江西永豐中富螢石礦礦床地質(zhì)特征與控礦因素

周戰(zhàn)偉 孟平虹

（江西省地質(zhì)局第九地質(zhì)大隊）

螢石用途非常廣泛，是工業(yè)上氟元素的主要來源和現(xiàn)代工業(yè)中重要的礦物原料，行業(yè)內(nèi)則稱螢石為“第二稀土”，其應用領(lǐng)域涵蓋新能源、新材料、國防、電子、冶金、化工、原子能工業(yè)、醫(yī)藥及農(nóng)藥等新興和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。

招攜—小江斷裂帶（永豐段）處于永豐—寧都—興國螢石礦集區(qū)，螢石資源豐富，如中富螢石礦探明CaF2共230.5萬t（2018年），南坑螢石礦探明CaF2共293.7萬t（2019年）。目前，對中富螢石礦床的成礦機理和成礦過程尚缺乏深層次認識，這在一定程度上制約了區(qū)域螢石礦的成礦預測與找礦勘查工作。在此背景下，本次通過中富螢石礦床解剖，探討中富螢石礦的控礦因素［1-4］。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

1.1 區(qū)域地層

區(qū)域出露地層包括基底蓋層“二元”結(jié)構(gòu)組成：基底變質(zhì)巖新元古代為青白口系、南華系和震旦系基底變質(zhì)巖一套復理石建造；蓋層為晚古生代海相碎屑沉積及碳酸鹽巖沉積，角度不整合于基底地層之上。此外，第四系零星分部于區(qū)內(nèi)溝谷、低洼地段。

1.2 區(qū)域構(gòu)造

區(qū)域構(gòu)造包括加里東旋回、海西—印支旋回、燕山旋回構(gòu)造層。各構(gòu)造層之間為角度不整合接觸關(guān)系，且彼此交匯、疊加改造，最終形成了近南北向復式褶皺及北東向、北北東相斷裂構(gòu)造為主，疊加北西、南北向構(gòu)造的總體構(gòu)造格局。值得注意的是，燕山期強烈的北北東向和北東向斷裂構(gòu)造活動，對本區(qū)成礦具有重要的控制作用。

1.3 區(qū)域巖漿巖

區(qū)域內(nèi)巖漿不僅分布廣泛而且活動頻繁，具多期多階段特點。研究區(qū)內(nèi)巖漿巖主要為加里東期巖漿侵入體（自北至南分布有樂安、東陂、羅陂、大金竹、大沽、鵝婆巖體）和燕山早期第三階段巖漿侵入巖體（自北至南分布有坪溪、招攜、水漿、黃陂、良村、東固、江背、永豐巖體）。這些不同時代巖漿巖類的分布，無不受一定的構(gòu)造帶控制。

2 礦床特征

2.1 礦體特征

根據(jù)礦體控礦因素、賦存部位及空間分布規(guī)律，從北至南礦區(qū)內(nèi)劃分V3號螢石礦化帶、V2號螢石礦化帶、V1號螢石礦化帶。本礦床由大小不等的10個礦體組成，V1-1、V2-1、V3-1為主要礦體。礦體均賦存于北北東向構(gòu)造破碎帶中，礦體形態(tài)、產(chǎn)狀嚴格受構(gòu)造破碎帶控制，兩者產(chǎn)狀基本一致。寬破碎帶處礦體厚度往往也隨之增大。

V1-1礦體賦存于主斷裂帶F1內(nèi)，礦體形態(tài)呈脈狀、透鏡狀，沿走向、傾向呈不規(guī)則膨縮變化，分枝復合現(xiàn)象較明顯，產(chǎn)狀為113°∠45°～58°，沿走向控制最大長度為305 m，控制最大傾向延深351 m，賦礦標高為+160～+414 m，厚度在1.02～15.5 m，平均厚度為6.15 m。

V2-1礦體賦存于主斷裂帶F1內(nèi)，礦體形態(tài)呈長透鏡狀，沿走向、傾向呈不規(guī)則膨縮變化，分枝復合現(xiàn)象較明顯，并具尖滅再現(xiàn)特點，產(chǎn)狀為106°∠49°～52°，沿走向控制最大長度為352 m，控制最大傾向延深405 m，賦礦標高為+140～+504 m，厚度在3.83～22.12 m，平均厚度為10.47 m。

V3-1礦體賦存于主斷裂帶F1內(nèi)，礦體形態(tài)呈較規(guī)則長透鏡狀，沿走向、傾向呈不規(guī)則膨縮變化，分枝復合現(xiàn)象較明顯，并具尖滅再現(xiàn)特點，產(chǎn)狀為104°～114°∠44°～53°，沿走向控制最大長度為467 m，控制最大傾向延深423 m，賦礦標高為+100～+481 m，厚度在1.41～16.50 m，平均厚度為9.43 m。

2.2 礦石質(zhì)量特征

2.2.1 礦石礦物成分

礦石礦物為螢石，脈石礦物主要為石英，次有少量玉髓、蛋白石、長石、絹云母、綠泥石、黑云母、褐鐵礦等。

2.2.2 礦石化學成分

礦石主要化學成分為CaF2和Si O2，二者一般占總量的90%以上，CaF2和Si O2的含量變化具明顯的消長關(guān)系。礦石中Al2O3、CaO、Ca3O2、MgO、P2O5、S分布無規(guī)律性，但Al2O3、CaO、K2O、Na2O的含量均較高，其圍巖K2O、Na2O的含量均較高，且K2O大于Na2O，利于圍巖中的氟元素遷移及含氟熱液沉淀富集。

2.2.3 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石主要有自形半自形粗晶粒狀結(jié)構(gòu)、他形砂糖粒狀結(jié)構(gòu)、破碎結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)、碎斑結(jié)構(gòu)，次有交代溶蝕殘余結(jié)構(gòu)。

礦石構(gòu)造主要有塊狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造，次有網(wǎng)格狀構(gòu)造、環(huán)帶狀、晶簇狀、細脈狀和晶洞構(gòu)造。

2.2.4 礦石類型

根據(jù)礦石礦物中的螢石和石英組合關(guān)系，可劃分以下3種礦石類型：螢石型礦石、石英—螢石型礦石、螢石—石英型礦石。

按礦石構(gòu)造特征區(qū)內(nèi)礦石自然類型分為塊狀、條帶狀、角礫狀螢石礦石。

3 控礦因素

研究區(qū)內(nèi)螢石礦床的成礦作用與區(qū)內(nèi)地層、巖漿巖、構(gòu)造緊密相關(guān)，其三位一體作用聯(lián)合控制著螢石成礦流體的形成、沉淀和富集。研究區(qū)內(nèi)斷裂眾多，同時巖漿巖十分發(fā)育，這些因素有利于區(qū)內(nèi)螢石礦的形成。

3.1 地層

研究區(qū)內(nèi)出露地層主要為震旦系變質(zhì)巖和石炭系碳酸鹽巖。含鈣地層為Ca質(zhì)的主要來源。研究區(qū)內(nèi)含鈣巖層：一是青白口系庫里組變質(zhì)含鈣雜砂巖；二是上南華統(tǒng)下坊組變余含鈣碎屑雜砂巖、大理巖；三是上石炭統(tǒng)黃龍組白云巖、生物碎屑灰?guī)r和穿山組細晶灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r。從地層的控礦性來看，震旦系地層也是研究區(qū)內(nèi)有利的賦礦圍巖，從永豐—寧都—興國螢石礦集區(qū)螢石礦賦礦圍巖來看，62%的螢石礦床皆與該套地層相關(guān)，此地層裂隙發(fā)育，為成礦流體的流動提供了空間和通道，該地層凝灰?guī)r比值較大，凝灰?guī)r中含有較為豐富的Ca和F，為成礦流體提供了成礦所需物質(zhì)，為區(qū)內(nèi)礦源層之一。

3.2 斷裂構(gòu)造

區(qū)內(nèi)北北東向招攜—小江斷裂為研究區(qū)主要控礦斷裂，次有北東向斷裂見有螢石礦化點分布，且斷層性質(zhì)主要為壓扭性斷裂，還表現(xiàn)為多期活動特征，并且發(fā)育有很多次級斷裂，這些次級斷裂上分布有很多螢石礦（化）點。

招攜—小江斷裂帶由一系列相互平行斷裂組成，總體呈北北東向“S”形展布，斷裂面傾向東或南東東，傾角為50°～75°。斷裂帶至少從加里東期開始活動至燕山晚期才趨于結(jié)束，對古生界沉積建造和侏羅紀巖漿活動都有顯著的控制。據(jù)其構(gòu)造巖特征，早期顯示以壓性、壓扭性為主，擠壓破壞現(xiàn)象和圍巖擠壓構(gòu)造透鏡體普遍發(fā)育，斷層泥、糜棱巖呈帶狀分布，成礦作用主要是為深部礦液的上升、地表降水的下滲及混合溶液對圍巖礦物質(zhì)的萃取提供良好的通道，礦化作用較弱，形成的礦體規(guī)模較小，礦體一般呈細脈狀、小透鏡狀、條帶狀展布，礦體間多為硅化帶、細脈帶或網(wǎng)脈帶。中期顯示以張性為主，斷層角礫巖發(fā)育，角礫以棱角狀為主，成礦作用主要是為礦液充填提供了豐富的空間，溫度、壓力容易下降，礦液易沉淀富集成礦，為研究區(qū)重要成礦期，礦體主要呈不規(guī)則透鏡狀、脈狀、團塊狀展布，礦體間多為硅質(zhì)物和圍巖角礫。晚期顯示以壓扭性為主，早期構(gòu)造再次遭受破碎，導致斷裂兩側(cè)斷層泥、糜棱巖發(fā)育成帶狀，由于下切深度大，使上下對流形成的含礦熱液繼續(xù)沿破碎帶充填，再次沉淀富集成礦，斷層泥、糜棱巖帶又使礦液處于一個封閉環(huán)境，更利于礦液充分集中結(jié)晶沉淀，形成的礦體規(guī)模大，沿走向、傾向延伸較長，礦體形態(tài)以脈狀為主，次為透鏡狀，隨著扭力的作用增強，易在帶內(nèi)形成一組相互平行的成礦裂隙帶，往往沿主礦體兩側(cè)形成平行次小礦體。因而也決定了區(qū)內(nèi)沉淀—破碎—膠結(jié)—再破碎—再膠結(jié)的多次重復的成礦作用特點。

3.3 巖漿巖

綜觀贛中南地區(qū)螢石礦成礦特征，螢石礦的形成均與燕山期花崗侵入巖息息相關(guān)，螢石礦床均分布在燕山期巖體內(nèi)外接觸帶斷裂處，一是由于燕山期花崗巖，尤其是其中的黑云母花崗巖是F的主要攜帶者，為成礦流體提供了成礦所需豐富的F物質(zhì)來源；二是研究區(qū)內(nèi)燕山期花崗巖巖石化學特征屬堿過飽和巖石，更富堿貧鋁，以高堿質(zhì)、鐵鎂組分偏高、富鉀的酸性花崗巖為特征，利于花崗巖中F的活化和遷移；三是巖漿期后熱液的釋放，為成礦流體的形成提供了豐富的熱源。

中富大型螢石礦床產(chǎn)于招攜巖體、黃陂巖體內(nèi)外接觸帶斷裂處，招攜巖體、黃陂巖體均為燕山早期第三階段侵入巖，呈多期次多階段侵入活動的特點，巖體分異演化現(xiàn)象明顯；呈巖基或巖株產(chǎn)出，且受斷裂控制明顯，花崗巖遭受后期動力變質(zhì)作用而形成礦體兩側(cè)的動力變質(zhì)巖帶。

4 結(jié) 論

（1）中富螢石礦床由大小不等的10個礦體組成，以V1-1、V2-1、V3-1礦體為主要礦體，均賦存于北北東向構(gòu)造破碎帶中，礦體形態(tài)、產(chǎn)狀嚴格受構(gòu)造破碎帶控制，兩者產(chǎn)狀基本一致。寬破碎帶處礦體厚度往往也隨之增大。礦石礦物為螢石，脈石礦物主要為石英；礦石破碎結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)、碎斑結(jié)構(gòu)等，塊狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造等；礦石類型為螢石型礦石、石英—螢石型礦石和螢石—石英型礦石。

（2）研究區(qū)內(nèi)螢石礦床的成礦作用與區(qū)內(nèi)地層、巖漿巖、構(gòu)造緊密相關(guān)，其三位一體作用聯(lián)合控制著螢石成礦流體的形成、沉淀和富集。研究區(qū)內(nèi)斷裂眾多，同時巖漿巖十分發(fā)育，這些因素有利于區(qū)內(nèi)螢石礦的形成。