浙江八面山新型螢石礦床成礦溫度

徐少康，夏學惠，閆 飛，嚴生賢，鄭興泉

（1.中化地質礦山總局地質研究院，河北 涿州 072754；2.中化地質礦山總局浙江地質勘查院，浙江 杭州 310002）

浙江八面山新型螢石礦床成礦溫度

徐少康1，夏學惠1，閆 飛1，嚴生賢2，鄭興泉2

（1.中化地質礦山總局地質研究院，河北 涿州 072754；2.中化地質礦山總局浙江地質勘查院，浙江 杭州 310002）

本礦床成礦期次有4次，以第1和4期次為主。大量數據顯示：第1期次成礦過程螢石形成溫度為240～121℃，平均176℃，屬中—低溫、以低溫為主的熱液成礦作用；第2期次成礦全過程的溫度為1 221～169℃，平均734℃，屬高溫氣液蝕變成礦作用，螢石在中—低溫階段形成；第3期次成礦過程螢石形成溫度為168～123℃，平均142℃，屬低溫熱液成礦作用；第4期次成礦過程螢石形成溫度為246～115℃，平均150℃，屬中—低溫、以低溫為主的熱液成礦作用。

螢石礦床；成礦溫度；浙江常山

1 引言

八面山螢石礦床位于浙江省常山縣，礦區中心位置位于縣城北北東方向約23km處，礦床規模屬超大型。與一般的螢石礦床不同，本礦床主要礦石類型呈黑色、黑灰色，貌似灰巖。這種特征的螢石礦床在國內屬首次發現，因次，對其進行深入研究對豐富螢石礦床成礦理論、找礦及開發等具有重要意義。

本礦床是中化地質礦山總局浙江地質勘查院近年內在前人工作基礎上經進一步工作發現的，但深入研究較少。作者針對黑色紋層狀礦石巖相學的研究，提出了“新型熱水沉積巖”的概念[1]，并對礦石類型、成礦期次和成礦作用進行了深入研究。本文在上述研究基礎上進一步對成礦溫度進行了專題研究，對深化礦床成因的認識等有重要意義。

2 礦床地質概況

2.1 大地構造位置及基本地質特征

礦床大地構造位置處于中國東南沿海構造帶，該帶經歷了長期的形成演化過程。燕山期形成的構造線方向總體上呈北東—南西向，構造形式主要為斷裂和褶皺。同時，有大規模的巖漿活動，形了眾多的富氟酸性巖漿巖；巖漿期后大規模的熱液活動，作用于富氟的酸性巖和富鈣沉積巖，形成了眾多的螢石礦床，使該帶成為中國最大的螢石成礦帶[2-3]。

礦區出露地層由老到新為：下震旦統(Z1)，巖性主要為細砂巖、石英砂巖、砂巖、粉砂巖及(含礫)泥巖，次為含錳砂巖、白云質砂巖、凝灰質粉砂巖、凝灰質粉砂泥巖、硅質頁巖、含錳白云巖、泥質白云巖等，受斷裂影響出露不全。下寒武統荷塘組(∈1h)，厚428～450m，以含碳質硅質頁巖、炭質頁巖、硅質頁巖為主，底部為石煤層，夾含磷碳質頁巖或薄層磷塊巖。中寒武統楊柳崗組(∈2y )，厚200～260m，以含碳泥質灰巖和鈣質泥頁巖為主，夾灰巖透鏡體。上寒武統華嚴寺組(∈3h)，厚98～145m，主要為大理巖、含泥質大理巖(或大理巖化灰巖、含泥質大理巖化灰巖)。上寒武統西陽山組(∈3x )，厚222～333m，上部主要為泥灰巖與瘤狀灰巖互層，中部主要為泥灰巖夾瘤狀灰巖，下部主要為泥質灰巖，部分地段變質為大理巖、泥質大理巖和透輝石角巖等。下奧陶統印渚埠組(O1y )，厚390～505m，上部為鈣質泥頁巖和紫紅色泥巖，中部為鈣質泥頁巖夾薄層狀泥灰巖，下部為薄層狀泥灰巖夾瘤狀灰巖。下奧陶統寧國組(O1n)，厚238m，主要為(含)粉砂質頁巖、泥巖。上奧陶統文昌組(O3w ), 厚度大于330m，主要為細砂巖、粉砂巖及泥巖。奧陶系(O,未分)，厚度大于1 000m，主要為砂巖、(粉砂質)頁巖、硅質頁巖、泥巖、粉砂質泥巖、鈣質泥巖、泥灰巖、灰巖、硅質巖。下志留統(S1)，厚度大于530m，主要為細中粒砂巖、中細粒砂巖、細砂巖、粉砂巖、泥巖。下侏羅統馬澗組(J1m )，厚度110m，主要為石英細砂巖。中侏羅統漁山尖組(J2y )，厚度大于220m，主要為砂礫巖、含礫砂巖、砂巖、粉砂巖，夾碳質頁巖和煤層。地層分布見圖1。

礦區構造主要為一短軸背斜(巖前背斜)，背斜軸線總體走向呈北東—南西向，核部主要為燕山期花崗巖，兩翼地層主要為柳崗組(∈2y )、華嚴寺組(∈3h)及西陽山組(∈3x )。斷裂較發育，主要有三組：北東—南西向斷裂主要表現為逆沖性質，近南北向斷裂平推性質明顯，北西—南東向斷裂性質不明(圖1)。

礦區巖漿巖主要為呈巖株狀侵入于背斜核部的燕山期花崗巖，次為呈北東—南西向產出的脈狀花崗斑巖。

2.2 礦體

本礦床共有螢石礦體70余個，多數為隱伏—半隱伏礦體，部分出露地表。礦體形態主要為似層狀、透鏡狀、脈狀。礦體規模以大中型礦體為主，最大的礦體長約500m，寬200m，厚14m。礦體圍巖主要為上寒武統西陽山組(∈3x )泥質灰巖、泥質大理巖，華嚴寺組(∈3h)大理巖化灰巖、大理巖，中寒武統楊柳崗組(∈3y)泥質灰巖及燕山期花崗巖。

據與圍巖的關系和產狀，礦體主要分為3種類型：①產于花崗巖體與碳酸鹽地層接觸帶內的礦體(簡稱接觸帶型礦體，圖2)；②產于斷裂中的陡傾斜脈狀礦體(簡稱陡傾斜礦體，圖3)；③產于碳酸鹽地層層間破碎帶中的似層狀礦體(簡稱層間破碎帶型礦體，圖4)。

2.3 礦石

據結構構造及主要礦物成分特征，同時考慮成礦期次和成礦作用，將礦石分為13種類型： ①黑灰色石英質細粒紋層狀礦石；②黑灰色細粒塊狀螢石礦石；③黑灰色含石英(或石英質)細粒塊狀螢石礦石；④黑灰色含綠泥石(綠泥石質)細粒塊狀螢石礦石；⑤黑灰色中細粒塊狀螢石礦石；⑥黑灰色細中粒塊狀螢石礦石；⑦深灰色含石英(或石英質)細中粒塊狀螢石礦石；⑧綠灰色細粒塊狀螢石礦石；⑨灰白色夾雜灰綠色細粒塊狀螢石礦石；⑩黑灰色(黑色)含鐵(或鐵質)細粒紋層狀螢石礦石；?淺色薄層狀螢石礦石；?淺色塊狀螢石礦石；?淺色角礫狀礦石。

2.4 成礦期次及成礦作用

成礦期次有4次。第1次為熱液成礦作用，形成的礦體規模大，數量多，構成礦床的主體(如圖3、圖4中的③、④、⑤、⑥號礦體)，礦體類型包括陡傾斜礦體、接觸帶型礦體及層間破碎帶型礦體。形成的礦石(①～⑦類)為黑色—黑灰色，細粒結構為主，少量為細中粒結構，塊狀構造為主，局部見不明顯的紋層狀構造，品位一般60%～90%，肉眼難辨礦物顆粒，貌似灰巖。

第2次為蝕變成礦作用，沒有形成獨立的礦體，僅形成了厚度不大、局部含礦的蝕變巖脈，使螢石進一步富集。蝕變巖脈，一般呈不規則條帶狀、團塊狀、透鏡狀產出，團塊大小一般數毫米至數厘米，條帶寬一般數毫米至15cm，透鏡體厚度一般1～2m。產出位置有兩種：①產于花崗巖與碳酸鹽巖的接觸面上或外接觸帶；②產于與接觸面有一定距離的碳酸鹽巖中，產出位置距接觸帶20～150m不等。巖石類型包括石榴子石矽卡巖，透輝石矽卡巖，符山石矽卡巖，含符山石方解石巖，螢石符山石巖，螢石斜長巖等，螢石含量高成為礦石的為后兩類。據蝕變巖的巖性特征分析，蝕變類型屬矽卡巖化。礦石(⑧和⑨類)主要為綠灰色、灰白色夾雜灰綠色，細粒結構，塊狀構造，品位一般30%～45%。

第3次為熱液成礦作用，僅形成了一個規模不大的接觸帶型礦體(①號礦體，圖2)。形成的礦石(⑩類)以黑色或黑灰色為主，夾雜淺灰色，細粒結構，明顯的紋層狀構造，品位一般23%～28%。此外，礦石中含大量的磁鐵礦和少量錫石，可綜合利用。

第4次成礦，為熱液成礦作用，礦體類型包括陡傾斜礦體、接觸帶型礦體(②號礦體，圖2)及層間破碎帶型礦體。形成的礦石類)以顏色鮮艷多彩、粒度粗為突出特征，一般為白、綠、紫色，粗晶—巨晶結構，品位一般50%～95%。

成礦作用類型有3種：熱液充填型、熱水沉積型及氣液蝕變型，以熱液充填型為主。熱液充填型作用發生于第1、4期次成礦過程，熱水沉積型作用發生于第1、3、4期次成礦過程，氣液蝕變型作用僅發生于第2期次成礦過程。

3 成礦作用溫度

3.1 第1次成礦作用溫度

3.1.1 基本情況

選取第1次成礦作用形成的4件礦石樣品，用包裹體均一法進行了溫度測試。測試樣品按結構構造挑選，包括細粒、細中粒、紋層狀及塊狀礦石，有代表性。測試單位為中國地質科學院礦產資源研究所；測試儀器為英國產Linkam THMS G600顯微冷熱臺(溫度范圍：-196～+600℃；精度：+/-0.1℃)。測試數據見表1。

3.1.2 包裹體特征

第1次成礦作用形成的螢石中包裹體發育，隨機分布，為原生包裹體；形態呈負晶狀、長條形、橢球形、圓球形、紡綞狀、米粒狀、不規則菱形、不規則狀；大小一般10～20μm，大者可達40～50μm；類型包括：氣液包裹體和多相包裹體，兩種包裹體數量大致相當。

氣液包裹體在4件測試樣品中均可見到，氣液比約10%～20%，細中粒礦石(ZK2502-B7號樣)的部分包裹體氣相在常溫下跳動。

多相包裹體在3件測試樣品(ZK2502-B7，JWB9，ZK004-B6)中見到。子礦物為非鹽類礦物，淺綠色，方形，晶體未見被交代現象，是第1次成礦過程早期從成礦介質中析出的，體積占包裹體5%～15%。

3.1.3 測試情況及測試結果

測試對象為第1次成礦作用形成的螢石中的原生氣液2相包裹體和多相包裹體，加溫到氣相完全均一為液相。加溫過程中，多相包裹體中的子礦物不變化，個別包裹體破裂(可能為后期構造運動形成的微裂隙所致)，有的包裹體降溫后的升溫過程中氣體不再出現。

據65個實測數據的統計計算，溫度變化范圍為240～121℃，平均176℃(表2)。其中，細粒塊狀礦石的溫度明顯低于細粒紋層狀礦石和細中粒塊狀礦石。細中粒塊狀礦石的平均溫度(199℃)略高于細粒紋層狀礦石(187℃)，但前者溫度變化范圍(221～182℃)小于后者(240～139℃)。

由于子礦物在加溫過程中不變化、“完全均一”實質是“氣相完全均一到液相”，測試對象為第1次成礦作用形成的螢石中的原生氣液2相包裹體和多相包裹體，所以，所測的“完全均一溫度數據”實質上代表了第1次成礦過程中螢石形成時成礦流體的溫度，而成礦過程早期(即子礦物析出時)的溫度應高于上述溫度。

熱液礦床，據成礦溫度可分為三大類：①高溫熱液礦床，形成溫度550～300℃；②中溫熱液礦床，形成溫度300～200℃；③低溫熱液礦床，形成溫度200～50℃[4]。所以，本礦床第1次成礦過程中螢石形成的溫度屬中—低溫，以低溫為主。

3.2 第2次成礦作用溫度

3.2.1 基本情況

選取第2次成礦作用形成的蝕變巖(含石榴子石符山石矽卡巖)1件用包裹體均一法進行了溫度測試(樣號ZK2502-B14)。測試單位為中國地質科學院礦產資源研究所；測試儀器為英國產Linkam THMS G600顯微冷熱臺(溫度范圍：0～+1 500℃；精度：+/-0.1℃)；英國產Linkam TS 1 500高溫熱臺(溫度范圍：0～+1 500℃；精度：+0.1℃)。測試數據見表3。

3.2.2 包裹體特征

第2次成礦作用形成的石榴子石中包裹體發育，為原生包裹體，主要為多相包裹體，偶見兩相氣液包裹體，黑灰色，呈菱形、長條狀和不規則狀，大小一般10～20μm。多相包裹體中，子礦物晶體未見被交代現象，是第2次成礦過程早期從成礦介質中析出的，氣相體積(30%左右)均大于固相體積(15%～20%)。

表1 第1次成礦作用形成的包裹體特征及測溫數據

表2 第1次成礦作用形成的不同類型礦石包裹體均一溫度對比

3.2.3 測試情況及測試結果

測試對象為第2次成礦作用形成的石榴子石中的原生多相包裹體和氣液兩相包裹體，加熱到子礦物和氣相完全均一為液相。升溫過程中，氣液兩相包裹體先達到均一，多相包裹體中子晶溶解溫度為409～489℃，部分多相包裹體在升溫過程中接近均一時爆裂(可能為后期構造運動形成的微裂隙所致)。

表3 第2次成礦作用形成的包裹體特征及測溫數據

據6個實測溫度數據統計計算，溫度最高1 221℃，最低169℃，平均734℃(表3)。由于第2次成礦作用性質為矽卡巖化、石榴子石在矽卡巖化的早期開始形成、測試對象為石榴子石中的原生包裹體、測試過程中包裹體內包括子礦物在內的各相達到了完全均一，所以，上述測試溫度反映了整個蝕變過程介質溫度的變化情況，其中，螢石在中—低溫階段形成。

П.比利品柯認為，矽卡巖化溫度是從900℃開始的，最終可降至100～50℃。據Д.卡利寧資料，當鈣位勢較高并有易溶鹽類參與時，合成矽卡巖礦物鈣鐵榴石和鈣鋁榴石的溫度為950～225℃。В.查里科夫根據實驗和計算，確定了矽卡巖化的4個溫度相，最高溫度為900℃。本礦床第2次蝕變成礦作用的最高溫度1 221℃，明顯高于以往報道的矽卡巖化的最高溫度950℃。 (未完，待續)

Mineralization Temperature of Bamianshan New Type Fluorite Deposit of Zhejiang

XU Shao-kang1, XIA Xue-hui1, YAN Fei1, YAN Sheng-xian2, ZHENG Xing-quan2
(1.Geological Institute of China Chemical Geology and Mine Bureau,Zhuozhou 072754, China;2.Zhejiang Geological Exploration of China Chemical Geology and Mine Bureau, Hangzhou 310002, China)

There are 4 mineralization periods in the Bamianshan fluorite deposit,among them main periods are 1st and 4th. On great deal of datum,conclusions are followed:The temperature area is 240~121℃ and average temperature is 176℃ of fluorite-forming in first mineralization period that is middle-low temperature that mainly is low temperature thermal mineralization process.The temperature area is 1221~169℃ and average temperature is 734℃ of thermal fluid in second mineralization period that is alterationmineralization-process of high-temperature gas-fluid and fluorite forms in the middle-low temperature stage.The temperature area is 168~123℃ and average temperature is 142℃ of fluorite-forming in third mineralization period that is low temperature thermal mineralization process.The temperature area is 246~115℃ and average temperature is 150℃ of fluorite-forming in fourth mineralization period that is middle-low temperature that mainly is low temperature thermal mineralization process.

fluorite deposit; mineralization temperature; Changshan county of Zhejiang province

P619.215

A

1007-9386(2011)02-0048-05