江西南城縣小竺螢石礦地質(zhì)特征及周邊找礦前景

謝瑞華，余牛奔，吳火星

(江西省地質(zhì)局第二地質(zhì)大隊(duì)，江西 九江 332000)

螢石化學(xué)成分為氟化鈣(CaF2)，是一種低熔點(diǎn)(1 270～1 350℃)礦物，其廣泛應(yīng)用于冶金、化學(xué)、陶瓷及新能源、新材料等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)[1-3]。自然資源部在2016年發(fā)布的全國(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)資源，因此開展螢石找礦及成礦規(guī)律的研究，具有重要的現(xiàn)實(shí)及科學(xué)意義。

本文從小竺螢石礦的成礦地質(zhì)條件、控礦因素、礦體礦石特征研究，以探討其成礦物質(zhì)來源及成礦構(gòu)造背景、分析其礦床成因類型。通過實(shí)地踏勘和野外驗(yàn)證，在小竺礦區(qū)外圍發(fā)現(xiàn)螢石礦點(diǎn)兩處，為該地區(qū)進(jìn)一步尋找螢石礦工作提供有力依據(jù)。

1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

研究區(qū)位于揚(yáng)子板塊華南緣，系武夷山隆起之北東端，區(qū)域上斷裂較發(fā)育，主要為安遠(yuǎn)至鷹潭深斷裂，該構(gòu)造線方向以北東向?yàn)橹?，斷裂初形成于加里東期，燕山期仍有強(qiáng)烈活動(dòng)，其性質(zhì)以壓剪性特征為主，沿?cái)嗔褞Ъ永飽|期花崗巖、混合交代花崗巖及晚侏羅系火山巖均較發(fā)育，并有多個(gè)溫泉及螢石礦點(diǎn)沿此出露，螢石礦點(diǎn)受巖體及安遠(yuǎn)至鷹潭深斷裂或其次生斷裂雙重控制。安遠(yuǎn)至鷹潭深斷裂控制了周邊區(qū)域的總體構(gòu)造形態(tài)，受其影響，發(fā)育一系列北東向壓扭性、張性斷裂以及北西向次生壓扭性斷層，這些斷裂、斷層為后期成礦提供了通道和儲(chǔ)存基礎(chǔ)(圖1)。

2 礦區(qū)地質(zhì)

2.1 礦區(qū)地層

礦區(qū)出露的地層較為簡(jiǎn)單，主要為南華紀(jì)洪山組下段(NhZ1h1)變質(zhì)巖。南華紀(jì)洪山組變質(zhì)巖沿F1斷裂慣穿全區(qū)，巖性主要為角巖、變粒巖、變余細(xì)砂巖、變余粉砂巖等。該地層在燕山期巖體活動(dòng)時(shí)為巖體的礦物質(zhì)源提供了屏蔽空間。

2.2 礦區(qū)構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造不發(fā)育，區(qū)內(nèi)構(gòu)造以脆性斷裂以及次級(jí)壓扭性斷層為主(圖2)。斷裂構(gòu)造(F1)呈北東走向，是區(qū)內(nèi)主體構(gòu)造，亦為區(qū)內(nèi)Ⅱ、Ⅲ號(hào)礦體的主要控礦賦礦構(gòu)造。次級(jí)壓扭性斷層(F2)為礦區(qū)主斷層F1的次生壓扭性斷裂，呈近南北走向，是區(qū)內(nèi)Ⅰ號(hào)礦體(含I1、I2號(hào)礦體)的主要控礦儲(chǔ)礦構(gòu)造。

圖2 礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖

F1斷裂位于礦區(qū)中南部，該斷裂橫貫全區(qū)，往北東、西南方向均延伸至礦區(qū)以外數(shù)十公里，為安遠(yuǎn)至鷹潭深斷裂的次級(jí)構(gòu)造。區(qū)域長(zhǎng)度大于30km，該斷裂初形成于加里東期，燕山期有強(qiáng)烈的活動(dòng)，斷裂性質(zhì)早期為壓性，晚期為張性。

F1斷裂走向北東，傾向310°～325°，傾角65°～75°，寬4～20m，該構(gòu)造破碎帶產(chǎn)于燕山期花崗巖體與洪山組變質(zhì)巖之間，頂板為燕山期花崗巖體，底板為洪山組變質(zhì)巖。構(gòu)造破碎帶內(nèi)巖性主要為硅化構(gòu)造角礫巖，其成分主要為膠結(jié)物和角礫，角礫和膠結(jié)物以石英為主，花崗巖次之，少量的巖粉、斷層泥等。角礫原巖為石英和花崗巖，呈棱角—次棱角狀，大小不一。硅化構(gòu)造角礫巖巖石相對(duì)較松散，硅質(zhì)含量一般為50%～80%，最高可達(dá)90%，石英粒度一般1～3mm，部分為隱晶質(zhì)。與硅化伴生的蝕變有黃鐵礦化，局部可見擠壓構(gòu)造透鏡體，透鏡體長(zhǎng)0.08～1.8m，寬0.04～0.6m，長(zhǎng)軸大致平行斷裂走向，透鏡體內(nèi)硅化較弱，微細(xì)粒石英含量25%～35%，邊緣較強(qiáng)，常形成硅化巖。硅化破碎帶內(nèi)常有晚期石英脈穿插，脈幅1～5mm不等，石英脈多具梳狀構(gòu)造和晶洞構(gòu)造。構(gòu)造破碎帶兩側(cè)常形成0.5～3m的硅化蝕變帶，蝕變帶內(nèi)硅化最主要表現(xiàn)為花崗巖的石英顆粒加粗，石英含量增高，局部可達(dá)50%～60%。斷層兩側(cè)派生羽狀裂隙，內(nèi)常有石英細(xì)脈貫入，蝕變主要為硅化、云英巖化、綠泥石化、螢石礦化，局部形成石英、螢石礦脈。F1斷裂帶在礦區(qū)中南部出現(xiàn)分支，分支產(chǎn)于花崗巖體中，頂?shù)装寰鶠榛◢弾r體，礦區(qū)Ⅱ號(hào)礦體主要賦存于此分支中。F1斷裂帶南部主體部分底板與洪山組變質(zhì)巖直接接觸，頂板為花崗巖體。

F2斷裂位于礦區(qū)中西部，為礦區(qū)主斷層F1的次生壓扭性斷裂，地貌上表現(xiàn)為山脊或溝谷，北段走向呈近南北向，向南漸變?yōu)楸北睎|向，走向長(zhǎng)大于1.0km，呈弧形產(chǎn)出，傾向300°～325°，傾角70°～85°，寬1～5m，斷層性質(zhì)主要為壓扭性，其產(chǎn)于燕山期花崗巖體中，巖性為硅化構(gòu)造角礫巖，角礫呈棱角狀，大小不一，角礫成分以花崗巖為主，石英次之，巖粉、斷層泥等含量較少，巖石相對(duì)較松散，礦化蝕變主要為硅化、云英巖化、綠泥石化、螢石礦化，局部形成石英脈、螢石礦脈。礦區(qū)Ⅰ號(hào)螢石礦體即產(chǎn)于F2斷裂中。

2.3 礦區(qū)巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，區(qū)內(nèi)大面積出露燕山早期第二階段巖體(γ52-2)。巖體呈巖株?duì)町a(chǎn)出，屬淺成—超淺成的酸性巖體。巖性主要以中粗(細(xì))粒似斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖、中粗(細(xì))粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖為主。巖體大致呈北東向展布，侵入于南華系洪山組下段淺變質(zhì)巖中，巖體傾向不明顯。該巖體為區(qū)或內(nèi)螢石礦床或礦點(diǎn)提供礦物質(zhì)來源，是成礦的主要母巖。

3 礦床與礦石特征

3.1 礦床特征

礦區(qū)為熱液充填型螢石礦床，根據(jù)其賦礦形式可分為兩類，即構(gòu)造破碎帶充填型及次級(jí)壓扭性斷裂充填型螢石礦床。其中以構(gòu)造破碎帶充填型成礦占主導(dǎo)，兩者在時(shí)間上、空間上以及成巖成礦演化特征上具有密切的成因聯(lián)系[4-6]。現(xiàn)將兩種類型礦床特征分述如下：

(1)構(gòu)造破碎帶充填型礦床。

通過勘查發(fā)現(xiàn)該類型螢石礦體2個(gè)，即Ⅱ號(hào)、Ⅲ號(hào)礦體，是礦區(qū)內(nèi)的主要礦床類型，其規(guī)模相對(duì)較大，資源量占礦區(qū)總量的70%以上。礦體賦存標(biāo)高470～180m，走向長(zhǎng)200～400m，傾斜延伸200～270m。礦體主要賦存于構(gòu)造破碎帶內(nèi)，受構(gòu)造破碎帶控制，集中分布于構(gòu)造破碎帶頂、底板附近。礦體總體走向北東，傾向北西，傾角65°～75°。呈似層狀、透鏡狀、脈狀產(chǎn)出，沿走向及傾向具有膨大縮小，尖滅再現(xiàn)的特點(diǎn)。礦體厚度1～12.21m，平均4.12m，CaF2品位30%～83.76%，平均38.93%。

(2)次級(jí)壓扭性斷裂充填型礦床。

通過勘查發(fā)現(xiàn)該類型螢石礦體2個(gè)，即I1、I2號(hào)礦體。2個(gè)主要礦體分布于礦區(qū)的西北部，賦存標(biāo)高500～180m，走向延長(zhǎng)160～340m，傾向延深50～140m，沿走向及傾向均出現(xiàn)膨大縮小現(xiàn)象。兩個(gè)礦體呈近似平行側(cè)列狀產(chǎn)出。由于受次級(jí)壓扭性斷裂構(gòu)造控制，本類型礦體具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：①沿走向及傾向延伸規(guī)模不大；②礦體與圍巖關(guān)系清晰明顯；③CaF2品位較富。礦體總體走向呈近南北向，傾角70°～85°，由于陡傾斜產(chǎn)出，整體傾向東局部反傾向西。礦體厚度1～4m，平均2.57m，CaF2品位30%～97.17%，平均50.67%。

3.2 礦石特征

根據(jù)主要礦物組合礦區(qū)礦石可分為螢石型、石英—螢石型、螢石—石英型三類。螢石型主要由螢石組成，含少量其他雜質(zhì)，為區(qū)內(nèi)I1、I2號(hào)礦體的主要礦石類型；石英—螢石型礦石主要為螢石，石英次之，該類礦石為礦區(qū)Ⅱ、Ⅲ號(hào)礦體的主要礦石類型，分布廣泛；螢石—石英型礦石中螢石含量小于石英或二者近乎相等，此類礦石主要存在于貧礦石之中。

按礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造可劃分為塊狀、條帶狀、角礫狀三類。不同的結(jié)構(gòu)構(gòu)造類型的礦石，其控礦因素不同，產(chǎn)出的部位也不同。如受構(gòu)造破碎帶控制的礦體，其礦石類型較多，常見的有塊狀、條帶狀、角礫狀，而壓扭性斷層控制礦體，礦石多為塊狀。

4 礦床成因

4.1 成礦作用

隨著燕山早期巖體的活動(dòng)為該區(qū)域提供了螢石礦物質(zhì)的來源，而上部南華系洪山組變質(zhì)巖為燕山早期巖體的礦物質(zhì)源提供了很好屏蔽空間，礦物質(zhì)源在巖漿的擠壓機(jī)制及構(gòu)造應(yīng)力作用下，使礦物質(zhì)運(yùn)動(dòng)貫入容礦構(gòu)造破碎帶中，形成多條被螢石礦及石英脈充填的斷裂和裂隙[7-10]。

4.2 構(gòu)造控礦

(1)構(gòu)造破碎帶控礦。

受礦區(qū)F1構(gòu)造應(yīng)力作用，其形成的構(gòu)造破碎帶內(nèi)巖石大部分遭受了不同程度的動(dòng)力及熱液變質(zhì)作用，形成以硅化構(gòu)造角礫巖、硅化構(gòu)造碎裂巖、糜棱巖、千糜巖等為特征的組合。構(gòu)造破碎帶內(nèi)最主要的蝕變?yōu)楣杌?、綠泥石化、綠簾石化、碳酸鹽化等。這是因?yàn)樯畈亢V漿源體形成之后，北東向斷裂再次活動(dòng)，在構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的作用下，切過含礦巖漿體。這時(shí)，深部含礦巖漿源的演化已進(jìn)入巖漿期后階段，構(gòu)造破碎帶內(nèi)的構(gòu)造—巖漿作用促使含螢石、石英成礦物質(zhì)富集、遷移，而伴隨構(gòu)造運(yùn)動(dòng)貫入容礦構(gòu)造破碎帶中，在有利的構(gòu)造部位富集成礦，形成構(gòu)造破碎帶控制的熱液型螢石礦床[11-12]。

(2)次級(jí)壓扭性斷裂控礦。

礦區(qū)內(nèi)的裂隙、節(jié)理是礦區(qū)F1構(gòu)造破碎帶的多次運(yùn)動(dòng)而衍生的次級(jí)壓扭性斷裂，部分次級(jí)壓扭性斷裂延伸深遠(yuǎn)，在后期含礦漿源的演化已進(jìn)入巖漿期后階段時(shí)，巖漿作用促使含螢石、石英成礦物質(zhì)富集、遷移，而伴隨構(gòu)造運(yùn)動(dòng)貫入容礦裂隙、節(jié)理中，形成受次級(jí)壓扭性斷裂控制的熱液型螢石礦床。

5 找礦前景

通過研究區(qū)及周邊已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的礦點(diǎn)分析，該區(qū)礦點(diǎn)、礦床成因類型均為熱液充填型，主要分布于燕山期巖體附近，受構(gòu)造破碎帶及燕山期巖體的雙重控制。在礦區(qū)外圍北東向及南西向F1斷裂帶兩側(cè)既有燕山期巖體帶來成礦物質(zhì)源，也有F1斷裂及其衍生的次生斷裂為其提供富集與儲(chǔ)存空間，因此礦區(qū)外圍區(qū)域沿F1斷裂帶存在著較好的成礦潛力及找礦前景。