
脈石礦物主要為石英,次為蛋白石、方解石、絹云母等。石英一般灰白、乳白色或無(wú)色,具油脂光澤,多呈它形粒狀、集合體狀或細(xì)脈狀,局部具晶洞構(gòu)造,形成晶簇(圖3b),晶簇一般2~5mm寬,5~10mm長(zhǎng)。蛋白石一般灰白-白色,主要以膠結(jié)物形式出現(xiàn)。絹云呈細(xì)小鱗片狀分布于礦石中。
礦石主要有塊狀構(gòu)造及角礫狀構(gòu)造兩種,塊狀構(gòu)造礦石主要由體積較大的螢石塊體或集合體及少量脈狀石英等組成,整體較為完整。角礫狀礦石主要由早期螢石和石英在應(yīng)力作用下形產(chǎn)生破碎、碎裂,被后期石英脈、硅質(zhì)、螢石所膠結(jié)。
根據(jù)野外礦體特征觀測(cè)結(jié)果結(jié)合礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造等要素,初步認(rèn)為渣隴地區(qū)螢石礦礦化分為2個(gè)階段。
Ⅰ階段:螢石顏色主要以淺綠色、白色為主,結(jié)構(gòu)形態(tài)表現(xiàn)為早期經(jīng)應(yīng)力作用而形成的碎裂狀、碎斑狀礦石,與早期灰白色石英碎粒一起被后期石英脈、螢石膠結(jié)、包裹,形成明顯的碎斑鑲嵌特征,此階段礦石局部還以裹挾大量棱角狀圍巖角礫為特征(圖3c)。
Ⅱ階段:螢石顏色主要以淺藍(lán)、淺紫、紫紅色為主,結(jié)構(gòu)形態(tài)表現(xiàn)為較為完整的粒狀、板柱狀或集合體狀,局部可見呈細(xì)脈狀穿切早期螢石礦體,或呈較大塊體狀對(duì)早期螢石礦體形成包裹形態(tài)(圖3d)。
主要的脈石礦物石英亦可大致分為2個(gè)期次,早期石英多呈白-淺灰白色,與容礦構(gòu)造同時(shí)期形成,經(jīng)改造多呈角礫化或碎粒化,被后期石英、螢石以及硅質(zhì)等膠結(jié)。后期石英多呈浮白色,充填于礦體裂隙之中,局部形成晶洞和無(wú)色晶簇。
礦石主要由CaF2、SiO2組成,分布于2個(gè)巖體周緣的螢石礦脈在品位上有所不同,渣隴巖體周緣Ⅰ、Ⅱ號(hào)礦脈CaF2含量在58.1%~82.6%之間,平均品位64.73%,SiO2含量在16.5%~41.2%之間。丘達(dá)溝周緣Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ號(hào)脈CaF2含量在64.3%~91.4%之間,平均品位75.38%,SiO2含量在9.3%~33.2%之間。
礦石屬螢石-石英型、石英-螢石型,各礦化帶內(nèi)礦石平均品位均超過(guò)富礦品位(CaF2>60%),礦化品位及質(zhì)量較好。
圖3 螢石礦脈及礦石樣品特征
礦體圍巖主要為上三疊統(tǒng)兩河口組砂板巖、白云質(zhì)滑塌塊體以及含白云質(zhì)砂板巖,圍巖蝕變類型主要為葉臘石化、硅化、絹云母化、碳酸鹽化,次為黃鐵礦化、螢石化以及綠泥石化,通常這些蝕變現(xiàn)象圍繞巖體形成蝕變暈。葉臘石化主要發(fā)育于礦體及破碎帶內(nèi)或邊緣,寬度數(shù)十厘米至數(shù)米。硅化見于礦體邊緣一帶,常形成數(shù)米至十多米的硅化帶,硅化帶有時(shí)和葉臘石化共存。絹云母化、黃鐵礦化見于礦體兩側(cè)數(shù)十米范圍內(nèi),通常越靠近礦體蝕變?cè)綇?qiáng)。碳酸鹽化則分布在更大的范圍內(nèi),范圍內(nèi)巖石均表現(xiàn)為一定程度白云質(zhì)化,局部石英細(xì)脈與方解石脈共生。以上圍巖蝕變特征與曹俊臣關(guān)于中國(guó)與花崗巖有關(guān)的螢石礦床地質(zhì)特及成礦作用的研究結(jié)論極為相似(曹俊臣等,1999)。
圍巖普遍表現(xiàn)為硅化、絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化蝕變特征,均為典型的中-低溫蝕變,未見到高溫氣成蝕變等標(biāo)志。礦體與圍巖接觸界線清晰,受斷裂構(gòu)造邊界的嚴(yán)格控制,具充填特征。綜合以上礦體圍巖蝕變特征以及區(qū)域地質(zhì)特征判斷,礦床應(yīng)屬淺成中-低溫?zé)嵋撼涮钚偷V床。
該區(qū)域位于松潘-甘孜造山帶北西端,區(qū)內(nèi)經(jīng)歷多次巖漿旋回改造、構(gòu)造極為發(fā)育,燕山晚期巖漿的上升侵位和冷凝收縮,使區(qū)域地層派生出大量次級(jí)裂隙,巖漿活動(dòng)與構(gòu)造作用疊加使壓扭性構(gòu)造裂隙具有張扭性特征,這些次級(jí)構(gòu)造裂隙為螢石了礦脈成礦提供良好的容礦、成礦空間。其控礦條件與海南什統(tǒng)螢石礦極為相似,在燕山運(yùn)動(dòng)的末期,北西向、近南北向斷裂再次發(fā)生活動(dòng),對(duì)本身進(jìn)行了后期改造,而這種壓扭性斷裂又具有控礦構(gòu)造比較封閉的特點(diǎn),進(jìn)一步阻礙了 F-、Ca2+等活性組分的逸散,從而使該類斷裂成為控制本區(qū)螢石成礦最主要的構(gòu)造(郝強(qiáng)等,2015)。
礦化區(qū)渣隴斑狀花崗巖體與丘達(dá)溝斑狀花崗巖體富含螢石,螢石是除鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、石英、黑云母等主要礦物以外最主要的副礦物,渣隴斑狀花崗巖體螢石含量約在1%左右,丘達(dá)溝斑狀花崗巖體螢石含量則高于1%,其F的含量遠(yuǎn)高于普通花崗巖。巖體圍巖地層出露較大面積的火山質(zhì)碎屑巖、白云質(zhì)巖層,一些地段可以見到白云質(zhì)滑塌塊體,這些巖石富含Ca,為螢石成礦提供了豐富的物源。渣隴斑狀花崗巖體鉀長(zhǎng)石含量可達(dá)45%~63%,為偏堿巖類,K2O含量高于Na2O,有利于F元素的運(yùn)移與富集(葉杰等,2013)。
礦區(qū)渣隴斑狀花崗巖體以及南部的丘達(dá)巖體是富含鉀長(zhǎng)石的偏堿性巖類,其巖基為隱伏穹窿,從野外實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)螢石礦脈產(chǎn)出于巖體近頂部位置及周緣,實(shí)際上受到了穹窿的成礦控制(吳文革等,2005)。
在富含螢石的燕山期斑狀花崗巖成巖后,區(qū)域內(nèi)次生斷裂構(gòu)造極為發(fā)育,大氣降水沿構(gòu)造破碎帶淋濾汲取巖石中的F-和Ca2+,隨著構(gòu)造擠壓與地?zé)嵩鰷?,與地下熱水混合循環(huán),在溫度增高的情況下形成成礦熱液,又不斷對(duì)圍巖淋濾、汲取,使F、Ca等重新活化轉(zhuǎn)移(曹俊臣等,1999),使其濃度不斷增高,最終在近地表附近沿著巖體周緣斷裂構(gòu)造破碎帶等有利的容礦構(gòu)造空間充填而形成螢石礦床。
圖4 晚燕山期花崗巖穹頂控礦特征剖面示意圖
1.上三疊統(tǒng)兩河口組下段;2.晚燕山期花崗巖;3.角巖帶;4.螢石礦脈及編號(hào)
終上所述,區(qū)內(nèi)螢石礦床為晚燕山期淺成中低溫?zé)嵋撼涮钚兔}狀礦床,北西向、北北西向斷裂為區(qū)內(nèi)最主要的容礦、控礦構(gòu)造,上三疊統(tǒng)兩河口組與晚燕山期花崗巖侵入接觸帶疊合部位礦化最好。
依據(jù)該區(qū)控礦因素、礦化類型,結(jié)合區(qū)域和礦區(qū)地質(zhì)特征,總結(jié)找礦標(biāo)志為:①螢石礦脈產(chǎn)于區(qū)內(nèi)斑狀花崗巖體周緣,主要賦存于硅化破碎帶內(nèi)。②區(qū)內(nèi)NW、NNW向的張扭性或壓扭性次級(jí)斷裂,是賦礦的良好場(chǎng)所,是尋找螢石礦床的構(gòu)造標(biāo)志。③在斷裂帶發(fā)育葉臘石化、硅化、絹云母化等蝕變,是尋找螢石礦的蝕變標(biāo)志。④在地貌上硅化帶一般形成陡坎和凸起,是尋找螢石礦礦的地貌標(biāo)志。
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Geological Features and Ore Control Factors of Fluorite Mineralization in Zhalong, Sêrxü, Sichuan
PENG Yu HAO Xue-feng PAN Meng TANG Yi YANG Rong
(Sichuan Institute of Geological Survey, Chengdu 610081)
The Zhalong fluorite mineralization area in Sêrxü, Sichuan is located in the Hoh Xili-Garzê-Yajiang synclinorium on the northeastern side of the Garzê-Litang fault of the Qinghai-Tibet- Yunnan-Burma η-type structure system. NW-trending folds, NW-trending compression-torsion faults and secondary structural fractures are widely developed in this area. These secondary structural fractures provide good ore-guiding and ore-holding space for the fluorite mineralization and are the most important host structures in this area. This paper has a discussion on geological features, ore control factors and ore criteria of the fluorite mineralization.
fluorite; geological feature; ore criteria; Zhalong area, Sêrxü
P611.1+3
A
1006-0995(2021)04-0581-05
10.3969/j.issn.1006-0995.2021.04.009
2021-03-08
“中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所松潘-甘孜成鋰帶鋰鈹多金屬大型資源基地綜合調(diào)查評(píng)價(jià)(編號(hào):WKZB1911BJM500319)”、“稀有稀土戰(zhàn)略資源評(píng)價(jià)與利用四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”聯(lián)合資助
彭宇(1979— ),男,四川遂寧人,工程師,從事礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查工作
郝雪峰(1979— ),男,山西臨汾人,高級(jí)工程師,從事礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查工作