山東省螢石礦成礦地質(zhì)條件及勘查開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀

摘要：山東省螢石礦床類型主要有熱液充填石英-螢石脈型、重晶石-螢石型、螢石-鉛鋅硫化物型3種，主要分布在膠北隆起區(qū)和膠南隆起區(qū)，其分布輪廓主要受位于兩個(gè)隆起區(qū)西側(cè)的郯廬斷裂帶控制。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，提供良好的成礦空間條件。山東省螢石礦的成礦來(lái)源主要是巖漿活動(dòng)形成的富含Ca、F等元素的熱水溶液，與中生代燕山晚期的巖漿活動(dòng)關(guān)系密切。截至2021年底，山東省查明螢石礦產(chǎn)地13處，累計(jì)查明螢石礦石量為975.9萬(wàn)t，礦物量（CaF2）為334.61萬(wàn)t；保有螢石礦石量為519.17萬(wàn)t，礦物量（CaF2）為176.8萬(wàn)t，均已停采。

關(guān)鍵詞：螢石；郯廬斷裂帶；中生代燕山晚期；巖漿活動(dòng)

中圖分類號(hào)：P619.21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2024）07-0-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.07.038

Metallogenic Geological Conditions and Status of Exploration and Development of Fluorite Deposits in Shandong Province

HAN Lanzhen， CONG Xiangjun， JIAO Lixiang， JI Luxue， LI Ye， LIU Xiaoke

（Shangdong Branch of China National Geological Exploration Center of Building Materials Industry， Jinan 250100， China）

Abstract： Fluorite deposits in Shandong Province are mainly hydrothermal filling quartz - fluorite vein type， barite - fluorite type， fluorite - lead-zinc sulfide type 3， mainly distributed in the Jiao bei uplift area and the Jiao nan uplift area， and its distribution profile is mainly controlled by the Tantanlu fracture zone located in the west of the two uplift areas. Fracture tectonic development in the area， providing good spatial conditions for mineralization. The source of fluorite ore mineralization in Shandong Province is mainly the hot water solution rich in Ca and F formed by magmatic activities， which is closely related to the magmatic activities in the late Yanshan period of the Mesozoic Era. By the end of 2021， Shandong Province identified 13 fluorite ore production sites， with a cumulative identified fluorite ore amount of 9 759 000 t， and a mineral amount （CaF2） of 3 346 100 t; the retained fluorite ore amount of 5 191 700 t， and a mineral amount （CaF2） of

1 768 000 t， which have been stopped mining.

Keywords： fluorite ; tanlu faulting belt ; late mesozoic Yanshan period ; magmatic activity

螢石的主要成分為氟化鈣（CaF2），是一種在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的重要非金屬礦物資源，在新材料、新能源等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中也具有重要意義。螢石礦一般賦存于花崗巖、偉晶巖、正長(zhǎng)巖等巖漿巖，形成過(guò)程與巖漿活動(dòng)密切相關(guān)。在巖漿冷卻過(guò)程中，被巖漿分離出來(lái)的溶液中的氟離子，隨溶液沿裂隙上升，與周圍巖石中的鈣離子反應(yīng)生成氟化鈣，冷卻結(jié)晶后形成螢石。

晚清時(shí)期，山東省內(nèi)首次發(fā)現(xiàn)螢石礦。1926年，經(jīng)調(diào)查，山東省淄博市博山區(qū)、青島市等地附近產(chǎn)螢石。20世紀(jì)50年代末期至20世紀(jì)90年代初期，山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局、山東省非金屬地質(zhì)隊(duì)等地勘隊(duì)伍先后調(diào)查了膠北、膠南及魯中南地區(qū)的螢石礦，取得較為詳細(xì)的地質(zhì)資料。

2006年，孔慶友等[1]編制的《山東礦床》詳細(xì)介紹了以往的螢石礦成果和山東省螢石礦新取得的成果。2007年，開(kāi)展的山東省礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)工作，系統(tǒng)劃分山東省螢石礦的成因類型為巨山溝式熱液充填型螢石礦，并研究山東省螢石礦的空間分布規(guī)律，指出山東省螢石礦的主要找礦方向。

1 山東省螢石礦成礦地質(zhì)條件

膠北隆起區(qū)和膠南隆起區(qū)是山東省螢石礦的主要分布區(qū)域，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，具有良好的螢石礦成礦空間條件。

1.1 區(qū)域成礦構(gòu)造環(huán)境

山東省螢石礦的分布情況主要由位于膠北、膠南隆起區(qū)西側(cè)的郯廬斷裂帶控制[2]。研究區(qū)內(nèi)的斷裂構(gòu)造在螢石礦的成礦過(guò)程中起著重要作用。

在膠北隆起區(qū)，含礦熱液主要在北北東向的區(qū)域斷裂產(chǎn)生的次生斷裂中運(yùn)移，形成了良好的含礦熱液通道，如山后曹家—邢莊斷裂、頭包家—巨山溝—村里集斷裂等。該斷裂產(chǎn)生的次一級(jí)斷裂走向多為近東西向和西北向，含礦熱液在其中沉淀成礦，起到容礦構(gòu)造的作用[3]。

在膠南隆起區(qū)的膠州山相家成礦區(qū)內(nèi)，含礦熱液的通道為昌邑—大店斷裂和次級(jí)的郝官莊—山相家斷裂，主要的容礦構(gòu)造為其旁側(cè)的次級(jí)“入”字形構(gòu)造（總體呈西北向）斷裂[3]。

螢石礦的分布、礦體的形態(tài)和質(zhì)量等均由區(qū)內(nèi)的斷裂構(gòu)造控制。通常，張性、張扭性斷裂中充填的礦體多帶有明顯的鋸齒狀形態(tài)，由于其中多含有圍巖角礫，礦石質(zhì)量一般較差，品位偏低，如蓬萊區(qū)艾山至雨山地區(qū)的螢石礦，CaF2的含量一般小于35%。壓扭性斷裂中充填的礦體，從平面看，多表現(xiàn)為脈狀、交叉脈狀、似脈狀等形態(tài)；從剖面看，一般為透鏡狀或串珠狀，而且礦石質(zhì)量較好，品位較高，如平度市三合山地區(qū)的螢石礦，CaF2含量在67%～77%。

1.2 成礦物質(zhì)來(lái)源

中生代燕山晚期的巖漿活動(dòng)提供了螢石礦成礦的物質(zhì)來(lái)源，與山東省螢石礦的形成和分布關(guān)系密切，是形成螢石礦的必要條件。

在膠北隆起區(qū)，大多數(shù)的螢石礦體均分布于中酸性的巖體。進(jìn)入中生代后，頻繁的巖漿活動(dòng)生成大量的黑云母花崗巖、似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖等巖漿巖。特別是進(jìn)入中生代燕山晚期，巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，熱液中的Ca、F、S、Si等元素含量較高，在適宜的條件下，即可形成螢石礦。螢石礦的圍巖一般為中生代燕山晚期的巖漿巖，也有部分礦體的圍巖為變質(zhì)巖或其他時(shí)期的巖漿巖。例如，蓬萊區(qū)巨山溝螢石礦，其圍巖為似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖，形成于燕山晚期；平度市三合山螢石礦，其附近分布有燕山晚期的三合山巖體。

在膠南隆起區(qū)，螢石礦一般分布于或靠近中生代形成的火山巖盆地，附近發(fā)育有中生代燕山晚期巖漿巖，或白堊紀(jì)青山群火山噴發(fā)堆積。其成礦物質(zhì)來(lái)自白堊紀(jì)中酸性火山作用后期的富含F(xiàn)、Ca的含礦熱液、地下熱水等。

據(jù)國(guó)內(nèi)部分學(xué)者的研究成果，魯東地區(qū)的螢石礦床以熱液充填型為主，主要分布于含F(xiàn)較高的富硅和富堿的巖石分布區(qū)。在區(qū)域性斷裂構(gòu)造較發(fā)育的情況下，大氣降水沿構(gòu)造破碎帶運(yùn)移，滲流到地下深處，與地下熱水混合循環(huán)，運(yùn)移途中不斷吸收巖石中的F-和Ca2+等成分，并且隨地?zé)嵩鰷囟饾u升溫。循環(huán)溶液在靜壓力、構(gòu)造壓力以及地溫梯度的多重作用下，沿著構(gòu)造破碎帶再次循環(huán)上升，并不斷吸收圍巖中的F-和Ca2+等成分，溶液濃度逐漸增高，當(dāng)達(dá)到適宜CaF2沉淀的地質(zhì)條件時(shí)，在淺部巖石裂隙中，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)沉淀形成螢石礦體。

1.3 成礦溫度

膠北隆起區(qū)的測(cè)溫結(jié)果：80～100 ℃占比為3.6%，100～150 ℃占比為70%，150～200 ℃占比為22.8%，大于200 ℃占比為3.6%；氣液比一般小于10%，氣態(tài)最高占比為10%；在膠南隆起區(qū)，螢石形成溫度一般為110～200 ℃。這說(shuō)明山東省螢石礦的成礦溫度大多在200 ℃以下，多為低溫成礦。

1.4 礦床類型特征

山東省螢石礦床類型為熱液充填石英-螢石脈型、重晶石-螢石型和螢石-鉛鋅硫化物型。其賦礦巖系、成礦時(shí)代、資源儲(chǔ)量以及代表性礦床如表1所示。

2 山東省螢石礦的時(shí)空分布規(guī)律

2.1 時(shí)間分布規(guī)律

山東省內(nèi)螢石礦床的礦脈切穿中生代和早中生代地層。位于青島嶗山地區(qū)的紅埠螢石礦脈切穿晚白堊世王氏群，莒南仕溝螢石-重晶石主礦脈上盤的螢石-重晶石細(xì)脈穿插在王氏群中部的磚紅色砂巖中；在五蓮賀家?guī)X切穿王氏群中上部紅色砂巖的北北東向?；陷x玢巖脈，又被螢石礦脈切穿。由此可見(jiàn)，魯東地區(qū)螢石礦的成礦時(shí)間最早應(yīng)為晚白堊世晚期。山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第六地質(zhì)大隊(duì)在蓬萊地區(qū)螢石成礦帶內(nèi)采集的螢石礦石樣品，其中鉀長(zhǎng)石的同位素年齡為52.3 Ma，對(duì)應(yīng)的地質(zhì)時(shí)代應(yīng)為古近紀(jì)。綜上，魯東地區(qū)熱液充填石英脈型螢石礦的成礦時(shí)間可能為上白堊世晚期至古近紀(jì)始新世。

2.2 空間分布規(guī)律

從大地構(gòu)造位置來(lái)看，山東省螢石礦主要分布在3個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元內(nèi)，分別為膠遼隆起區(qū)、魯西隆起區(qū)和膠南威海隆起區(qū)，其中較大的螢石礦床主要分布在膠遼隆起區(qū)內(nèi)，分別為膠北隆起中北部蓬萊至棲霞一帶[4]，以及膠北隆起西南部萊州東至平度西一帶[5]。

3 山東省螢石礦勘查開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀

截至2021年底，山東省查明螢石礦礦產(chǎn)地13處，均已停采。按礦產(chǎn)地規(guī)模劃分，包括中型5處、小型8處；按礦產(chǎn)地勘查程度劃分，包括勘探2處，詳查5處，普查6處；按礦產(chǎn)地行政區(qū)域劃分，分布在11個(gè)縣（區(qū)、市），具體如表2所示。累計(jì)查明螢石礦石為975.9萬(wàn)t，礦物量（CaF2）為334.61萬(wàn)t；保有螢石礦石量為519.17萬(wàn)t，礦物量（CaF2）為176.8萬(wàn)t。礦石中CaF2平均品位為15.9%～70.0%。

4 存在的問(wèn)題及建議

從全國(guó)范圍來(lái)看，山東省螢石礦查明的資源量相對(duì)較少，勘查程度較低。建議發(fā)揮“就礦找礦”理論的指導(dǎo)作用，對(duì)已圈定的螢石資源豐富的礦集區(qū)和具有成礦潛力的地區(qū)及礦化點(diǎn)，以已有地質(zhì)資料為基礎(chǔ)，采用先進(jìn)的技術(shù)方法和找礦手段，開(kāi)展外圍、邊部、深部等區(qū)域的勘查，加大勘查力度，加強(qiáng)深部勘查，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)山東省螢石礦的找礦突破。

5 結(jié)論

山東省螢石礦的礦床類型為熱液充填石英-螢石脈型、重晶石-螢石型和螢石-鉛鋅硫化物型。山東省螢石礦的成礦物質(zhì)來(lái)源為中生代燕山晚期的巖漿活動(dòng)形成的富含Ca、F等元素的熱水溶液。從時(shí)間分布來(lái)看，魯東地區(qū)熱液充填石英脈型螢石礦的成礦時(shí)間可能為上白堊世晚期至古近紀(jì)始新世。從空間分布來(lái)看，山東省螢石礦主要分布于膠北隆起區(qū)和膠南隆起區(qū)，其分布輪廓受郯廬斷裂帶控制。區(qū)內(nèi)的斷裂構(gòu)造作為含礦熱液通道和容礦構(gòu)造，在螢石礦的成礦過(guò)程中起著重要作用。山東省螢石礦查明的資源量較少，勘查程度較低。

參考文獻(xiàn)

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