和平縣金山堂螢石礦床地質特征及成因探討

段昌盛，陳 蒙

（廣東省有色金屬地質勘查局九三八隊，廣東 惠州 516023）

和平縣金山堂螢石礦床地質特征及成因探討

段昌盛，陳 蒙

（廣東省有色金屬地質勘查局九三八隊，廣東 惠州 516023）

和平縣金山堂螢石礦位于湘東—贛南—粵東螢石礦礦集區的中部，通過對礦區開展地質勘查工作，在深部控制了螢石礦體的規模、產狀、形態和空間位置。螢石礦體呈脈狀產于F1斷裂構造破碎帶中，礦體形態、產狀受斷裂構造所控制，產狀與其基本一致。礦脈為復脈型，局部有分支復合現象。礦石類型主要為石英—螢石型、螢石型、螢石—石英型，多呈致密塊狀構造、角礫狀、網脈狀構造及少量梳狀構造。根據礦體產出特點，結合區域類似礦床的成礦地質特征，認為礦床成因類型為熱液充填型脈狀螢石礦床。

螢石；地質特征；礦床成因；熱液充填；廣東和平

廣東省和平縣金山堂螢石礦地處粵贛兩省交界處，行政區位于廣東省和平縣浰源鎮。礦區位于湘東—贛南—粵東螢石礦礦集區的中部，為一小型熱液充填型脈狀螢石礦床。

1 礦區地質概況

礦區位于武夷—諸廣山隆起區與粵北古生代拗陷帶的過渡部位，位于九連山復背斜的北西翼，大東山—貴東東西向構造巖漿巖帶東段。北東向為主的基底構造層控制了區域的巖漿活動及有關的成礦作用，主要表現為形態較完整的緊密線型褶皺。區域巖漿活動強烈，廣泛分布印支和燕山兩期花崗巖。印支期花崗巖多呈巖基、巖株狀，規模大，燕山期花崗巖多呈巖株或巖枝狀分布，與成礦關系密切。礦區范圍內大面積出露浰源(又稱利源、俐源)復式巖體，主體形成于印支期，補體形成于燕山期。浰源巖體區域成礦條件良好，巖體外圍由近及遠有雞啼石鎢礦床、鋸板坑鎢錫多金屬礦床、歸美山鎢礦、李田巖磷礦化點。距離本礦區西部直距約2km處有半坑螢石礦床，屬于江西省龍南縣管轄，與本礦區同屬一礦田。

1.1 地層巖性

區域上出露的地層主要有寒武、奧陶、泥盆、石炭、三疊、侏羅及第三系等。其中寒武系分布于浰源巖體南東側，為一套深海相細碎屑巖、泥巖的復理石建造；奧陶系分布于浰源巖體外圍南部，為一套淺海相細碎屑巖、泥巖的類復理石建造；泥盆系出露于浰源巖體的南及南東側一帶，與寒武系地層呈不整合接觸，主要為河流三角洲相陸源碎屑巖建造、濱岸—潮坪相碎屑巖—碳酸鹽巖建造；石炭系分布于浰源巖體南側，與巖體直接接觸，為一套淺海相碳酸鹽巖建造；三疊系在測區南部白葉障一帶出露，為淺海相、海陸交互相碎屑巖、泥巖建造；侏羅系分布于浰源巖體外圍的北東側，為一套內陸湖泊相中—酸性火山巖及火山碎屑巖建造。第三系發育于浰源巖體外圍的北西角，為一套河流或湖泊相含膏鹽碎屑巖建造。礦區范圍內僅出露第四系的沖洪積與殘坡積地層。

1.2 構造特征

礦區內共發育有北東向F1、近南北向F2兩組斷裂構造破碎帶，其中北東向斷裂構造F1是礦區的主要含礦構造。破碎帶寬2～6m，沿走向延伸＞500m，產狀走向20～45°，傾向SE，傾角65～75°(圖1)。斷裂破碎帶主要由中細粒鉀長花崗巖、螢石、石英、斜長石、綠泥石等組成構造角礫巖，常見壓裂、壓扁、壓碎等現象。沿破碎帶見斷面光滑平整，略顯舒緩波狀，可見擦痕、階步等，顯示出壓扭性力學性質特征。

1.3 巖漿巖

礦區大面積出露的為浰源復式花崗巖體的補體，呈巖枝、巖株狀。巖性為粗中粒鉀長花崗巖，主要由鉀長石、斜長石、石英、黑云母等組成，含少量螢石等副礦物，呈淺肉紅色，以粗粒及中粒花崗結構為主。巖石中的長石組分以鉀長石和斜長石為主，含量為40%～42%。鉀長石多為微斜微紋長石，肉紅色、板狀外形，格子狀雙晶，條紋構造發育，局部見鉀長石斑晶構成似斑狀結構，斑晶粒徑可達2～5cm，鉀長石斑晶邊部有時見到呈環狀分布的石英晶粒。斜長石多為奧鈉長石，柱狀晶形，環帶構造明顯。石英在巖石中含量較高，一般可達30%～50%，自形程度較差，常含熔融包裹體。黑云母為黑色片狀，含量一般為1%～3%，自形程度較好，多色性明顯。

莫柱孫等[2]將浰源巖體劃分為侏羅紀花崗巖侵入的第二階段，即燕山早期第三期，年齡范圍在160±5～135±5Ma。

陳希清等[4]采用高精度鋯石SHRIMP U-Pb定年技術對浰源主體花崗巖進行年代學研究，獲得斑狀黑云母二長花崗巖的鋯石SHRIMP U-Pb年齡為(227.2±4.4)Ma(95%可信度)，MSWD為3.4，推斷主體花崗巖的形成年齡為印支期。對于補體花崗巖，通過類比稀土配分曲線相似的雞啼石含礦石英脈的石英流體包裹體Rb-Sr等時線年齡[5]，推測補體花崗巖形成于燕山早期。

侏羅紀兩次主要的黑云母花崗巖的巖石化學特征[2]為：SiO2高(73%±)、堿總量高(K2O+Na2O=8.15%)，且K2O>Na2O、Na2O/(K2O+ Na2O)=0.39+，相對貧鋁富堿，而CaO、MgO、MnO、Fe2O3、FeO、TiO2等含量較低。浰源復式花崗巖主體與補體都具有富硅(SiO2>73%)、富堿(K2O+Na2O>7.5%)，且K2O>Na2O、貧鎂鈣的特征[4],詳見表1。鋁飽和指數A/NKC值分別為1.08和1.01，屬于弱過鋁質高鉀鈣堿性系列巖石。

表1 浰源花崗巖主體和補體主量元素含量(%)及參數[4]

根據浰源巖體主量元素含量，判斷浰源巖體為“S”型花崗巖，由大陸地殼硅鋁質沉積變質巖經部分熔融作用形成的，副礦物中富含螢石、黃玉等含揮發成分物質[6-7]。

區測資料表明，區域及礦區的燕山三期鉀長花崗巖中副礦物螢石含量較高，其平均含量達到77.9g/t。巖石中豐富的螢石礦源為形成礦區的熱液型脈狀螢石礦床提供了豐富的物質基礎。

2 礦床地質特征

2.1 礦體形態、產狀和規模

螢石礦體主要產于F1斷裂構造破碎帶中，受斷裂構造破碎帶控制并沿其充填，屬熱液充填型脈狀螢石礦。礦體呈脈狀，與構造破碎帶產狀基本一致，礦脈的大小與破碎帶的寬度及破碎程度有關，在破碎帶破碎強烈，寬度膨大部位，礦脈也相應膨大。往南西方向因破碎程度差，蝕變作用弱，礦化亦差。

V1礦體沿走向長大于300m，厚度1.50～2.96m，礦體產狀135°∠65～75°。經地表、淺部和深部工程揭露控制，該礦體為復脈型，主脈比較明顯，局部有分支復合現象，沿走向厚度較穩定，沿傾向方向往深部礦脈有厚度變大、CaF2質量分數相對增高之趨勢。V1礦體沿走向方向厚度變化系數為21.37%，CaF2質量分數變化系數為16.17%，說明礦體沿走向厚度較穩定，CaF2平均質量分數也較穩定。

2.2 礦石特征

本礦區礦石中的主要礦物為螢石，其顏色有紫紅色、淺棕色、淺藍色、淺青色、淺灰色等多種色調，以淺灰、淺青色者占多數。質地純者性脆，節理裂隙發育，輕擊即碎。玻璃光澤，透明至半透明。脈石礦物主要為石英、玉髓、綠泥石、方解石和少量鉀長石等。

礦石多呈致密塊狀構造、角礫狀、網脈狀構造及少量梳狀構造。其中塊狀構造主要表現為由螢石與少量石英、其他硅質集合成致密塊體，這種構造的螢石塊體節理甚為發育；角礫狀構造表現為由圍巖和螢石的角礫被硅質膠結而成，主要分布在礦體頂底部位；網脈狀構造主要表現為螢石和硅質條帶相間相雜組成，螢石含量一般較少，界限清晰。

螢石一般為它形、半自形晶結構，常呈條帶狀、團塊狀或者塊狀聚集體與粗粒石英相間或相雜產出。螢石顆粒大小不等，一般團塊狀、塊狀螢石晶粒多在2～5mm之間，而條帶狀礦石的螢石多在5mm左右，鏡下呈立方體、八面體，高負突起，糙面顯著，解理完全，解理交角60°左右，均質體，裂隙較多。石英含較多雜質，呈半自形晶、粒狀、長柱狀，粒徑0.1～2.0mm，粒徑變化較大，低正突起，石英顆粒之間接觸面呈鋸齒狀、縫合線，有的垂直螢石分布，呈梳狀排列，構成梳狀構造。

礦石中有用組分CaF2的質量分數為22.44%～86.88%，質量分數變化較大。CaCO3、SiO2、Fe2O3、P2O5、S等其他組分基本上與CaF2呈此消彼長關系。礦石品位與礦體厚度呈正相關變化趨勢。礦體厚度大則礦石品位明顯增高，反之則降低。由于礦體沿走向一般厚度穩定，沿傾向厚度變化大，所以礦石品位沿走向品位穩定，沿傾向品位變化較大。礦體的厚度與破碎帶的寬度及破碎程度有關，在破碎帶強烈破碎，破碎帶膨大部位，礦脈也相應膨大。

根據礦石的主要礦物組合特征，礦石類型主要為石英—螢石型、螢石型、螢石—石英型。

按礦石的構造特征劃分，礦石類型主要為塊狀礦石、條帶狀礦石、角礫狀礦石。

3 礦床成因類型與找礦標志

李長江等[8]將中國東南部螢石礦床的成礦模式分為兩種，其中燕山早期形成的與螢石礦床有關的花崗巖具有如下巖石地球化學特征：SiO2多在70%以上，堿值常大于8%；且屬K2O＞Na2O的過飽和類型，稀土分布模式為低稀土總量、負Eu顯著的海鷗式。推測礦區的螢石礦床與浰源巖體形成有關。

3.1 成礦年齡與成礦流體來源

據曹俊臣[10]對中國螢石礦床分類，本區礦床產于酸—中酸性巖漿巖及其接觸帶，成礦主要受區內主干斷裂F1斷裂控制，為第一種礦床類型。根據華南地區類似礦床年齡測試結果證實，產于花崗巖內外接觸帶的螢石成礦年齡為70～90Ma[8-11]，浰源主體花崗巖形成年齡為227.2±4.4Ma[4]，補體花崗巖形成于燕山早期，年齡大致為(160～135)±5Ma[2]，說明螢石成礦晚于花崗巖成巖時代，也間接說明了成礦流體與巖漿水沒有關系。

通過研究贛南粵北類似螢石礦床中螢石氣液包裹體水的氫、氧同位素特征[12]，表明螢石礦床成礦溶液主要由大氣降水組成。

3.2 成礦物質來源

燕山期酸性花崗巖中黑云母含F最高，有利于螢石成礦[9]。通過研究稀土配分模式，螢石稀土含量高低與圍巖有關，當圍巖稀土含量較高時，螢石含稀土也高[11]。半坑螢石礦同本礦區同屬同一礦田，成礦特征類似，因此可以將其稀土元素含量用來類比本礦區。根據浰源主體、補體，半坑螢石、花崗巖稀土元素含量及參數分析結果(見表2)，繪制圖2，可以得出如下結論：螢石稀土配分曲線與圍巖具有相似性和同步性，浰源補體的細粒黑云母二長花崗巖、半坑花崗巖與半坑螢石三者稀土配分曲線相似，Eu的虧損明顯低于浰源花崗巖主體，說明成礦溶液中的稀土元素，取自浰源補體的細粒黑云母二長花崗巖。

表2 稀土元素含量及參數

根據稀土元素測試研究，結合其他研究成果，可以確認，華南低溫熱液脈型螢石礦床，是在成巖以后由大氣降水組成的地下熱水溶液，通過對圍巖的淋濾、萃取而成礦的，巖漿巖只起到熱源和物源的作用[12]。

3.3 成礦成因與成礦模式

礦區螢石礦體呈脈狀產于F1斷裂構造的蝕變破碎帶中，礦體形態、產狀受斷裂構造所控制，產狀與斷裂構造破碎帶基本一致。礦脈延伸大于300m，礦脈脈幅1.50～2.96m，為復脈型，局部有分支復合現象。礦石礦物組合較簡單，以螢石、石英為主。根據礦體產出特點，認為礦床成因類型為熱液充填型脈狀螢石礦床。

本區的斷裂構造破碎帶的形成給CaF2熱液提供了極為有利的運移通道和沉淀場所；含礦熱液沿構造破碎帶充填，破碎程度也起了決定作用，破碎越強烈越利于礦液運移至近地表附近范圍內沉淀成礦，相應破碎較弱地段則礦液難以運移至近地表，從而使礦體隱伏于地表之下。

綜合認為本區螢石礦床是在燕山期后，原有的花崗巖遭受構造破壞形成破碎帶，以大氣降水為主的成礦熱液沿破碎帶循環，淋濾主巖石，使F、Ca元素重新活化、轉移、沉淀成礦。

3.4 找礦標志

根據野外工作觀察的積累，總結本礦床的主要找礦標志反映在以下幾點：

(1) 北東向斷裂破碎帶是礦區主要控礦及含礦構造，可作為尋找同類螢石礦床的間接標志。

(2) 構造破碎帶兩側圍巖的強烈的綠泥石化蝕變是螢石礦的間接找礦標志。

(3) 螢石礦體伴隨強烈的硅化，抗風化能力強，因此礦區正地形可以作為找礦的地貌標志。

[1]王吉平,商朋強,牛桂芝.中國螢石礦主要礦集區及其資源潛力探討[J].化工礦產地質,2010,32(2):87-94.

[2]莫柱孫.南嶺花崗巖地質學[M].地質出版社,1980.

[3]華仁民,陳培榮,張文蘭,等.南嶺與中生代花崗巖類有關的成礦作用及其大地構造背景[J].高校地質學報,2005,11(3):291-304.

[4]陳希清,付建明,程順波,等.利源復式花崗巖鋯石SHRIMP UPb定年研究[J].大地構造與成礦學,2010,34(3):429-434.

[5]付建明,李祥能,程順波,等.粵北連平地區鎢錫多金屬礦床成礦時代研究[J].中國地質,2009,36(7):1331-1339.

[6]地質部南嶺項目花崗巖專題組.南嶺花崗巖地質及其成因和成礦作用[M].地質出版社,1989.

[7]張德全,孫桂英.中國東部花崗巖[M].北京:中國地質大學出版社,1988.

[8]李長江,蔣敘良.中國東南部兩類螢石礦床的成礦模式[J].地質學報,1991(3):263-274.

[9]曹俊臣.中國與花崗巖有關的螢石礦床地質特征及成礦作用[J].地質與勘探,1994,30(5):1-13.

[10]曹俊臣.中國螢石礦床分類及其成礦規律[J].地質與勘探,1987(3):12-17.

[11]曹俊臣.華南低溫熱液脈狀螢石礦床稀土元素地球化學特征[J].地球化學,1995,24(3):225-234.

[12]曹俊臣.熱液脈型螢石礦床螢石氣液包裹體氫、氧同位素特征[J].地質與勘探,1994,30(4):28-29.

Discussion on Geological Characteristics and Ore Genesis of the Fluorite Ore in Jinshantang, Heping

DUAN Chang-sheng, CHEN Meng
(938 Geological Team in Guangdong Nonferrous Bureau, Huizhou 516023, China)

The Jinshantang fluorite ore is located in the central area of the fluorite ore mine of east Hunan-south Jiangxi-east Guangdong. By geological exploration in the mining area, deep engineering have controlled the scale, orientation, shape and spatial location of the ore bodies. Fluorite deposit is formed in F1 fault fracture zone. The shape and orientation of the ore bodies is under the control of the fault fracture structure. So its occurrence is in basic agreement with the fault fracture structure. The veined ore bodies are complex and have branch composite phenomenon in some parts. The ore types are mainly quartz-fluorite type, fluorite type, fluoritequartz type, mostly of a dense block structure, brecciated structure, nets pulse shape structure and a few comb structure. According to the ore body output features, and combined with the geological characteristics of the metallogenic area of similar deposits, we think that the ore desposit is the vein-type fluorite deposit of hydrothermal filling origin.

fluorite; geological characteristics; ore genesis; hydrothermal filling; Heping Guangdong

P619.215

A

1007-9386(2012)03-0048-04

2012-03-06