福建浦城黎處螢石礦地質特征及成因探討

尤陽正

(福建省閩北地質大隊，邵武，354000)

研究區(qū)處在閩北浦城西巖山—邵武大坪Ⅳ級螢石礦帶(Ⅳ4)東北端的香菇埠—洋坑成礦遠景區(qū)(Ⅳ4-C2)內[注]福建省閩北地質大隊，福建省閩北螢石礦Ⅳ級成礦遠景區(qū)劃說明書，1984。，區(qū)內螢石礦產資源豐富，成礦地質條件好，在此礦帶中已發(fā)現(xiàn)了南山下、大坪、爐下、白水坑、外洋、安國寺等多處大中型螢石礦床。該區(qū)進行過1∶5萬幅區(qū)域地質、礦產地質調查，主要是對金屬礦產進行了調查，而對螢石礦產綜合研究較少，涉及綜合研究工作僅有1984年福建省閩北地質大隊進行的“福建省閩北螢石礦Ⅳ級成礦遠景區(qū)劃分”。筆者在野外地質工作的基礎上，對浦城黎處螢石礦床所處的地質背景、礦床地質特征、成礦地質條件、成礦作用等進行綜合研究，探討其成因，為浦城黎處礦床下一步邊采邊探及浦城一帶尋找同類螢石礦床等工作提供參考。

1 區(qū)域地質概況

大地構造位于閩西北隆起帶東北側，毛洋頭—謝家坪斷裂帶西北側。區(qū)內出露有早古生代變質巖系及晚侏羅世火山巖，構造主要為北東向斷裂，斷裂帶內多數(shù)充填有石英脈、螢石礦脈，與成礦關系較密切；區(qū)內巖漿活動強烈，主要為晉寧期、加里東期及燕山晚期侵入巖(圖1)。

圖1 浦城黎處礦區(qū)螢石礦地質簡圖Fig.1 Geological Map of fluorite deposit in Pucheng county1—早古生代馬面山雜巖基質；2—晚侏羅世南園組；3—晚元古代花崗巖；4—志留紀二長花崗巖； 5—早白堊世花崗巖；6—晚白堊世正長(斑)巖，7—實推測斷層及編號；8—螢石礦點； 9—螢石礦體及編號；10—礦區(qū)范圍

2 礦區(qū)地質特征

2.1 地層

研究區(qū)內出露有早古生代馬面山雜巖基質[注]福建省閩北地質大隊，福建省浦城縣黎處礦區(qū)螢石礦資源儲量地質報告，2017。及晚侏羅世南園組。

早古生代馬面山雜巖基質：大面積分布于研究區(qū)西南側，主要巖性為黑云斜長變粒巖、黑云(二云)石英片巖、石英云母片巖、偶夾斜長角閃片巖等。

晚侏羅世南園組：小面積出露于研究區(qū)北部，不整合于早白堊世花崗巖之上，主要巖性為晶屑凝灰?guī)r、凝灰?guī)r、熔結凝灰?guī)r等。

2.2 侵入巖

區(qū)內出露有晉寧期晚元古代花崗巖、加里東期志留紀二長花崗巖和燕山晚期早白堊世花崗巖、晚白堊世正長(斑)巖。

晚元古代花崗巖：僅在研究區(qū)西南側小面積出露，巖性主要為灰白色片麻狀中細粒黑云母花崗巖。

志留紀二長花崗巖：分布于研究區(qū)東北側、東側，巖性主要為淺灰色中細粒二長花崗巖。

早白堊世花崗巖：在研究區(qū)中部廣泛分布，總體呈北東向展布，巖性主要為淺肉紅色中細(中)?；◢弾r。

晚白堊世正長(斑)巖：分布于研究區(qū)中西部，呈北西向展布，巖性主要為淺肉紅色中細粒正長(斑)巖。

2.3 構造

礦區(qū)內構造主要為北東向斷裂，規(guī)模較大的主要有F1、F2斷裂，貫穿礦區(qū)并控制著礦體的空間展布，是區(qū)內螢石礦體的主要控礦、容礦構造。

F1斷裂：位于研究區(qū)南部(白鳴塢礦段)，斷裂總體走向35°～60°，傾向南東，傾角65°～70°,走向延伸大于3 000 m，傾向上延伸大于200 m，寬度一般5～6 m，破碎帶由硅化、螢石礦化構造角礫巖、石英脈組成。Ⅴ螢石礦體貯存于該斷裂帶中。

F2斷裂：位于研究區(qū)北部(長樹崗礦段)，斷裂總體走向30°～50°，傾向南東，傾角67°～70°，走向延伸推測大于5 000 m，傾向上延伸大于140 m，寬度一般5～8 m，斷裂破碎帶由硅化、螢石礦化構造角礫巖、石英脈組成。礦區(qū)Ⅰ、Ⅵ螢石礦體貯存于該斷裂帶中。

3 礦床地質特征

3.1 礦體特征

礦區(qū)范圍內圈定6個螢石礦體，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ及Ⅵ礦體位于長樹崗礦段，V礦體位于白鳴塢礦段，其中Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ礦體出露地表，Ⅱ礦體為隱伏礦體。礦體均受斷裂構造控制，其產狀與斷裂構造產狀基本一致，走向一般30°～70°，傾向南東，傾角63°～80°，沿走向較平直，沿傾向上變化較大。礦體長40～320 m，厚度為0.35～3.69 m，斜深40～302 m,分布標高為406～726 m。礦體呈透鏡狀、細脈狀，礦體與圍巖界限清楚，各礦體主要特征見表1。

表1 浦城黎處礦區(qū)螢石礦體特征

區(qū)內主要礦體為Ⅴ礦體，其貯存于F1斷裂帶中，嚴格受斷裂控制，呈兩端尖中部大的脈狀、透鏡狀。走向45°～70°，傾向南東，傾角65°～70°，礦體貯存標高為406～726 m。礦體實控走向最長320 m(595 m中段)，傾向上實控最大延伸302 m(1線)，深部未完全控制；礦體厚度0.35～3.69 m，平均厚度1.61 m，在1線附近礦體厚度變大(1線445 m中段最厚3.69 m)，厚度變化系數(shù)為52.57%，厚度變化在走向上大體是中部厚，往兩端逐漸變??；在傾向上，基本是中部厚，往深部變薄或尖滅，具有膨脹收縮現(xiàn)象；空間上表現(xiàn)為上下短，中部長，中部大兩頭小。礦體平均品位CaF259.52%，品位變化系數(shù)為26.08%。礦石由螢石、石英等組成，沿走、傾向未見有夾石(圖2)。

圖2 黎處礦區(qū)Ⅴ礦體1，2線地質剖面圖Fig.2 Diagram showing the geological profile in the No.1 and 2 exploration line in Lichu deposit1—浮土；2—晚白堊世正長(斑)巖；3—正長(斑)巖；4—斷裂破碎帶及編號；5—地質界線；6—硅化/ 螢石礦化；7—螢石礦體及編號；8—沿脈平巷及編號；9—穿脈平巷及編號

3.2 礦石特征

3.2.1 礦石結構構造

礦石結構主要有半自形、自形、他形粒狀結構，角礫狀結構，碎粒結構。構造主要為條帶狀、塊狀構造，其次為角礫狀構造。

3.2.2 礦石礦物成分與化學成分

礦石礦物為螢石，脈石礦物為蛋白石、石英、方解石。其中，Ⅴ礦體礦石硅酸鹽分析結果見表2。

表2 硅酸鹽分析結果(%)

3.2.3 礦石類型

根據(jù)礦石的主要礦物組合劃分，礦石自然類型主要為石英-螢石型及螢石-石英型礦石，次為螢石型礦石；根據(jù)礦石氧化特征劃分為全風化與半風化2種；根據(jù)CaF2的含量劃分，礦區(qū)主要為貧礦CaF2含量在30×10-2～65×10-2，次為富礦CaF2含量≥65×10-2。

4 成礦地質條件及礦床成因分析

4.1 巖漿巖條件

區(qū)內巖漿巖分布廣泛，主要為晉寧期晚元古代花崗巖、加里東期志留紀二長花崗巖和燕山晚期早白堊世花崗巖、晚白堊世正長(斑)巖。礦區(qū)內的螢石礦體及研究區(qū)西北側螢石礦點均分布在晚白堊世正長(斑)巖中，空間上顯示其是區(qū)內螢石成礦的重要地質條件。該侵入巖為區(qū)內最晚期巖漿作用形成，螢石含量較高，富含揮發(fā)分。根據(jù)區(qū)內各侵入巖巖石化學分析成果(表3)，通過主量元素對比分析，晚白堊世正長(斑)巖CaO含量最高，為0.74%，分異指數(shù)(DI)為91.84，特里曼值(σ)為5.09,A/CNK平均為0.985，K2O/Na2O比值較高，分異程度高，分離結晶作用較強，為堿性偏鋁質巖系。初步認為，晚白堊世正長(斑)巖在空間上與區(qū)內螢石成礦關系極為密切，為螢石礦的形成提供了成礦熱液和物質來源。

表3 各巖體巖石化學分析成果

4.2 控礦構造條件

根據(jù)萬天豐等[1，2]對閩臺地區(qū)構造應力場的研究成果，加里東期以來，福建省主要受北西-南東應力場作用，加里東期處于北西-南東的擠壓，燕山早期處于北西-南東向的引張，燕山晚期又處于北西-南東的擠壓。受上述應力場影響，區(qū)內北東向斷裂發(fā)育，具有多期次活動特點，力學性質上具壓扭性及張性特點。早期在壓扭性應力作用下，形成了壓碎角礫巖、碎裂巖、碎斑巖等一套構造巖組合的北東向擠壓破碎帶，為后期熱液上升、運移提供了通道；后期在張性應力作用下，巖石張性裂隙發(fā)育，為礦液充填、聚集沉淀成礦提供有利空間。北東向斷裂帶內多充填有石英脈、螢石礦脈，與成礦關系密切，為礦區(qū)內主要控礦及容礦構造。

4.3 成礦物質來源

(1)前人對燕山期花崗巖進行了硅酸鹽分析，F(xiàn)含量高達0.139%，為正長酸性巖(0.08%)的1.74倍[3，4]。區(qū)內晚白堊世正長(斑)巖為最晚期侵入巖，螢石含量較高，富含揮發(fā)分，分異程度高，其分異析出的富F含礦熱液是螢石成礦的物質基礎。

(2)區(qū)內斷裂構造長期活動，具有不同程度的絹云母化、葉蠟石化、綠泥石化等蝕變現(xiàn)象，這些蝕變礦物系由斜長石蝕變而來并同時析出鈣，這可能是礦區(qū)螢石礦鈣的部分來源。根據(jù)Ⅴ礦體礦石硅酸鹽分析結果，CaO高達38.48%，其礦體圍巖為正長(斑)巖，顯示出區(qū)內巖體足以提供螢石成礦所需的鈣質。

4.4 成礦作用

燕山期構造活動繼承前期形成的一系列先壓后張的北東向斷裂構造，巖漿沿斷裂上侵，在巖漿作用晚期熱液階段，大量F的活化、轉移[5]與Ca+發(fā)生反應，導致CaF2的沉淀，形成螢石礦床。該區(qū)巖漿期后熱液作用主要為充填和交代作用。

(1)充填作用由含礦熱液沿裂隙充填，在有利空間沉淀出綠色、紫色、白色的螢石和石英，形成條帶狀 (不同顏色形成條帶)、塊狀礦石(照片1)。

(2)交代作用由含礦熱液沿裂隙貫入交代并膠結早期破碎的巖石、螢石角礫,形成紫色、白色角礫狀礦石(照片2)。

照片1 條帶狀、塊狀構造Photo.1 Stripped and massive structure

照片2 角礫狀構造Photo.2 Brecciated structure

4.5 礦床成因分析

區(qū)內螢石礦體貯存于不同的斷裂帶中，其空間分布、規(guī)模及形態(tài)特征嚴格受斷裂控制，斷裂破碎帶寬緩部位礦體增厚，狹窄部位礦體變薄，礦體呈脈狀、透鏡狀，礦體與圍巖界限清楚，呈突變接觸關系，具明顯的充填交代特征；礦石具有脈狀、條帶狀、塊狀、角礫狀構造。近礦圍巖蝕變主要有硅化、絹云母化、高嶺土化、黃鐵礦化和碳酸鹽化，為一套中低溫熱液蝕變組合?？偨Y認為浦城黎處螢石礦床成因類型屬巖漿期后中低溫熱液充填交代型脈狀螢石礦床[6，7]。

5 結論

(1)區(qū)內晚白堊世正長(斑)巖是礦床的重要成礦因素之一，其為區(qū)內最晚期侵入巖，螢石含量較高，富含揮發(fā)分，CaO含量0.74%，分異程度高，分離結晶作用較強，為堿性偏鋁質巖系，為區(qū)內螢石礦的形成提供了成礦熱液和物質來源。

(2)礦區(qū)內北東向斷裂是控礦因素之一，北東向斷裂具有先壓扭性后張性的特點，給礦液運移、充填、聚集沉淀提供有利空間。

(3)Ⅴ礦體在地表出露不長，而往深部其整體延續(xù)性有變好的趨勢，深部在走向上長度變長，厚度有所增大，品位有變富的趨勢，而產狀基本變化不大。繼續(xù)對Ⅴ礦體走向、傾向進行有效工程控制，礦體規(guī)模將不斷得到擴大。

(4)晚白堊世正長(斑)巖巖體內或其附近斷裂構造發(fā)育部位，是尋找該類型螢石礦床的有利地段。

本文是在礦區(qū)生產勘探地質工作的基礎上，根據(jù)礦區(qū)資料總結歸納編撰而成，感謝項目組同仁大力支持。在成文過程中得到金華高級工程師的熱情指導，承蒙胡榮華、王協(xié)勝高級工程師審閱，提出寶貴的修改意見，在此深表謝意！