福建省建陽市回潭螢石礦礦床成因

劉賢林 贛州市地質隊

1 區域地質

本區位于新華夏系武夷山隆起帶北段的東側。北東向斷裂和基底褶皺構造發育。區內地層分布較單一，主要有前震旦系、侏羅系及零星分布的三疊系地層。巖漿巖主要為燕山早期白云母化中細粒二長花崗巖、燕山晚期花崗斑巖和中酸性脈巖。

㈠、地層

①.前震旦系（AnZ）

分布于西部和東南部，由西向東自下而上為龍北溪組（AnZl），由云母石英片巖、角閃片巖、石英巖組成；大嶺組（AnZdl），主要巖性為云母石英片巖、石英云母片巖，夾黑云變粒巖；麻潭組（AnZm），主要巖性為變粒巖、黑云石英片巖。上述地層常呈不同程度的混合巖化。地層走向北東，傾向南東或北西，傾角一般30～70°。部份巖層呈捕擄體或殘留頂垂體在巖漿巖中零星分布。各組地層均呈整合接觸。

②.三疊系（T）

上三疊統焦坑組（T3j），零星分布在南西角和北面，多呈斷塊產出。主要巖性為炭質泥巖、粉砂巖、砂巖，夾煤線。

③.侏羅系（J）

分布于東部和北部邊緣。下統梨山組（J1l），由炭質泥巖、粉砂巖、砂巖、砂礫巖組成，夾煤線，與焦坑組為不整合接觸；上統長林組（J3c），主要巖性為凝灰質砂巖、粉砂巖，礫巖和凝灰巖；上統南園組（J3n），巖性為中酸性熔巖夾火山碎屑巖，與長林組為噴發不整合接觸。地層走向北東，傾向南東或北西，傾角15～35°。

以上中生代地層與前震旦系地層均呈不整合接觸。

㈡、構造

本區斷裂構造十分發育，褶皺構造主要發育在基底變質巖中，常形成北東走向的線形褶皺，呈緊密的復式向斜、背斜。中生代地層一般呈北東走向的、寬展的單斜或開闊的向斜、背斜，在斷裂帶附近，局部產生較強烈的褶皺。主要斷裂有縱貫全區的呈北東30～45°走向的五夫——興田和大將——崇雒壓扭性斷裂，以及與它們配套的北西走向的張性斷裂。它們切穿了燕山期巖漿巖和中生代以前的所有地層。北東向斷裂在走向上呈舒緩波狀，傾向南東，傾角40～60°，寬數米至200余米，沿斷裂帶的巖石受強烈擠壓破碎，形成破碎巖、碎粉巖、碎斑巖和構造角礫巖、構造壓扁角礫巖等各種構造巖。斷裂帶中常有石英脈充填，并普遍具強烈硅化和綠泥石化。斷裂面上常見擦痕和階步，據此判斷斷裂上盤曾相對向北東方向斜沖。由于斷裂具多次活動特點，除具壓扭性特征外，還經常顯示疊加的張性破裂面特征。興田——五夫斷裂是本區的控礦構造。

㈢、巖漿巖

區內燕山期巖漿侵入活動比較強烈，酸性巖體和中酸性巖廣泛分布。主要有燕山早期白云母化中細粒二長花崗巖、黑云母花崗巖和燕山晚期石英閃長巖、花崗斑巖以及安山玢巖、細晶巖、偉晶巖、正長斑巖、石英斑巖、石英脈、霏細斑巖等。

白云母化中細粒二長花崗巖（γ52（2）），即回潭巖體，呈北東向脈狀分布，長22公里，寬5公里。巖石呈灰白至淡紅色，中細粒結構，分相不明顯，主要礦物為石英、微斜長石、更長石、少量黑云母，副礦物有少量磷灰石、鋯石。巖體普遍受不太強烈的白云母化。

黑云母花崗巖（γ52（3）C）、石英閃長巖（δο53（1）2）僅在西部變質巖中零星出露。

花崗斑巖（γπ53（1）d），多呈小巖脈和巖株產出，規模最大的長3.5公里、寬1公里，侵入于回潭巖體中。

2 礦區地質特征

本礦區位于閩西北隆起帶北段東側，建陽竹洲—寧化下伊斷裂帶的北端。

㈠、地層

礦區地層較單一，除第四系殘坡積、沖洪積層外，僅見前震旦系大嶺組（AnZdl）地層。大嶺組巖性主要為富黑云變粒巖，次為黑云石英片巖。主要分布于礦區的南東部，均為捕擄體或殘留頂垂體，呈北東45-50°分布于花崗巖中，厚度不詳。其片理產狀：40-50°，傾向南東、局部北西，傾角30-70°。在構造破碎帶中或近側的巖石裂隙發育，局部見螢石脈充填，但未具工業價值。

巖石中裂隙發育，且多具不同程度的混合巖化作用。

㈡、構造

區內構造主要為斷裂構造，以北東向斷裂為主，其次為北東東向壓扭性斷裂、近南北向的裂隙及規模極小的斷裂。

北東向壓扭性控礦斷裂屬區域構造——五夫-興田斷裂的一部分。斷裂在走向、傾向上略呈舒緩波狀，走向上總體表現為一長透鏡狀的構造破碎帶，上寬下窄，橫剖面上似長楔形，總體產狀：走向為北東45-55°、傾向南東、傾角55-60°。該斷裂縱貫全區，地表長1000余米，最寬達87米，最窄7.5米，一般寬45-65米。深部已控制的最大斜深390米，標高-18米。北東向斷裂經多次活動，形成了寬大的構造破碎帶，螢石礦體即充填其中。礦體的形態和產狀受斷裂性質、方向的制約，為礦區的控礦構造。

另外北東東向壓扭性斷裂也屬于五夫-興田斷裂的組成部分，斷裂產狀：55-65°/SE∠60-70°。破碎帶寬5-8米，走向上呈舒緩波狀，向南西延伸較遠，推測長度達3000米。近南北向的斷裂主要分布在分布在礦區中南部，以裂隙為主，局部見張、張扭性小斷裂。這兩組方向的斷裂對礦體的完整性無明顯的破壞作用。

㈢、侵入巖

區內巖漿巖主要為燕山早期白云母化中細粒二長花崗巖，屬回潭巖體的一部分 ，位于該巖體的南西段。巖石呈灰白色，風化后呈黃白色，多已絹云母化、葉臘石化、綠泥石化。

其次為燕山晚期花崗斑巖，呈巖株狀侵入于花崗巖中。巖石為灰白色，近破碎帶具絹云母化、葉臘石化、綠泥石化。在礦體底板的構造角礫巖中見其角礫，說明花崗斑巖屬成礦前侵入。

礦區內石英脈分布廣泛，期次頻繁，尤其在礦體或構造巖中極為發育。石英脈對礦體品位有直接的影響，脈多的地方，礦石品位下明顯降低。

區內另有少量中、酸性巖脈。主要有閃長玢巖、安山玢巖、花崗偉晶及霏細巖。脈巖產狀受北東向構造控制，多沿北東30-50°方向展布。

㈣、變質作用與圍巖蝕變

礦區的變質作用主要為動力變質。原巖在多次的動力作用下，發生了不同程度的破碎、形變和重結晶，形成了一套在成份、結構構造上相似，但又不盡相同的構造巖組合。早期形成的構造巖經多次的動力疊加作用，其裂隙發育，局部生成角礫，被再次膠結形成新的構造巖。一般情況下，區域變質巖（大嶺組地層）受擠壓后多產生柔性變形和流劈理構造，新生的應力礦物具明顯的定向排列。巖漿巖及螢石受力后常形成碎斑或角礫。受動力變質作用的巖石的破碎程度，隨著遠離構造破碎帶的中心部位而逐漸消失。動力變質作用所形成的巖石主要有：碎裂巖、碎斑巖、花崗質碎斑巖、花崗質構造角礫巖、構造角礫巖、糜棱巖化構造角礫巖。

圍巖蝕變主要有硅化、碳酸鹽化，它與成礦關系密切。其次為絹云母化、葉臘石化、綠泥石化、黃鐵礦化，主要發生在成礦前，與成礦關系不大。

3 礦體地質

㈠、礦體特征

回潭螢石礦屬單脈型的大型螢石礦床。主要礦體I號礦體，在地表出露最高標高為291米，最低標高-18米，，推測最低延深標高-40米。東溪以西，主礦體大片裸露于地表。東溪以東，地表只微弱礦化，礦體見于深部50米標高平巷。

在I號礦體旁側見四個從屬礦體（編號為 I1、I2、I3、I4），規模和厚度都較小，在此不作進一步說明。

①、I號礦體的形態和產狀

本礦區主礦體形態簡單，頂底界面沿走、傾向上呈舒緩波狀，總體形態為一長的透鏡體。其長軸為北東向，三軸的比例約為30∶10∶1（長∶寬∶厚）。

在188米露采底盤，僅在2-4線、7線見透鏡狀夾石；在140米中段采空區中，僅在4線見夾石；在100米中段生探巷道及采空區中，在8-10線見石英脈貫入，使礦體走向上發生分叉，分成二層。近底盤一層在8-10線間尖滅，另一層過10線后尖滅；50米中段生探巷道中，6線以北礦體尖滅，10線以南尖滅。

傾向上，礦體的形態主體上呈長楔形，局部為透鏡狀。在3、4、6、7線礦體具分叉現象，8線深部略膨大。傾角在地表和深部（140米標高以下）較陡，一般在60-70°左右。礦體的底界線似“W”形，其凹處位于4線（標高120米），凸處位于2線、8線（標高為78米、-40米）。

主礦體總體產狀：在140米、100米、50米中段，礦體走向為北東41-55°、傾向南東、傾角57-67°。自8線往南西，礦體走向向南偏轉20-30°，呈北東15-30°。礦體南西端收斂角約為60°、北東端的收斂角約為30°。

②、I號礦體的長度與延深

主礦體走向上在140米中段長度約848米，實際控制長度約520米，分布于106線東50米到10線西35米；在100米中段上長度約827米，實際控制礦體長度約500米，分布于1線到10線西5米；在50米中段上長度約160米，實際控制礦體長度約160米，分布于6線到10線。礦體往兩端收斂，趨于尖滅。

礦體的延深，總體上北東淺、南西深，其中6-8線延深較大?，F已控制最大延深333米、標高為-18米（ZK803孔），下推最大斜深358米、標高-40米（8線）；下推最小斜深25米、標高105米（102線）。

③、I號礦體厚度及其變化

礦體厚度走向上：在140米中段，最大9.53米（5線），最小4.36米（10線），一般5-9米，平均厚度約8.34米，厚度變化系數51.67%；在100米中段，最大10.60米（7線），最小2.24（2線），一般5-8米，平均厚度約6.23米，厚度變化系數67.42%；在50米中段，最大5.66米（9線），最小2.85（7線），一般3-5米，平均厚度約4.64米，厚度變化系數50.24%。礦體厚度從地表往深部由厚變薄。屬中等變化類型。

礦體厚度傾向上：基本是中部厚，地表略薄，往深部變薄至尖滅。中部較厚地段主要分布在250-100米之間，其厚度一般為10-26米。厚度變化系數最大為58.56%，最小為30.67%，一般為30-40%。

㈡、礦石質量

礦石物質組成主要為螢石（主要呈翠綠色、淺綠色，其次為淺紫色、淡白色）、石英，少量方解石、蛋白石、黃鐵礦，微量的絹云母、鉀長石及鈉長石。礦石結構主要有它形板狀結構、角礫狀結構，次為半自形粒狀結構、半自形—它形粒狀結構，偶見自形晶結構、放射狀結構。構造主要為塊狀，其次為角礫狀、網脈狀、條帶狀、斑團狀構造，偶見腦紋狀、晶簇狀構造。

礦石的有益組分為CaF2。全區單樣含量：最高94.41%（CaF2含量，下同），最低20.05%，一般50-60%。單工程含量：最高79.54%，最低29.43%，一般45-65%。礦床平均品位37.76%。礦石的有害組分：有害組分主要為SiO2，主要來自石英和蛋白石礦物。

㈢、礦石類型

組成礦石的主要礦物成份為螢石和石英，二礦物在礦石中含量一般都在80%以上。根據二者在礦石中的含量多少，礦區內礦石類型分為螢石—石英型和石英—螢石型，其中以螢石—石英型礦石為主要類型。

㈣、礦體圍巖蝕變

圍巖蝕變主要為硅化、碳酸鹽化、絹云母化、葉蠟石化、綠泥石化、黃鐵礦化等。硅化、碳酸鹽化與成礦關系密切。

4 礦床成因

1）礦床成因

回潭螢石礦是受斷裂構造控制的脈狀礦體。礦體圍巖為花崗巖，近礦蝕變為中——低溫熱液蝕變。礦脈沿構造破碎帶的裂隙充填，與圍巖的接觸界線清楚，具有充填式特征。根據礦床地質特征，成礦作用，礦物組合及測溫結果，回潭螢石礦床的成因類型屬：巖漿期后氣化——熱液的中——低溫熱液充填礦床。工業類型屬：硅酸鹽巖石中的螢石礦床。本礦床有兩次成礦期，共劃分4個成礦階段。第一期為主要的成礦期，有3個成礦階段，其第二、四次成礦階段規模最大。第二期較微弱，已趨于成礦的尾聲。據各期的礦物共生組合特點，本礦床的礦石建造有三種：第一期①螢石單礦物建造；②螢石——石英建造；第二期③螢石——方解石建造。

2）控礦因素、礦化富集規律及找礦標志

斷裂構造是本礦床形成的主要控礦因素。五夫——興田斷裂通過花崗巖類等剛性巖石分布地段時，產生規模較大的強烈構造破碎帶，在斷裂作用多次活動和應力不斷轉換的條件下，導致深部成礦熱液不斷上升沉淀形成礦床。斷裂構造的主結構面既是導礦構造又是貯礦構造。構造作用與成礦作用在時間上密切相關，一脈相承。

呈舒緩波狀的斷裂面的兩盤凹面接觸處往往產生寬厚的構造巖和空間，有利于礦液上升、沉淀；而先于氟化鈣沉淀的強烈硅化作用造成良好的封閉條件，因而礦體的規模和富集一般與構造巖的規模和硅化強度成正比關系。反之，則礦體規模小、品位低。

礦區的控礦構造特征是主要的找礦標志，低溫圍巖蝕變中的硅化是良好標志。此外，在硅化強烈及構造巖發育地段多形成正地形也是找礦的輔助標志。在區域上可根據以上標志進行找礦。