浙江省天臺(tái)縣蟹渚螢石礦礦床地質(zhì)特征及其成因探討

王志勵(lì)，朱 斌，杜理科

(浙江省水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì)，315012，浙江，寧波)

1 區(qū)域地質(zhì)概況

礦區(qū)大地構(gòu)造位置處在華南褶皺系(Ⅰ2)浙東南褶皺帶(Ⅱ4)溫州—臨海拗陷帶(Ⅲ9)黃巖—象山斷拗束帶(Ⅳ9)。位于天臺(tái)火山構(gòu)造洼地南側(cè)盆地邊部位，南有赤峰山火山穹窿，西為鼻下許錐火山[1－4]。區(qū)域內(nèi)中生代火山活動(dòng)頻繁，形成了一套巨厚的中生代火山碎屑巖系及白堊統(tǒng)火山沉積巖系。

區(qū)域出露地層除第四系外，主要有古近系嵊縣組，上白堊統(tǒng)赤城山組、兩頭塘組、塘上組，下白堊統(tǒng)朝川組、館頭組，上侏羅統(tǒng)九里坪組、茶灣組、西山頭組、高塢組和大爽組[5]。構(gòu)造主要為斷裂，較發(fā)育，火山活動(dòng)頻繁，對(duì)成礦有利。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)出露的地層主要為上侏羅統(tǒng)西山頭組，按巖性組合可劃分J3x1、J3x2、J3x33個(gè)巖性段，分別為流紋質(zhì)含角礫晶屑玻屑熔結(jié)凝灰?guī)r、流紋質(zhì)沉火山角礫巖、流紋質(zhì)含角礫晶屑玻屑熔結(jié)凝灰?guī)r[5]。

礦區(qū)主要見有3組斷裂，北東東向斷裂有F1和F2，北西向斷裂有F3，其中F1為主要控礦斷裂(圖1)。

圖1 天臺(tái)縣蟹渚螢石礦區(qū)圖

F1斷裂位于礦區(qū)中心部位，全長(zhǎng)約800 m，走向50°～85°，傾向南東，傾角50°～80°，斷裂帶寬一般在1.5～6.5 m，局部可達(dá)10～12 m。已知的主要螢石礦(化)體分布在F1斷層中，是礦區(qū)主要控礦和儲(chǔ)礦構(gòu)造。地表所見構(gòu)造面下盤常高出上盤地形1～2 m，較為醒目(圖2)。

圖2 地表出露的F1構(gòu)造面

斷壁見有較明顯的擦痕與階步(圖3)，主要有2組，分別向南西、南西西側(cè)伏，前一組顯示上盤下降，為張性;后一組顯示上盤上升，為壓性。據(jù)二者的交接關(guān)系推斷，南西向擦痕形成稍晚。說明構(gòu)造具多期性，為多期疊加而成，具有先壓后張的性質(zhì)。構(gòu)造帶主要由構(gòu)造角礫巖等組成，角礫呈棱角狀、次棱角狀，膠結(jié)物主要為螢石、石英及鐵質(zhì)等。部分地段又見粉末狀螢石礦體，而F1斷裂內(nèi)主要形成了負(fù)角礫狀為主體的螢石礦體，所以構(gòu)造具有先張后壓再?gòu)埖男再|(zhì)。

F2位于F1斷裂北北西側(cè)約34 m處附近，大致平行F1。斷裂總體走向69°左右，一般變化于62°～86°間，傾向南南東，傾角一般在 65°～76°。斷裂帶寬一般在1.5～4.6 m。屬于張性斷裂。

F3走向 295°～304°，傾向北東，傾角 53°～76°，總體構(gòu)造帶上盤產(chǎn)狀較緩，而底板相對(duì)較陡。斷裂帶寬度5 m左右。屬F1與F2斷裂的分叉斷裂。斷裂性質(zhì)與F1相同，為多期疊加而成。

圖3 斷壁上的兩組擦痕

礦區(qū)內(nèi)侵入巖不發(fā)育，未出露地表。都為石英霏細(xì)斑巖，呈紫灰色。

3 礦床地質(zhì)特征

礦區(qū)螢石礦體產(chǎn)于北東東向F1、F2斷裂及北西向F3分叉斷裂。主要礦體3條，其中Ⅰ號(hào)礦體位于F1斷裂中、Ⅱ號(hào)礦體位于F2斷裂中、Ⅲ號(hào)礦體位于F3。斷裂中Ⅰ號(hào)礦體規(guī)模相對(duì)較大，Ⅱ號(hào)、Ⅲ號(hào)礦體規(guī)模較小。

插銷牽引、沉箱移運(yùn)準(zhǔn)備工作→氣囊就位頂升并抽出工字鋼及鋼墊板→支墊枕木并就位氣囊→氣囊頂升并抽出枕木→沉箱橫移→沉箱縱移→移至斜坡前端，帶上后溜鋼絲繩→溜坡至出運(yùn)碼頭前沿→半潛駁搭駁→牽引卷?yè)P(yáng)機(jī)更換為半潛駁的牽引卷?yè)P(yáng)機(jī)→沉箱上駁→沉箱支墊→半潛駁離泊

Ⅰ號(hào)礦體賦存于F1斷裂帶內(nèi)。總體走向70°，一般變化于 50°～85°之間，走向轉(zhuǎn)為 96°～109°。主要傾向南東、南南東，傾角一般在50°～80°，礦體自北東端向南西端產(chǎn)狀由陡變緩。

鉆孔控制礦體間距:沿走向90～110 m，沿傾向(礦體斜深)一般在50～80 m。礦體下盤出露標(biāo)高+178.52～+236.74 m，控制礦體的最大斜深約190 m，控制礦體最低標(biāo)高+55.27 m。礦體地表呈尖滅再現(xiàn)產(chǎn)出，深部連成一體。總體形態(tài)呈不規(guī)則的脈狀，局部呈透鏡體狀。礦體厚度一般在0.76 ～3.27 m，最大厚度為4.88 m，平均厚度1.57 m。礦體 CaF2含量一般在31.22% ～75.64%，最高為88.25%，礦體平均品位45.71%。

Ⅱ號(hào)礦體賦存于F2斷裂帶南西端，長(zhǎng)約95 m，礦體產(chǎn)狀 176°～184°∠75°～76°。礦體呈脈狀，與圍巖界線清楚。

該礦體地表由工程點(diǎn)控制，出露標(biāo)高+241.82 m，真厚度1.01 m，礦體品位39.33%。往深部情況不明。

礦體往西因地表覆蓋嚴(yán)重，出露情況不明;往東直至0線附近為(含礦)硅化蝕變帶。F2構(gòu)造帶東側(cè)探槽見厚度0.56 m的螢石礦體，品位48.72%;0線鉆孔，標(biāo)高186.41 m處見厚度0.65 m的低品位螢石礦體，品位26.30%，控制的螢石礦體斜深約在74 m。

Ⅲ號(hào)礦體賦存于F3分叉斷裂帶內(nèi)，屬Ⅰ、Ⅱ號(hào)礦(化)體的分叉礦體。

礦體嚴(yán)格受F3分叉斷裂帶控制，長(zhǎng)約60 m，呈透鏡體狀，與圍巖界線清楚。

當(dāng)?shù)匕傩赵鴮?duì)該礦體進(jìn)行開采，留有沿脈硐，硐長(zhǎng)30.30 m，見礦連續(xù)。

該礦體地表及老硐內(nèi)厚度較大、品位較高，針對(duì)Ⅰ、Ⅱ號(hào)礦體施工的兩個(gè)鉆孔未能有效控制礦體，礦體延深不明。

螢石以乳白色為主，次為淺紫、淺綠色。礦物呈半透明，玻璃光澤，解理發(fā)育，性脆易碎。以半自形晶為主，少量呈自形晶。晶形以八面體為主，局部見六面體及其它聚形。在螢石礦體內(nèi)，常見有大小不一的空洞，洞徑一般在0.5～3 cm，大者可達(dá)0.3 m以上，洞壁內(nèi)常見八面體螢石晶簇分布。

礦石構(gòu)造以角礫狀構(gòu)造為主，次為條帶狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造，局部見網(wǎng)脈狀構(gòu)造、晶簇狀構(gòu)造及葡萄狀構(gòu)造等(圖4)。

圖4 各類螢石構(gòu)造

4 成因探討

礦體圍巖為流紋質(zhì)含角礫晶屑玻屑熔結(jié)凝灰?guī)r及流紋質(zhì)沉火山角礫巖等較致密堅(jiān)硬的脆性巖石，在斷裂活動(dòng)過程中易于破碎形成構(gòu)造破碎帶，有利于礦液的運(yùn)移;而巖石孔隙度小、透水性差，易于形成半封閉環(huán)境，含礦熱液中的有用組分不易滲透、擴(kuò)散，這就構(gòu)成了成礦的有利空間條件。當(dāng)有含礦熱液活動(dòng)時(shí)，常在其中形成一定規(guī)模的品位達(dá)到工業(yè)要求的礦體。礦區(qū)周邊眾多的螢石礦產(chǎn)地表明螢石礦的產(chǎn)出與天臺(tái)白堊系沉積盆地密切相關(guān)。

根據(jù)礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造、礦物結(jié)晶溫度、穿插關(guān)系及成礦過程中的斷裂活動(dòng)，將本礦區(qū)成礦主要?jiǎng)澐譃?個(gè)階段。

第1階段:在成礦前斷裂形成的基礎(chǔ)上，伴隨礦液的上升，礦液沿?cái)嗔堰\(yùn)移，在溫度和壓力減弱到一定程度后，在斷裂形成的空間及破碎構(gòu)造角礫的空隙中沉淀。此時(shí)，成礦溶液的濃度相對(duì)較高，礦液豐富，因此礦體形態(tài)、規(guī)模基本上在此階段奠定。礦區(qū)里常見的負(fù)角礫狀礦石、局部塊狀礦石及多數(shù)網(wǎng)脈狀螢石脈在此階段生成。

第2階段:伴隨斷裂構(gòu)造的復(fù)活和礦液的脈動(dòng)，在已成礦的部位又形成了空隙，充填形成了條帶狀或環(huán)帶狀螢石，螢石顏色以淺綠色、淺紫色為主。

第3階段:控礦斷裂再次復(fù)活，但僅產(chǎn)生一些小的網(wǎng)狀裂隙和平行裂隙，另外含礦溶液變稀，溫度更低，在局部空間形成晶簇狀、葡萄狀構(gòu)造的礦石，并見有淺紫色、乳白色螢石脈的穿插疊加。

該階段晚期，礦液中F－離子濃度大大降低，Ca2+離子相對(duì)增加，除與F－結(jié)合形成螢石礦外，少部分與CO2－3結(jié)合形成方解石。它們以脈狀形式充填在礦體邊部或圍巖裂隙中。此時(shí)形成的螢石顏色主要是紫色。

5 結(jié)論

綜上所述，天臺(tái)縣蟹渚螢石礦賦存在控礦斷裂帶中，礦體呈透鏡狀、脈狀產(chǎn)出，礦石構(gòu)造以角礫狀為主，其次為塊狀、條帶或環(huán)帶狀、網(wǎng)脈狀，少量葡萄狀，礦物成分主要為螢石、石英，其次含有少量的高嶺土、綠泥石等。少量石英呈隱晶質(zhì)與螢石共生;并見有后期的石英細(xì)脈穿插。礦區(qū)圍巖蝕變主要為較典型的中低溫火山熱液蝕變，據(jù)此認(rèn)為本礦床類型屬于中低溫?zé)嵋撼涮钚兔}狀螢石礦床。

由于螢石與石英密切共生，在螢石礦脈兩側(cè)圍巖和隱伏礦脈的上部均有較強(qiáng)的硅化蝕變帶存在(硅帽)，是良好的找礦標(biāo)志。

礦區(qū)控礦構(gòu)造為北東東向的斷裂，今后在尋找同類礦床中應(yīng)注意北東東向(近東西向)及北西向斷裂，尤其是經(jīng)過多次活動(dòng)的斷裂對(duì)成礦更為有利。

[1] 浙江省國(guó)土資源廳.浙江省金屬非金屬礦床成礦系列和成礦區(qū)帶研究[M].北京:地質(zhì)出版社，2009.

[2] 浙江省地質(zhì)礦產(chǎn)局.浙江省區(qū)域地質(zhì)志[M].北京:地質(zhì)出版社，1982.

[3] 浙江省地質(zhì)礦產(chǎn)局.浙江省巖石地層[M].武漢:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，2008.

[4] 浙江省水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì).浙東沿海中生代火山-侵入活動(dòng)、構(gòu)造演化及成礦規(guī)律[M].福州:福建省地圖出版社，2002.

[5] 浙江省水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì).浙江省天臺(tái)縣福溪街道蟹渚螢石礦地質(zhì)詳查報(bào)告[R].2005.