浙江坪地螢石礦床地質(zhì)特征及成因

任戍明 王其行 黨曉亮 顧 雄

(1.貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院礦業(yè)工程學(xué)院；2.浙江省第七地質(zhì)大隊礦勘三院；3.浙江省第七地質(zhì)大隊地質(zhì)調(diào)查院；4.貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院機械工程學(xué)院)

浙江坪地螢石礦床地質(zhì)特征及成因

任戍明1王其行2黨曉亮3顧 雄4

(1.貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院礦業(yè)工程學(xué)院；2.浙江省第七地質(zhì)大隊礦勘三院；3.浙江省第七地質(zhì)大隊地質(zhì)調(diào)查院；4.貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院機械工程學(xué)院)

對坪地螢石礦床地質(zhì)特征、礦床成因進行了詳細(xì)分析，得出以下結(jié)論：①礦床主要產(chǎn)于上侏羅統(tǒng)磨石山群大爽組和高塢組火山凝灰?guī)r的斷裂構(gòu)造帶中，控礦主斷裂為NE向壓性斷裂，礦體產(chǎn)狀、形態(tài)和規(guī)模受斷裂構(gòu)造控制；②礦床為淺層低溫?zé)嵋旱V床，成礦物質(zhì)來源于圍巖，成礦流體介質(zhì)主要為大氣降水，浙西南地區(qū)燕山晚期構(gòu)造-火山活動，為螢石礦成礦提供了成礦物質(zhì)來源和容礦空間?；谏鲜鼋Y(jié)論，討論了螢石礦成礦過程，并歸納了礦床的找礦標(biāo)志，對于區(qū)內(nèi)及類似區(qū)域找礦工作具有一定的參考價值。

螢石礦床 地質(zhì)特征 礦床成因 找礦標(biāo)志

坪地螢石礦區(qū)位于浙江省麗水市境內(nèi)，2007年對該區(qū)進行了螢石礦地質(zhì)普查工作，該礦區(qū)達到了大型螢石礦規(guī)模。通過分析該礦區(qū)螢石礦床的成因和成礦過程，為區(qū)內(nèi)找礦工作提供參考。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

礦區(qū)大地構(gòu)造位置屬華南褶皺系，位于麗水—余姚區(qū)域性大斷裂帶西南端，云和火山洼地的東北邊緣，在浙江省成礦區(qū)域上屬于龍泉八都—縉云新建多金屬、螢石成礦帶中部。區(qū)內(nèi)出露地層有中元古界龍泉群，下侏羅統(tǒng)楓坪組，中侏羅統(tǒng)毛弄組，上侏羅統(tǒng)磨石山群大爽組、高塢組和西山頭組，下白堊統(tǒng)永康群。巖性主要為砂巖、粉砂巖、砂頁巖、泥巖、火山凝灰?guī)r等。礦區(qū)內(nèi)第四系不發(fā)育，僅在低洼部位分布有少量沖-洪積物。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，有NE，NW，NNE，NWW向4組斷裂[1]，以NE向斷裂為主，該斷裂在礦區(qū)延伸較長，控制了礦區(qū)地層及巖漿巖體的分布，沿斷裂帶產(chǎn)出螢石礦體。區(qū)內(nèi)侵入巖體較為發(fā)育，形成時代為晉寧期和燕山晚期。晉寧期侵入體僅為小面出積露的中—細(xì)粒二長花崗巖，分布于礦區(qū)東南部，巖石遭受強烈的變質(zhì)作用。燕山晚期侵入巖體最為發(fā)育，主要為中—細(xì)粒鉀長花崗巖，分布于礦區(qū)西部及西南部地區(qū)。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地 層

(1)中侏羅統(tǒng)毛弄組。分布于礦區(qū)西部地區(qū)，巖性主要為中粒石英砂巖和細(xì)砂巖。

(2)上侏羅統(tǒng)大爽組。與下覆毛弄組呈斷層接觸，可分為3段：①上段分布于礦區(qū)中部，沿NE向呈狹長條帶狀分布，巖性主要為流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r和流紋質(zhì)玻晶屑弱熔結(jié)凝灰?guī)r；②中段分布于礦區(qū)中部，巖性主要為紫褐色夾灰色流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r；③下段分布于礦區(qū)西北部，巖性主要為流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r、流紋質(zhì)玻晶屑弱熔結(jié)凝灰?guī)r。

(3)上侏羅統(tǒng)高塢組。分布于礦區(qū)東南部地區(qū)，與下覆大爽組呈斷層接觸，巖性主要為流紋質(zhì)晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r。

(4)下白堊統(tǒng)館頭組。分布于礦區(qū)東南部地區(qū)，與下覆高塢組呈斷層接觸，巖性主要為凝灰質(zhì)粉砂巖、礫巖，局部夾厚層狀安山質(zhì)晶屑凝灰?guī)r、厚層狀流紋質(zhì)晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r及灰綠色泥巖。

(5)第四紀(jì)殘坡積層。主要分布于礦區(qū)地勢較低地帶，巖性主要為砂、砂礫、含砂礫亞黏土等，厚度一般小于10 m。

2.2 構(gòu) 造

礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造礦化情況見表1。

(1)NE向斷裂。有6組(F1、F2、F3、F4、F5、F6)斷裂，斷裂面大多光滑平直，局部呈舒緩波狀，破碎帶多被構(gòu)造角礫巖、碎裂巖、構(gòu)造透鏡體及石英脈充填。其中，F(xiàn)2、F3斷裂具有含螢石礦化特征，F(xiàn)3斷裂為礦區(qū)的主要控礦斷裂，具多期活動特征，性質(zhì)早期表現(xiàn)為壓性，成礦期表現(xiàn)為張性。

(2)NW向斷裂。在區(qū)內(nèi)欠發(fā)育，僅在礦區(qū)西部發(fā)現(xiàn)1組F7斷裂，性質(zhì)為壓性，斷裂帶長約2 500 m，寬約6 m，斷裂帶被構(gòu)造角礫巖充填。

表1 礦區(qū)斷裂構(gòu)造螢石礦化情況

(3)NWW向斷裂。有3組(F8、F9、F10)斷裂，該方向斷裂在區(qū)內(nèi)較發(fā)育，規(guī)模僅次于NE向斷裂，性質(zhì)為壓性。其中，F(xiàn)10斷裂經(jīng)歷過2期或2期以上的活動，早期為張性，晚期繼承并改造了早期形成的斷裂，表現(xiàn)為壓性。F9、F10斷裂及平行發(fā)育的次級斷裂中賦存有條帶狀、網(wǎng)脈狀螢石礦，平均寬約1 m。

(4)NNE向斷裂。有2組(F11、F12)斷裂分布于礦區(qū)中部，性質(zhì)為壓性，斷裂帶在地表出露長4.5～5 km ，寬0.5～5 m。斷裂面總體較平直，局部呈舒緩起伏狀，斷裂面上可見石英細(xì)脈，斷裂帶主要由構(gòu)造透鏡體、角礫巖及碎裂巖等組成。

2.3 巖漿巖

巖漿巖在礦區(qū)西南部大面積出露，形成于燕山晚期，是燕山晚期云和巖基的北東部分。巖性主要為鉀長花崗巖，巖石呈肉紅色，中—細(xì)粒半自形結(jié)構(gòu)，主要由鉀長石、斜長石、石英和黑云母組成。其中，鉀長石常呈半自形板狀或他形粒狀，斜長石呈半自形板狀，石英呈他形粒狀，黑云母呈片狀。斜長石和鉀長石具強烈絹云母化蝕變、黑云母具綠泥石化蝕變。在礦區(qū)中部，有近EW向的呈巖脈狀產(chǎn)出的安山玢巖，長約450 m，寬約60 m。巖石呈青灰色，斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)微晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶成分主要為斜長石，粒徑一般為0.3～2.5 mm。基質(zhì)由粒徑小于0.2 mm的板柱狀斜長石微晶組成，無規(guī)則排列，其間分布隱晶質(zhì)及暗色礦物。基質(zhì)具較強的綠泥石化、方解石化和絹云母化蝕變。此外，礦區(qū)巖脈發(fā)育，分布于NE，NWW向的斷裂構(gòu)造破碎帶中，寬數(shù)米至數(shù)十米不等，長度一般為數(shù)十米到數(shù)百米，主要巖性為霏細(xì)巖、閃長玢巖及鉀長花崗巖。

3 礦床地質(zhì)特征

礦區(qū)共發(fā)現(xiàn)7條螢石礦(化)體，呈層狀、似層狀和透鏡狀沿燕山晚期鉀長花崗巖與流紋質(zhì)凝灰?guī)r及流紋質(zhì)凝灰?guī)r層間斷裂破碎帶產(chǎn)出，賦礦圍巖為流紋質(zhì)玻晶屑凝灰?guī)r、鉀長花崗巖、霏細(xì)斑巖等。

(1)Ⅰ#礦化帶。呈NWW向展布，產(chǎn)狀182° ～200° ∠60° ～85° ，長大于350 m，寬約2 m，礦化帶內(nèi)常充填石英脈、石英網(wǎng)脈、螢石脈、螢石網(wǎng)脈，局部見構(gòu)造角礫巖、硅化凝灰?guī)r。礦化帶內(nèi)含有1條螢石礦體，礦體呈陡傾斜脈狀產(chǎn)出，產(chǎn)狀190°∠75～87°，長100 m，厚1.3 m。

(2)Ⅱ#礦化帶。呈NWW向展布，產(chǎn)狀176° ∠62° ～80° ，長1 300 m，寬1～2 m，由石英脈、石英網(wǎng)脈、螢石脈、螢石網(wǎng)脈、構(gòu)造巖、硅化凝灰?guī)r組成。礦化帶內(nèi)賦有1條螢石礦體，礦體呈陡傾斜脈狀產(chǎn)出，產(chǎn)狀176°∠68°，礦體長200 m，平均厚1.12 m。

(3)Ⅲ#礦化帶。呈近NWW向展布，產(chǎn)狀181°∠65°，礦化帶長大于100 m，寬約40 m，由螢石石英脈、石英網(wǎng)脈、硅化凝灰?guī)r等組成。礦化帶內(nèi)見1條螢石礦體，礦體呈脈狀產(chǎn)出，NWW向展布，產(chǎn)狀181°∠52° ～63°，長大于100 m，平均厚1.23 m。

(4)Ⅳ#礦化帶。呈NWW向展布，產(chǎn)狀197°∠52°，地表規(guī)模較小，出露長約100 m，厚約1 m，礦化帶由螢石石英脈、石英網(wǎng)脈、硅化凝灰?guī)r等組成，礦化強烈，礦化帶內(nèi)含1條螢石礦體，礦體呈脈狀產(chǎn)出，長約100 m，厚0.63 m，東端被板栗林覆蓋。

(5)Ⅴ#礦化帶。走向NE，產(chǎn)狀310°∠41°，礦化帶規(guī)模較大，長約2 000 m，寬20～130 m，兩端窄，中間寬，最寬處達130 m，礦化帶中部為石英脈、石英網(wǎng)脈、螢石脈、螢石網(wǎng)脈充填，局部見構(gòu)造角礫巖、硅化凝灰?guī)r，兩端充填強硅化凝灰?guī)r角礫、鉀長花崗巖角礫、硅質(zhì)團塊和石英細(xì)脈。礦化帶中已發(fā)現(xiàn)3條螢石礦體，呈脈狀產(chǎn)出，兩端窄，中間寬，礦體地表工程控制長400 m，平均厚15.92 m，最大控制斜深115 m。

(6)Ⅵ#礦化帶。產(chǎn)狀172°∠70°，長大于100 m，寬約2 m，礦化帶中部充填有石英網(wǎng)脈、螢石脈、螢石網(wǎng)脈，硅化凝灰?guī)r等。礦化帶中已發(fā)現(xiàn)1條螢石礦體，呈脈狀產(chǎn)出，產(chǎn)狀172°∠70°，長約100 m，寬1.91 m。

(7)Ⅶ#礦化帶。長大于2 000 m，平均寬0.7～2.0 m，走向NE，產(chǎn)狀294°∠65°，局部反傾，斷裂破碎帶內(nèi)充填上侏羅統(tǒng)大爽組流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r角礫、螢石脈、石英脈，由硅質(zhì)及螢石膠結(jié)。螢石礦呈細(xì)脈狀和角礫狀散布于硅化破碎帶和石英脈中。

礦石中主要礦物為螢石，顏色以紫色和淺綠色為主，其次有煙灰紫色、白色及淺黃色。質(zhì)純者裂隙發(fā)育，玻璃光澤，透明度較好，性脆。脈石礦物主要為石英(或玉髓)，其次有高嶺土、方解石、絹云母、綠泥石等，局部地段見黃鐵礦。礦石結(jié)構(gòu)主要有半自形-他形粒狀結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)，其次有聚晶結(jié)構(gòu)、葉片結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、微晶結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)等。礦體圍巖為流紋質(zhì)凝灰?guī)r，圍巖蝕變主要有硅化、高嶺土化蝕變，其次有絹云母化和黃鐵礦化蝕變。礦化蝕變主要分布于礦化帶、斷裂構(gòu)造破碎帶及礦體兩側(cè)。

4 礦床成因

礦區(qū)發(fā)育中—晚侏羅世、晚侏羅世和早白堊世的巖漿活動，其中，晚侏羅世火山侵入活動是礦區(qū)規(guī)模最大、活動最強烈的一次侵入活動[2]，以酸性、酸偏堿性巖類為主，中—酸性巖類居次。礦區(qū)晚侏羅世大爽組、高塢組和西山頭組的火山凝灰?guī)r即形成于此次火山活動。此外，在晚侏羅世源頭崗構(gòu)造火山穹隆的基礎(chǔ)上，形成了早白堊世云和火山洼地[3]。火山洼地平面上呈橢圓形，長軸呈EW走向，面積約30 km2。區(qū)內(nèi)燕山晚期火山活動為螢石礦床的形成提供了物質(zhì)來源、熱源及礦物質(zhì)的運移和沉淀空間。

4.1 成礦溫度

對浙江省內(nèi)螢石礦的成礦溫度進行總結(jié)(表2)，認(rèn)為浙江坪地螢石礦床為中—低溫?zé)嵋旱V床。

表2 浙江省內(nèi)螢石的礦成礦溫度

4.2 成礦物質(zhì)來源

(1)礦源。螢石的礦物成分為CaF2，主要元素為F和Ca。因此，螢石礦床的形成與巖石具較高F豐度有密切聯(lián)系，成礦物質(zhì)來源于富含F(xiàn)和Ca的巖石。該區(qū)域出露地層有下侏羅統(tǒng)楓坪組，中侏羅統(tǒng)毛弄組，上侏羅統(tǒng)大爽組、高塢組和西山頭組，下白堊統(tǒng)館頭組，浙東南地區(qū)F平均豐度較高，是F的最主要來源[4]。

(2)水源。成礦熱液流體的來源一般有氣降水、巖漿熱液、變質(zhì)水、海水等4類。由于該礦床屬于中—低溫?zé)嵋旱V床，成礦流體為變質(zhì)水的可能性較小，結(jié)合區(qū)域文獻資料及礦區(qū)螢石礦成礦地質(zhì)特征推斷，該礦區(qū)成礦流體(水源)來自于大氣降水。

(3)熱源。地下水的熱源一般來自于巖漿熱、放射性熱和構(gòu)造動力熱。分析該螢石礦成礦時期的構(gòu)造-巖漿活動史認(rèn)為，與燕山晚期頻繁的巖漿活動有關(guān)的巖漿熱和動力熱，導(dǎo)致地?zé)嵘郎?，大氣降水在滲入和循環(huán)過程中溶解和淋濾巖石中的成礦物質(zhì)，促使成礦物質(zhì)活化遷移成為成礦熱流體。由礦區(qū)螢石礦床及礦化帶的分布可知，燕山晚期云和巖基為礦區(qū)螢石礦的形成提供了熱源。

4.3 成礦熱液運移和沉淀

該區(qū)賦礦圍巖為大爽組和高塢組的火山凝灰?guī)r，巖性致密堅硬、性脆，在燕山晚期多期次的構(gòu)造-巖漿作用下，容易破碎，形成規(guī)模較大的構(gòu)造破碎帶。破碎帶滲透性強、孔隙度高、連通性好，為地下熱水的形成、礦液的運移和沉淀提供了理想的場所和條件。區(qū)內(nèi)螢石礦體呈層狀、似層狀、透鏡狀及脈狀產(chǎn)于NE，NWW向的次級斷裂中，產(chǎn)狀、規(guī)模和形態(tài)受構(gòu)造應(yīng)力場控制。

4.4 成礦過程

坪地螢石礦的形成經(jīng)歷了成礦物質(zhì)形成和富集→含礦熱流體形成→沿斷裂帶運移充填成礦的漫長而復(fù)雜的演化過程。

坪地螢石礦成礦物質(zhì)主要來源于礦體圍巖，成礦物質(zhì)的初始形成和富集時期，即為相應(yīng)的礦質(zhì)的主要礦源層的形成時代。晚侏羅世源頭崗構(gòu)造火山穹隆經(jīng)過長期風(fēng)化剝蝕后，形成了早白堊世云和火山洼地，與下覆磨石山群呈角度不整合接觸，該角度不整合是成礦熱液最主要的賦存空間。燕山晚期的構(gòu)造-巖漿活動，不僅為螢石礦的形成提供了部分物質(zhì)來源，而且由此產(chǎn)生的巖漿熱和構(gòu)造動力熱，促進與加劇了先成含礦地層巖石中的礦質(zhì)活化、遷移和礦熱流體的形成。早白堊世云和火山構(gòu)造洼地的形成為礦質(zhì)的富集提供了極為便利的條件[5]。首先，洼地在形成過程中可使兩側(cè)火山巖中的F、Ca被搬運、遷移至洼地中心富集；其次，地表水和地下水的淋濾和循環(huán)作用將洼地周邊富礦質(zhì)地層巖石中F、Ca等不斷萃取出來，并搬運至洼地中心及其深部進一步富集；再次，洼地中發(fā)育的泥質(zhì)蓋層使F、Ca等活性組分避免逸散與流失。

在礦質(zhì)形成和富集過程中，大氣降水沿構(gòu)造裂隙和巖石孔隙帶下滲，在構(gòu)造-巖漿活動的作用下，冷滲流的大氣水滲入到深處后，被巖漿熱與構(gòu)造動力熱源加熱后，熱液的物理化學(xué)狀態(tài)和地球化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了變化，具有了較強的溶蝕能力。在構(gòu)造活動的影響下，具有較強溶蝕能力的地?zé)崴跍囟群蛪毫μ荻鹊尿?qū)動下，由下滲轉(zhuǎn)變?yōu)樯仙?，并在上升的過程中不斷溶蝕和淋濾巖石，從而使巖石中的易溶組分轉(zhuǎn)入到溶液中，逐漸變成含礦熱流體[6-7]。

含礦熱流體在地下深部隨著溫度的不斷升高、壓力的不斷增大，在燕山晚期構(gòu)造動力的驅(qū)動下，沿構(gòu)造裂隙、巖石孔隙等低壓空間不斷上升，在此過程中進一步萃取圍巖中的礦質(zhì)，使成礦熱流體的礦化度不斷增高，直至地表淺部，由于溫度和壓力等物理化學(xué)條件的改變，流體中的礦質(zhì)結(jié)晶分異，從而形成了螢石礦。

5 結(jié) 論

(1)坪地螢石礦受NE向斷裂構(gòu)造控制，礦體呈層狀、脈狀、透鏡狀沿斷裂帶在近地表或淺部產(chǎn)出。礦石組分主要為螢石和石英(或玉髓)，成礦物質(zhì)來源于賦礦圍巖及其周圍的巖層，成礦流體主要為大氣降水。

(2)坪地螢石礦形成于燕山晚期，燕山晚期的構(gòu)造-巖漿活動為螢石礦床的形成提供了熱源、運移通道和沉淀場所。以大氣降水為主的成礦熱液沿斷裂破碎帶滲入淋濾圍巖，使F、Ca活化—遷移—沉淀，從而形成了坪地螢石礦床，該礦床屬于“大氣降水-淋濾萃取-低溫?zé)嵋毫严冻涮钚汀蔽炇V床。

(3)NE向斷裂構(gòu)造帶，特別是破碎帶中—酸性巖體及巖脈發(fā)育的地段，可作為尋找同類礦床的有利地段。

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2015-01-19)

任戍明(1983—)，男，工程師，碩士，551700 貴州省畢節(jié)市七星關(guān)區(qū)學(xué)院路。