海南什統(tǒng)螢石礦成礦規(guī)律與成礦機制

郝　強，錢利軍，許德如，楊昌松

海南什統(tǒng)螢石礦成礦規(guī)律與成礦機制

郝強1，錢利軍1，許德如2，楊昌松3

（1.成都理工大學工程技術(shù)學院，四川 樂山 614000；2.中科院廣州地球化學研究所，廣州510000；3.海南省地質(zhì)綜合勘察院，海口570100）

在系統(tǒng)分析什統(tǒng)螢石礦礦床地質(zhì)特征、控礦構(gòu)造、成礦物質(zhì)來源、成礦時代、賦礦地層特征基礎(chǔ)上，經(jīng)過綜合研究，發(fā)現(xiàn)什統(tǒng)螢石礦受斷裂構(gòu)造控制明顯，且以壓扭性斷裂更為有利；成礦流體為混合成因（地表水、巖漿水），在其后演化中，成礦流體從圍巖中萃取成礦物質(zhì)，最后在適當?shù)沫h(huán)境下形成礦床，屬淺成中低溫熱液礦床，同時通過研究礦床的成因和形成過程，對礦床的成礦模式進行了初步歸納。

螢石礦；地質(zhì)特征；成礦模式；什統(tǒng)

什統(tǒng)螢石礦的發(fā)現(xiàn)在海南省尚屬首例，不僅填補了海南螢石礦資源儲量的空白，對開發(fā)我國華南及東南亞國際市場也具有潛在的價值[1]。礦區(qū)以往地質(zhì)工作程度較低，以什統(tǒng)螢石礦床作為研究的典型礦床，是為了更系統(tǒng)的了解成礦地質(zhì)環(huán)境和特征，綜合分析成礦規(guī)律，從而建立更合理的礦床成礦模式，為下一步的成礦預測工作提供充分的理論依據(jù)。

1　礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)僅西部見有上石炭統(tǒng)青天峽組（C2q）地層出露，呈殘留體賦存在花崗巖體內(nèi)，構(gòu)造以壓扭性北東向斷裂構(gòu)造為主，另見少量的北西及北北西向斷裂[2]。巖漿巖主要為印支期—燕山期富含黑云母侵入巖，類型多為中二疊世及晚侏羅世的花崗巖類，另外見有少量的后期沿斷裂充填的細晶巖脈和煌斑巖脈。（圖1）

圖1　什統(tǒng)螢石礦礦床地質(zhì)簡圖

2　成礦規(guī)律

2.1地層控礦規(guī)律

海南省什統(tǒng)式螢石礦體賦存于印支或燕山期花崗巖、花崗閃長巖（如中二疊世（η γ P2）中粒黑云母二長花崗巖）和含鈣組分的變質(zhì)沉積巖中（如上石炭統(tǒng)青天峽組結(jié)晶灰?guī)r），燕山期之前含灰?guī)r地層和印支或燕山期花崗巖體為主要控礦圍巖；巖漿巖中殘余的灰?guī)r巖體為本區(qū)螢石礦床的形成也起到重要作用。

圖2　礦區(qū)北西向斷裂素描圖

2.2構(gòu)造控礦規(guī)律

什統(tǒng)螢石礦在區(qū)域上的分布，或在一定礦帶中的排列形式以及在礦區(qū)中的產(chǎn)出形態(tài)，都分別反映了控礦構(gòu)造的不同特點。

表1　我國不同巖性侵入巖和不同時代花崗巖的含F(xiàn)量（×10-6）

瓊中構(gòu)造格架是歷經(jīng)中生代各紀多種構(gòu)造活動依次復合而建立起來的。首先是晚三疊世東西構(gòu)造帶，繼而與早侏羅世末的北東構(gòu)造帶復合，晚侏羅世以后以北北東向構(gòu)造為主，具有多期多次性的特點，在多次構(gòu)造運動的影響下，在次級構(gòu)造帶上形成了一定的儲礦空間，隨著成礦熱液不斷上升，在合適的物化條件下沉淀在斷裂帶內(nèi)形成礦床，北西及北北西向斷裂往往是北東向斷裂派生的張性或張扭性斷裂，規(guī)模較小，主要充填物為煌斑巖脈。局部見硅化、螢石化、綠泥石化等蝕變現(xiàn)象（圖2）。區(qū)內(nèi)北東向斷裂構(gòu)造控制著含礦熱液的運移和各礦體的產(chǎn)出。在時空關(guān)系上構(gòu)造作用與成礦作用關(guān)系緊密。

2.3巖漿控礦規(guī)律

什統(tǒng)地區(qū)螢石礦基本上都賦存在花崗巖體或其內(nèi)外接觸帶中，特別是燕山期花崗巖分布區(qū)。有資料表明花崗巖中黑云母所含F(xiàn)-占巖石F-含量的41%~70%。因此，黑云母在花崗巖中含量的多少及成分的變化，對F-的地球化學行為，尤其對螢石等氟礦物或含氟礦物的形成與礦化，起著重要作用，所以作為F-的主要攜帶者的黑云母花崗巖的存在與什統(tǒng)螢石礦的形成息息相關(guān)，當然，地層中F-的來源也不容忽視。

3　成礦流體分析

螢石為中低溫熱液型礦床，這已為普遍接受的事實。對于什統(tǒng)這種熱液型礦床，其成礦流體的分析是解釋其成因的重要方面。因此，通過如下幾個方面的研究來探討螢石礦床的成因。

3.1成礦熱液來源

螢石成礦流體的熱源問題是一直得到各專家學者的重視。由于其為淺部循環(huán)，埋藏不深，由地熱梯度所產(chǎn)生的熱，與成礦所需熱源相差甚遠，不足以提供熱源。值得注意的是該區(qū)螢石礦床出露的地方都有花崗巖體的出露，但花崗巖體及巖漿的活動作為成礦熱源的可能性較小。螢石的成礦時代一般比當?shù)鼗◢弾r遲后40~70Ma左右。此時巖體已經(jīng)冷卻，固結(jié)成巖，巖漿活動所產(chǎn)生的熱不可能作為成礦熱液的熱源。隨著近些年對HHP花崗巖巖體的研究，對螢石礦熱液的來源又有了較新的認識。在1985年國際花崗巖會議上，將放射性礦物含量較高的一類花崗巖命名為HHP花崗巖。原子衰變所產(chǎn)生的放射熱源作為成礦的熱源，已經(jīng)得到世界各國專家的認可，燕山期侵入的具有較高的放射性物質(zhì)的花崗巖在其成巖后，在封閉條件下，隨著時間的推移，放射成因的熱逐漸積累使周圍巖體和圍巖的溫度不斷增加，為螢石礦的形成提供持續(xù)熱源[3]。

3.2成礦介質(zhì)來源

目前，由地表水(大氣降水)經(jīng)熱源加熱形成熱水溶液，在循環(huán)的過程中不斷的從圍巖中萃取成礦物質(zhì)，演化為成礦溶液，已成為螢石現(xiàn)代成礦作用理論中被普遍公認的事實，同時又不斷被測試研究結(jié)果證明了。據(jù)曹俊臣和Menuge J F等[4、5]對與花崗巖有關(guān)的螢石礦床的包裹體測試研究，證明成礦流體的來源為大氣降水。區(qū)內(nèi)大部分礦體充填在黑云母二長花崗巖構(gòu)造斷裂帶及內(nèi)外接觸帶里，也進一步為成礦介質(zhì)來源于地表水提供佐證。

圖3　什統(tǒng)式螢石礦典型礦床成礦模式圖

3.3成礦物質(zhì)來源

成礦物質(zhì)（F，Ca）的來源主要為圍巖，該區(qū)富含F(xiàn)的主要為黑云母花崗巖，由于REE3+與Ca2+離子半徑相似，根據(jù)類質(zhì)同像原理，REE3+很容易置換螢石晶格中的Ca2+離子，礦區(qū)內(nèi)產(chǎn)出的螢石稀土含量較高，也進一步印證了鈣離子并非來源于熱液，而是來自變質(zhì)巖和地層中含鈣較高的灰?guī)r。

4　成礦模式

第一階段：在海西—印支期的構(gòu)造運動和巖漿活動的共同作用下，大量的中二疊世（η γ P2)酸—中酸性巖侵入到青天峽組（C2q）地層中，汲取了灰?guī)r中大量的Ca2+離子，本階段為成礦物質(zhì)的初始富集階段。

第二階段：在燕山期強烈的構(gòu)造運動和巖漿活動的作用下，隨著區(qū)域應力場轉(zhuǎn)換的影響，北東向斷烈發(fā)生活動并發(fā)育，此時斷裂帶具有松弛引張的環(huán)境，在此背景下，形成了這一地區(qū)的白沙斷陷盆地，張性的斷裂構(gòu)造不僅起到良好的導礦作用，同時也為含礦熱液的賦存提供了良好的、足夠的空間，在巖漿作用下，第一階段形成的初始富集成礦物質(zhì)，不斷活化，并在成礦期（燕山中晚期）構(gòu)造動力的驅(qū)動下，沿斷裂、裂隙等低壓空間不斷的上升、運移，在這一過程不斷同化混染周圍圍巖，且與沿斷裂滲透下來的含礦大氣降水相混合并對其加熱，使成礦熱液的礦化度進一步增高，到淺地表時，由于P、T、C等物化條件變化，導致成礦熱液的結(jié)晶分異[6]，在合適的空間場所發(fā)生沉淀進而富集成礦。

第三階段在燕山運動的末期，北東向斷裂再次發(fā)生活動，對本身進行了后期改造，使其展現(xiàn)為現(xiàn)今的壓扭性斷裂，而這種斷裂又具有控礦構(gòu)造比較封閉的特點，進一步避免和妨礙了F-、Ca2+等活性組分的逸散和流失，使該類性質(zhì)的斷裂成為了控制本區(qū)螢石礦形成最有利的條件。

[1]海南省地質(zhì)綜合勘察院．海南省瓊中縣什統(tǒng)礦區(qū)螢石礦地質(zhì)詳查報告[R]，2005．

[2]覃海燦，張小文，傅楊榮，等．海南什統(tǒng)螢石礦床地質(zhì)特征[J]．礦產(chǎn)與地質(zhì)，2005，19(4)：398~402．

[3]呂新前．浙江湖山螢石礦床成礦熱源問題探討[J]．浙江國土資源，2006，(2)：42~45．

[4]曹俊臣．中國螢石礦床分類及其成礦規(guī)律[J]．地質(zhì)與勘探，1987，(3)：13~17．

[5]M enuge J F , Feely M. O rigin and granite alteration effect of hydrotherm al fluid : isotopic evidence from fluorite veins , Co. Gal2 w ay , Ireland[J]. M ineral Deposit , 1997,(32):34~43．

[6]方乙，李忠權(quán)．浙江縉云縣骨洞坑螢石礦床成礦模式[J]．中國西部科技，2011，(1)：15~16．

Geological Features and Genesis of the Shitong Fluorite Deposit in Hainan

HAO Qiang1 QIAN Li-jun1 XU De-ru2 YANG Chang-song3
（1- Institute of Engineering and Technology， Chengdu University of Technology， Leshan， Sichuan 614000； 2-Guangzhou Institute of Geochemistry，Chinese Academy of Sciences， Guangzhou510000；3-Hainan Institute of Geological Survey， Haikou570100）

The Shitong fluorite deposit is controlled by compresso-shear fracture. Ore fluids is mixed origin. Ore material was derived from wall rock. The deposit is a mesothermal and epithermal one.

fluorite deposit； geological feature； mineralization model； Shitong，

P619.21+

A

1006-0995（2015）03-0377-03

10.3969/j.issn.1006-0995.2015.03.014

2014-08-11

四川省教育廳科研項目（編號：14ZB0361）成都理工大學工程技術(shù)學院院級基金（編號：C122014012）共同資助

郝強（1989-），男，黑龍江亞布力人，碩士，從事沉積地質(zhì)學科研及教學工作