歐邦國，秦志軍

(1．安徽省廬江龍橋礦業(yè)有限公司，安徽合肥 231551;2．湖北省地質(zhì)調(diào)查院，湖北武漢 430034)

0 引言

中國從1999年開始將螢石作為戰(zhàn)略性資源加以保護(hù)，2000年對螢石實(shí)行出口配額許可制度，并一直延續(xù)至今。2010年國務(wù)院辦公廳(國辦發(fā)〔2010〕1號)專門發(fā)出《關(guān)于采取綜合措施對耐火粘土螢石的開采和生產(chǎn)進(jìn)行控制的通知》，加強(qiáng)對螢石礦開采利用的監(jiān)管。對螢石礦床的研究不僅具有地質(zhì)科學(xué)意義，而且具有一定的經(jīng)濟(jì)和戰(zhàn)略意義。

浙江是環(huán)太平洋礦帶最著名的螢石成礦區(qū)之一［1］。浙江省青田縣萬山螢石礦地處華南褶皺系浙東南褶皺帶，青田石平川火山穹隆的北部邊緣。區(qū)內(nèi)中生代火山噴發(fā)活動(dòng)強(qiáng)烈，廣泛分布中酸性火山—碎屑沉積巖。侵入巖體及斷裂構(gòu)造發(fā)育，成礦地質(zhì)條件較好。本文總結(jié)了該礦床的地質(zhì)特征及控礦因素，初步探討了此類礦床的成因，為區(qū)內(nèi)尋找同類型螢石礦床提供參考依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

礦區(qū)在大地構(gòu)造位置上位于華南褶皺系浙東南褶皺帶，鶴溪—奉化北東向斷裂與淳安—溫州北西向斷裂構(gòu)造帶的交叉部位，青田石平川火山穹隆的北部邊緣［2］(圖1)。其中，黃放口、高湖、平橋、萬山等五個(gè)螢石礦床點(diǎn)有規(guī)律地分布在石平川火山穹隆的北側(cè)邊部。

主要構(gòu)造有石平川火山穹隆。該火山穹隆為浙東南地區(qū)重要的控礦構(gòu)造，位于青田縣城北側(cè)，面積約120 km2，平面形態(tài)呈圓形，產(chǎn)狀圍斜外傾，傾角16°～20°，邊緣發(fā)育潛流紋巖、安山巖及鉀長花崗巖、二長花崗巖、石英閃長巖等侵入巖體。其中，LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡分析表明，石平川鉀長花崗巖形成于(102．5±1．2)Ma，屬于早白堊世末期巖漿活動(dòng)產(chǎn)物［3］?；鹕交顒?dòng)強(qiáng)烈，由空落相、噴發(fā)沉積相、火山碎屑流相、噴溢相、潛火山巖相、火山侵入相等火山巖相組成。早期噴發(fā)階段形成火山碎屑巖與酸性熔巖互層組合，晚期塌陷階段形成環(huán)狀斷裂及一系列的環(huán)帶狀分布的潛火山巖或火山侵入巖，復(fù)活階段形成次級火山穹窿、破火山，多期次的火山噴發(fā)、巖漿侵入作用形成相關(guān)的鉬、鉛鋅等多金屬礦和螢石等非金屬礦產(chǎn)。

斷裂構(gòu)造以NW走向?yàn)橹?，次為NE走向，其中NW向石平川—湖莊斷裂帶出露長約27 km，寬5 km，重力顯示－50～800毫伽均勻密集帶，Pb、Zn、Cd元素偏高。近東西向斷裂帶長約25 km，寬1～2 km，分布在石平川火山穹隆構(gòu)造的北側(cè)。

區(qū)域F、Ca化探異常呈橢圓狀相互疊加，萬山礦區(qū)位于F異常濃集中心［4］。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)出露地層為上侏羅統(tǒng)西山頭組第二巖性段(J3x2)，巖性主要有:流紋質(zhì)晶屑玻屑(熔結(jié))凝灰?guī)r、流紋質(zhì)玻屑(熔結(jié))凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)中細(xì)粒砂巖、粉砂巖，流紋質(zhì)含角礫復(fù)屑凝灰?guī)r等。

礦區(qū)構(gòu)造以斷裂為主，主要發(fā)育NW向和近EW向兩組斷裂(圖2)，切割霏細(xì)巖、鉀長花崗巖與西山頭組第二巖性段地層，為主要容礦構(gòu)造。斷裂面走向上常呈波狀彎曲，傾向N或NE，傾角較陡，一般65°～85°;斷裂內(nèi)發(fā)育破碎帶，由次棱角—次圓狀構(gòu)造角礫以及螢石或硅質(zhì)膠結(jié)物組成。性質(zhì)均屬壓扭性。

圖1 萬山螢石礦區(qū)區(qū)域地質(zhì)圖Fig.1 Regional geologic map of Wanshan fluorite ore district1．侏羅系上統(tǒng)九里坪組;2．侏羅系上統(tǒng)西山頭組;3．侏羅系上統(tǒng)高塢組;4～6．鉀長花崗巖;7．二長花崗巖;8．潛流紋斑巖;9．流紋巖;10．霏細(xì)巖;11．?dāng)嗔?12．破火山;13．穹狀火山;14．Ca異常;15．F 異常;16．萬山螢石礦區(qū);17．鉬礦(床)點(diǎn);18．多金屬礦點(diǎn);19．鉛鋅礦(床)點(diǎn);20．螢石礦(床)點(diǎn)。

圖2 萬山螢石礦區(qū)地質(zhì)簡圖Fig.2 Generalized geologic map of Wanshan fluorite ore district1．上侏羅統(tǒng)西山頭組第二巖性段第一亞段;2．上侏羅統(tǒng)西山頭組第二巖性段第二亞段;3．潛霏細(xì)巖;4．鉀長花崗巖;5．英安玢巖;6．鉀長花崗巖穹分布區(qū);7．壓扭性斷裂、產(chǎn)狀及編號;8．螢石礦(化)體。

侵入巖有燕山晚期鉀長花崗巖、晚侏羅世潛霏細(xì)巖、潛安山玢巖及零星分布的巖脈。其中，鉀長花崗以巖穹產(chǎn)出，以橢圓狀和不規(guī)則狀巖枝出露地表，總體呈環(huán)形分布，單個(gè)面積0．02～0．1 km2。部分鉆孔及平硐內(nèi)見隱伏巖體，標(biāo)高+130～+230 m，侵入界線清晰，接觸帶巖石破碎并具硅化、角巖化。該巖穹面積＞3 km2，產(chǎn)狀外傾，傾角 50°～60°。該巖體位于石平川火山穹窿NW 6 km處，與石平川鉀長花崗巖為同一時(shí)期巖漿活動(dòng)產(chǎn)物。鉀長花崗巖穹的邊緣斷裂有規(guī)律地分布了螢石礦化體，與成礦關(guān)系較為密切。

3 礦床地質(zhì)特征

3．1 礦化(破碎)帶特征

萬山螢石礦床共發(fā)育8條螢石礦化帶(圖2)，總體分布在鉀長花崗巖穹的邊部及周圍，受NW向、近EW向斷裂構(gòu)造控制，其中Ⅰ、Ⅱ號礦化帶規(guī)模較大，具有較好的成礦遠(yuǎn)景。

(1)Ⅰ、Ⅱ號礦化(破碎)帶位于環(huán)狀鉀長花崗巖穹北部邊緣，切割霏細(xì)巖和鉀長花崗巖穹。分布于F7－F11壓扭性斷裂破碎帶內(nèi)?？傮w走向近EW向，傾向北，傾角54°～78°。地表具波狀扭曲特征。礦化(破碎)帶長1．4 ～3．1 km，寬2～10 m，由構(gòu)造角礫、螢石礦、石英脈等組成。角礫主要呈次棱角狀、次圓狀，成份為蝕變凝灰?guī)r、霏細(xì)巖、鉀長花崗巖等，局部略顯定向排列。螢石礦脈狀、藕節(jié)狀、囊狀，大致連續(xù)分布。破碎帶硅化、黃鐵礦化強(qiáng)烈，局部形成次生石英巖。

(2)Ⅲ、Ⅳ、Ⅶ、Ⅷ號礦化(破碎)帶位于環(huán)狀鉀長花崗巖穹周圍，切割鉀長花崗巖穹?？傮w為NW走向(Ⅲ號帶近EW走向)，傾向NE，傾角55°～75°。分布于 F12、F13、F16、F17壓扭性斷裂破碎帶內(nèi)，地表具波狀扭曲特征。礦化(破碎)帶長0．3～1．8 km，寬3～20 m，由構(gòu)造角礫、螢石礦、石英脈等組成。角礫主要呈次棱角狀、次圓狀，成份為蝕變凝灰?guī)r、霏細(xì)巖、鉀長花崗巖等，局部略顯定向排列。螢石礦脈狀、藕節(jié)狀，斷續(xù)分布。破碎帶硅化、黃鐵礦化強(qiáng)烈，局部形成次生石英巖。

(3)Ⅴ、Ⅵ號礦化(破碎)帶位于環(huán)狀鉀長花崗巖穹西側(cè)，走向?yàn)镹W向，傾向NE，傾角72°～81°。分布于F14、F15壓扭性斷裂破碎帶內(nèi)。礦化(破碎)帶長0．6～1．3 km，寬2～6 m，切割霏細(xì)巖和安山玢巖。其他特征同Ⅲ、Ⅳ、Ⅶ、Ⅷ號礦化(破碎)帶。

3．2 礦體特征

區(qū)內(nèi)螢石礦體形成于上述螢石礦化帶，在Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ4個(gè)螢石礦化帶內(nèi)共確定7個(gè)螢石工業(yè)礦體(圖3)。主要特征如下:

圖3 萬山螢石礦區(qū)Ⅱ號礦體剖面圖Fig.3 Profile of No．2 orebody1．上侏羅統(tǒng)西山頭組第二巖性段第一亞段;2．鉀長花崗巖;3．礦化破碎帶;4．礦體及編號;5．推測地質(zhì)界線;6．平硐及編號;7．鉆孔及編號。

(1)分布于鉀長花崗巖穹內(nèi)外帶，產(chǎn)于壓扭性斷裂破碎帶內(nèi)。長150～1 000 m，傾向延深80～300 m。地表未見(或少見)螢石礦體出露，為隱伏盲礦體。礦體總體呈脈狀、藕節(jié)狀、囊狀。走向上呈“～”形與構(gòu)造帶吻合，常見分支復(fù)合、尖滅再現(xiàn)特征。分支處礦體厚度變窄，石英細(xì)脈發(fā)育，硅質(zhì)膠結(jié)，礦石質(zhì)量差;膨大處形成囊狀礦包，礦石質(zhì)量較好?？傮w傾向N或NE，傾角陡。

(2)螢石礦體垂向自上而下可分為五個(gè)部分:頂部、頭部、中部、尾部和底部(圖4)。

頂部:垂深50～100 m，硅化蝕變巖，粗細(xì)不等的網(wǎng)格狀石英脈發(fā)育，局部弱螢石化。

頭部:垂深20～50 m，主要由粗細(xì)不等的脈狀螢石、石英及圍巖夾石等組成。自上而下，礦體厚度逐漸增加;礦石構(gòu)造以角礫狀、條帶狀逐漸變?yōu)閴K狀?yuàn)A石減少。圍巖為火山碎屑巖，具硅化、絹云母化、綠泥石化。

中部:垂深50～160 m，為螢石礦的主要集中部位，礦體厚度較大，礦石呈綠色、翠綠色、煙灰色，自形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀、條帶構(gòu)造，局部夾少量圍巖角礫。圍巖為中、細(xì)粒鉀長花崗巖，具硅化蝕變。

圖4 萬山螢石礦礦體垂向分布圖Fig.4 Vertical distribution of Wanshan fluorite orebody1．上侏羅統(tǒng)西山頭組第二巖性段;2．流紋質(zhì)含角礫玻屑熔結(jié)凝灰?guī)r;3．流紋質(zhì)晶屑玻屑凝灰?guī)r;4．潛霏細(xì)巖;5．鉀長花崗巖;6．?dāng)嗔哑扑閹?7．螢石礦體;8．螢石礦化、黃鐵礦化;9．石英、方解石脈。

尾部:垂深30～60 m，主礦體呈楔形逐漸向下收縮尖滅，或以礦脈分支，并夾有較多的圍巖角礫，礦石質(zhì)量變差，圍巖為中粒鉀長花崗巖，具硅化、黃鐵礦化、碳酸鹽化。

底部:垂深50～100 m，為硅化、黃鐵礦化、螢石化、碳酸鹽化蝕變巖，常見不規(guī)則脈狀、小團(tuán)塊狀白色石英。螢石呈粒狀，黃鐵礦呈浸染狀或晶粒狀，方解石呈細(xì)脈狀，零星分布于破碎帶巖石，圍巖為粗粒鉀長花崗巖。

3．3 礦石特征

礦石呈綠色、紫色、白色等。顏色的變化反映了礦石的質(zhì)量等級，其中翠綠色、墨綠色、青綠色礦石常見于富礦包，品位(CaF2)一般＞70%，最高達(dá)94%;淡綠色礦石次之;紫色礦石一般分布于主礦體邊部，常伴有淡綠色、灰白色硅質(zhì)組成雜色礦石，一般品位(CaF2)50% ～60%(圖5)。

礦石結(jié)構(gòu)主要有半自形—自形晶結(jié)構(gòu)和隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，構(gòu)造主要有塊狀、角礫狀、條帶狀、葡萄狀構(gòu)造等。

礦石組份較簡單，礦石礦物為螢石，脈石礦物以石英為主，次為蛋白石、高嶺石、黃鐵礦、方解石、綠泥石等。

圖5 萬山螢石礦礦石Fig.5 Ore photographs of Wanshan fluorite ore a．墨綠色—淡綠色螢石;b．紫色—灰白色螢石。

3．4 蝕變特征

圍巖蝕變主要有角巖化，絹云母化、硅化、黃鐵礦化、螢石化等，來源于火山熱液、巖漿熱液、成礦熱液等多期次熱液活動(dòng)的迭加。以螢石化為主的圍巖蝕變在垂向上自上而下大致可分為:絹云母—紅柱石相帶，螢石—石英相帶和石英—黃鐵礦三個(gè)相帶(圖6)。

圖6 萬山螢石礦圍巖垂向蝕變分帶圖Fig.6 Zoning graph of vertical alteration of Wanshan fluorite ore1．上侏羅統(tǒng)西山頭組第二巖性段第一亞段;2．潛霏細(xì)巖;3．細(xì)粒鉀長花崗巖;4．中、粗粒鉀長花崗巖;5．?dāng)嗔哑扑閹?6．螢石礦體;7．鉆孔及編號;8．蝕變相帶界線。

(1)絹云母—石英相帶:分布于鉀長花崗巖體頂部圍巖，標(biāo)高+200～+700 m。原巖為流紋質(zhì)晶屑玻屑(熔結(jié))凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖等。主要發(fā)育絹云母化、硅化，蝕變巖呈暗灰色，具變余凝灰結(jié)構(gòu)、角巖結(jié)構(gòu)、變余塑變結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造、殘留假流紋構(gòu)造，蝕變礦物主要交代火山巖凝灰質(zhì)及玻屑，局部形成石英、紅柱石、絹云母巖。相帶深約500 m。

(2)螢石—石英相帶:分布于鉀長花崗巖體外、中帶，標(biāo)高0～+200 m。原巖為中細(xì)粒鉀長花崗巖，主要發(fā)育螢石化、硅化，近礦圍巖硅化強(qiáng)，石英脈發(fā)育，于斷裂破碎帶內(nèi)賦存螢石礦體或含石英、螢石礦化體。相帶深約200 m。

(3)石英—黃鐵礦相帶:分布于鉀長花崗巖體內(nèi)帶，標(biāo)高0 m以下。原巖為粗粒鉀長花崗巖，主要發(fā)育硅化、黃鐵化。蝕變巖粗粒花崗結(jié)構(gòu)、似斑狀結(jié)構(gòu)，巖石孔洞發(fā)育，大小1～2 cm，孔洞內(nèi)壁常發(fā)育石英晶體，局部裂隙內(nèi)充填黃鐵礦細(xì)脈，另有細(xì)粒狀黃鐵礦零星分布，不含螢石礦化體。相帶深＞100 m。

4 成礦條件分析

4．1 成礦物質(zhì)來源

螢石礦床的出現(xiàn)與巖石較高氟豐度有密切的聯(lián)系，如浙西北的壽昌—蘭溪等火山巖區(qū)含氟背景較低，螢石礦出現(xiàn)的機(jī)率也極低，僅有幾個(gè)礦點(diǎn);而浙東南螢石礦床密集分布的武義—永康地區(qū)，火山巖含氟較高，賦礦的酸性火山碎屑巖(凝灰?guī)r、熔結(jié)凝灰?guī)r)含氟量大多在0．1%左右(有的高達(dá)0．46%)，成為螢石礦床成礦物質(zhì)主要來源之一［5］。

萬山礦區(qū)位于區(qū)域F、Ca化探異常濃集中心，各種成礦特征均符合中國東南部兩類螢石礦床中的Ⅱ類礦床［6］。因此，推測本礦床成礦物質(zhì)主要來源于賦礦圍巖。

4．2 成礦流體來源

由螢石和方解石裂變徑跡及礦物—蝕變圍巖的Rb-Sr、K-Ar等定年方法獲得的螢石礦床的成礦年齡均在70～90 Ma左右，屬于區(qū)域鉀長花崗巖侵入((102．5±1．2)Ma)后的產(chǎn)物。鉀長花崗巖雖然在成礦時(shí)已固結(jié)成巖，而且表部或上部受到了風(fēng)化剝蝕，但由于侵入巖與其圍巖達(dá)熱平衡之后的冷卻較緩慢，巖體內(nèi)部可能仍具較高溫度，因此可以向下滲的大氣降水傳遞熱能，使其不需下滲較深就已成為熱水上升。在巖體與圍巖接觸帶附近F、Si、Ca等元素遷移富集形成含氟熱液體，特定的溫壓條件下，在有利的構(gòu)造空間成礦。

礦床主要成礦溫度為100～200℃。成礦流體δD為 －75．4‰ ～ －43．0‰，δ18O 為 －8．4‰ ～ +3．7‰，與本區(qū)白堊紀(jì)大氣水在300℃和水/巖比值0．05～1．5條件下與巖石發(fā)生交換的平衡熱水流體的氫氧同位素組成一致，成礦流體主要來源于大氣水。

4．3 構(gòu)造條件

區(qū)內(nèi)地層為晚侏羅統(tǒng)酸性火山碎屑巖，巖石致密、性脆，在多期次的火山活動(dòng)和構(gòu)造動(dòng)力作用下(鉀長花崗巖穹侵位上拱作用)易破碎［7］，往往能形成較大規(guī)模的破碎帶。這些破碎帶孔隙度大，滲透性好，礦液易于流通和富集。后經(jīng)區(qū)域構(gòu)造活動(dòng)迭加改造為壓扭性斷裂，為含礦熱液的運(yùn)移富集提供了有利的空間。

4．4 成礦過程初探

晚侏羅世火山噴發(fā)、巖體侵入使基底構(gòu)造活化，為后來成礦活動(dòng)提供了能量和物質(zhì)條件。隨著巖漿噴發(fā)—鉀長花崗巖體侵入活動(dòng)逐漸衰退和停息，一方面，早期在其侵入垂直上拱壓力作用下形成一系列的構(gòu)造裂隙，后經(jīng)巖體冷凝收縮，在負(fù)壓應(yīng)力作用下使構(gòu)造裂隙發(fā)生拉張，致使大氣水在巖石中滲流;另一方面，在鉀長花崗巖與圍巖接觸冷卻時(shí)，巖體內(nèi)部熱量逐漸向外傳遞，使得下滲的大氣降水不需下滲較深就已成為熱水上升，并在火山巖及巖體周圍循環(huán)，熱水溶液從火山巖中不斷淋濾汲取F－和Ca2+等組份，形成富含成礦物質(zhì)的熱水溶液。最后，富含成礦物質(zhì)的熱水溶液在地表或近地表半開放的斷裂系統(tǒng)中，因溫度、壓力突然降低，pH值升高，或與近地表溫度較低的大氣水混合，導(dǎo)致含礦流體中的成礦組份在構(gòu)造有利部位發(fā)生沉淀富集，形成螢石礦床(圖7)。

圖7 萬山螢石礦床成礦模式圖［6，8］Fig.7 Metallogenic model map of Wanshan fluorite ore Pz．古生代地層;J3x．晚侏羅紀(jì)火山—沉積巖;ξγ3(1)5 ．燕山晚期鉀長花崗巖。

5 結(jié)語

綜上分析，認(rèn)為浙江省青田縣萬山螢石礦床屬巖漿期后淺成低溫?zé)嵋撼涮钚偷V床。上侏羅統(tǒng)西山頭組火山碎屑巖為成礦提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，燕山期火山、構(gòu)造活動(dòng)為成礦提供了熱源和動(dòng)力條件。礦體圍巖垂向的蝕變分帶和礦體垂向上的變化特征進(jìn)一步說明了礦床的成因，同時(shí)也為今后找礦工作提供了參考依據(jù)。礦體主要賦存于NW向和近EW向壓扭性斷裂內(nèi)，其扭動(dòng)拉張部位容易形成囊狀礦體(富礦包)。地表含石英細(xì)脈硅化蝕變帶、硅化、螢石礦化斷裂破碎帶等是較好的找礦標(biāo)志。

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