江西省樂安縣戴坊螢石礦成礦地質(zhì)特征及找礦方向

康 冰

(江西省撫州市安全生產(chǎn)協(xié)會)

江西戴坊螢石礦開采已近30 a，現(xiàn)采礦權(quán)范圍內(nèi)開采最低標(biāo)高為85 m。85 m中段以上Ⅰ#、Ⅱ#礦體形態(tài)均不規(guī)整，在走向上具有脹縮、復(fù)合及分支現(xiàn)象，在傾向上也有變薄及增厚跡象。以往地質(zhì)普查及鉆探工程最深控制在90.46 m標(biāo)高，礦區(qū)深部及南北端均無勘探工程控制，地質(zhì)勘探程度低。85 m中段以上可采儲量均已采完，難以滿足礦井開采需要。為進一步增加礦床資源儲量，延長礦井年限，本研究結(jié)合礦區(qū)地質(zhì)工作成果，著重對礦床成礦地質(zhì)特征及找礦方向進行分析，供進一步找礦參考。

1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

江西戴坊螢石礦區(qū)位于廣豐—永豐大斷裂帶南西端，撫州—永豐斷陷盆地北西邊緣，揚子準(zhǔn)地臺南西側(cè)。區(qū)內(nèi)地層出露不全，主要為震旦系變質(zhì)巖系，為礦區(qū)復(fù)式褶皺基底，上覆侏羅系下統(tǒng)林山組，白堊系上統(tǒng)南雄組。區(qū)內(nèi)巖漿活動不甚強烈，但斷裂構(gòu)造發(fā)育，礦區(qū)震旦系及白堊系地層深受NNE向區(qū)域構(gòu)造制約，是礦區(qū)螢石礦富集的母源與通道[1-2]。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地 層

震旦系下統(tǒng)上施組(Z1sh)見于礦區(qū)南東側(cè)，巖性主要為絹云千枚巖，石英云母片巖夾變質(zhì)砂巖及混合巖，巖層因受多期次構(gòu)造作用影響，褶皺發(fā)育，片理產(chǎn)狀雜亂，傾向以NEE及SWW向為主，傾角為9°～74°不等，不同巖石具有不同程度的碎裂現(xiàn)象。絹云母千枚巖分布于礦區(qū)南東側(cè)，巖石呈灰褐色、紅色，鱗片變晶結(jié)構(gòu)，千枚狀構(gòu)造，絲絹光澤，主要礦物為絹云母，含量50%～60%；次為石英，含量40%～50%，礦物顆粒粒徑一般為0.02～0.1 mm。石英云母片巖主要見于除坑村東側(cè)，局部夾變質(zhì)砂巖，巖石呈暗褐色，鱗片變晶結(jié)構(gòu)，片狀礦物為絹云母，白云母，含量約70%，粒狀礦物為石英及長石，含量約30%，礦物片(料)徑一般約1 mm，巖石片理發(fā)育，與變質(zhì)砂巖、絹云千枚巖等呈漸變關(guān)系，界線不清?；旌蠋r(Mi)在礦區(qū)內(nèi)出露2處，面積較小，巖石呈灰白色，花崗變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，礦物組成以長石、石英為主，黑云母少許，石英呈灰白色，煙面色，他形粒狀，粒徑一般為2～5 mm，含有黃色、灰白色及他形—自半形粒狀、板狀晶體，含量約65%。

侏羅系下統(tǒng)林山組上段(J1l)在礦區(qū)內(nèi)大面積出露。巖層在區(qū)域上呈NE向展布，沉積不整合覆蓋于變質(zhì)巖系之上，巖性主要為厚層狀砂巖、砂礫巖，局部夾薄層狀碳質(zhì)、泥質(zhì)頁巖，有時呈互層狀產(chǎn)出，地層厚度不詳。砂巖、砂礫巖呈變余砂狀結(jié)構(gòu)，碎屑成分以石英為主，次為長石及泥質(zhì)等，分選性較好，磨圓度中等，膠結(jié)物為鈣質(zhì)、泥質(zhì)、硅質(zhì)，膠結(jié)類型為基底式。該組巖層中斷裂構(gòu)造及石英細(xì)脈十分發(fā)育并不同程度的遭受動力變質(zhì)作用。該組地層傾向SE、SEE，傾角為26°～64°(圖1)。

2.2 構(gòu) 造

區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造較發(fā)育，震旦變質(zhì)巖系組成緊密線形褶皺，在區(qū)內(nèi)呈背斜構(gòu)造的，軸向大致呈NNE走向，NNE向傾伏，侏羅系林山組地層走向NNE，傾向均為SEE，傾角為24°～64°，組成單斜構(gòu)造。區(qū)內(nèi)構(gòu)造以斷裂為主，斷裂走向以NE、NN向為主，次為NW向，斷層規(guī)模大小不一，長則數(shù)千米，延伸至礦外，短則數(shù)百米。

(1)NE、NNE向斷裂、構(gòu)造破碎帶。NE、NNE向斷裂發(fā)育于震旦系及侏羅系地層中，屬區(qū)域性壓扭性斷裂的一部分，縱貫全區(qū)。區(qū)內(nèi)構(gòu)造破碎帶寬度一般為80～180 m，最大寬度約260 m，總體走向NE45°，傾向SE，傾角為63°～78°；在礦區(qū)北部有分支現(xiàn)象，發(fā)育1條走向10°～35°的構(gòu)造碎帶，與主構(gòu)造破碎帶呈銳角相交，復(fù)合部位寬度約220 m，向NNE向延伸略呈收斂，寬度為35～80 m，傾向SE，傾角為70°～82°。構(gòu)造破碎帶內(nèi)發(fā)育的巖石主要有硅化角礫巖、硅質(zhì)巖、構(gòu)造角礫巖、糜棱巖、碎裂巖等，帶內(nèi)石英脈較發(fā)育，脈幅一般為0.8～6 cm，個別寬度達(dá)1.86 m。巖石蝕變較強，主要有硅化、綠泥石偶見黃鐵礦化。在裂隙中常見褐鐵礦，多呈蜂窩狀、脈狀，葡萄狀(成膠狀)。螢石礦體產(chǎn)于構(gòu)造破碎帶內(nèi)后期構(gòu)造活動形成的近SN向裂隙帶中。

(2)NW向斷裂。NW向斷裂形成一般晚于NE、NNE向斷裂。NW向斷裂位于礦體北端，被第四系覆蓋，為隱伏斷層，使NE向構(gòu)造破碎帶有相對位移跡象，斷裂性質(zhì)不明(圖1)。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

螢石礦床賦存于構(gòu)造破碎帶內(nèi)后期構(gòu)造活動形成的近SN向裂隙中，呈脈狀產(chǎn)出，礦體總體走向近SN，傾向E，傾角為64°～80°。礦床主要由2條近于平行的礦體(Ⅰ#、Ⅱ#礦體)組成。礦體與圍巖界線清楚，脈壁較粗糙，脈壁兩側(cè)通常有3～8 m厚紫褐色蝕變暈。在2條礦體頂?shù)装鍑鷰r中，地表及淺部均見有螢石細(xì)脈分布，脈間距一般為0.3～1.0 m，脈幅一般為1～30 cm，部分為15～69 cm，含脈率為1～2條/m，脈幅率為10%～30%。螢石細(xì)脈主要充填于NE向、NNW向2組裂隙中，形態(tài)極不規(guī)則，常見有膨大縮小、分支復(fù)合、尖滅現(xiàn)象。

Ⅰ#礦體裸露于地表，長度為225 m，最大厚度為5.81 m，一般厚度為1.28～4.50 m，平均厚度為3.5 m；礦體產(chǎn)出形態(tài)呈舒緩波狀，呈SN向展布，受構(gòu)造裂隙控制明顯，主要為NNE向及NNW向2組；礦體傾向83°～115°，傾角為66°～80°；在剖面上礦體產(chǎn)狀、厚度變化較穩(wěn)定，走向上北端比南端傾角相對陡立，特別是南端硅化現(xiàn)象嚴(yán)重，北端見有絹云母化現(xiàn)象。

Ⅱ#礦體位于Ⅰ#礦體西側(cè)，2條礦體間距為18～30 m，Ⅱ#礦體規(guī)模次于Ⅰ#礦體。Ⅱ#礦體也裸露于地表，長度為160 m，最大厚度為3.5 m，平均厚度為1.89 m；礦體形態(tài)呈脈狀，較規(guī)則，總體走向近SN，以傾向E為主(90°～97°)，礦體南端(TC301)傾向W(275°)，傾角一般為64°～75°。由目前巷探情況可知：2條礦脈同一中段礦體總體穩(wěn)定，無分支現(xiàn)象，85 m標(biāo)高以下礦體厚度及CaF2平均品位隨標(biāo)高降低有逐步增厚變富趨勢(圖2、圖3)。

圖1 戴坊螢石礦區(qū)地質(zhì)特征

3.2 礦石特征

3.2.1 礦石礦物成分

礦石礦物以螢石為主要成分，含量約85%，少量石英，含量5%～10%，以及微量鐵質(zhì)。螢石呈翠綠色、綠色、紫色及無色，大多呈不規(guī)則粒狀，完整的品位型少見，大多組成大小不一的螢石集合體或螢石-石英結(jié)合體，粒度為0.025～1 mm，個別大于2.5 mm。石英呈灰白色、乳白色及煙面色，他形粒狀，粒徑一般為2～5 mm，與螢石密切共生，常呈團塊狀、脈狀等，與螢石集合體形成螢石礦膠結(jié)物，含量為5%～10%。絹云母多呈細(xì)小鱗片狀，分散于礦石中，量極少，一般小于2%[3]。

3.2.2 礦石自然類型

按主要礦物組合，可將礦區(qū)礦石類型劃分為螢石型、石英-螢石型和螢石-石英型。

(1)礦石以螢石型為主，螢石含量占礦物總量的65%～95%，石英含量占礦物總量的4.5%～25%，其他雜質(zhì)少量。該類型礦石主要分布于礦體中部地段[3]。

(2)螢石-石英型礦石。螢石含量占礦物總量的20%～50%，石英含量占礦物總量的50%～70%，其他雜質(zhì)含量為10%～30%。螢石-石英型礦石主要分布于礦體北段小部分。

(3)石英-螢石型礦石。螢石含量占礦物總量的50%～65%，石英含量占礦物總量的30%～40%，其他雜質(zhì)含量為5%～20%。礦體大部分礦石屬石英-螢石型礦石類型。

根據(jù)礦石自然組合和結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征，可將礦區(qū)礦石劃分為塊狀螢石礦石、角礫狀螢石礦石。

(1)塊狀螢石礦石。礦石呈灰白色，淡蘭色，礦物共生組合主要由螢石組成，含少量石英、螢石呈緊密鑲嵌集合體，塊狀構(gòu)造，透明—半透明。在鏡下，螢石2組解理完全，交角為64°，均質(zhì)性，石英沿螢石礦物間隙分布。

(2)角礫狀螢石礦石。礦石呈灰白色，淡蘭色，角礫狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，角礫成分主要為螢石，次為圍巖碎屑，含量為15%～50%不等，角礫一般呈棱角、次棱形及次圓形，礫徑一般為0.5～2.0 cm，大者為6～10 cm，膠結(jié)物為自身粉碎物。礦物共生組合為螢石、石英、長石等，螢石含量為70%～80%，在構(gòu)造力作用破壞下，通常沿裂隙面混入圍巖的碎屑物，礦物多呈碎裂狀，礦石較破碎。

3.3 礦體圍巖蝕變特征

礦體圍巖及含礦破碎帶蝕變強烈，主要有硅化、綠泥石化，次之為黃鐵礦化、重晶石化。

圖2 1#勘探線剖面

(1)綠泥石化。出現(xiàn)在破碎和蝕變都很強烈的破碎帶中，呈星狀分布，隱伏斷層面綠泥石化及硅化最為強烈。

(2)硅化。主要見于NNE及NW向斷裂破碎帶及其次一級斷層旁側(cè)，多呈石英細(xì)脈產(chǎn)出，NNE與NW向斷層交合部位硅化更強烈。

(3)黃鐵礦化。在區(qū)內(nèi)普遍見于Ⅰ#、Ⅱ#礦體邊緣及其含礦破碎帶中，黃鐵礦多呈粒狀，粒徑0.1～1 mm，多見于礦區(qū)圍巖蝕變南端。

(4)重晶石化。出現(xiàn)于Ⅰ#、Ⅱ#礦體礦脈破碎帶及其旁側(cè)，多呈細(xì)脈狀、透鏡狀產(chǎn)出，礦區(qū)南北兩端圍巖均有分布。

4 礦床成因

礦區(qū)控礦因素主要有巖性、構(gòu)造及圍巖蝕變。

(1)巖性。螢石主要產(chǎn)于中酸性巖漿內(nèi)，處于接觸帶或與之相關(guān)的圍巖斷裂中，成礦物質(zhì)主要來自巖漿本身。巖石條件對于螢石礦床的形成具有一定的決定性作用。礦區(qū)巖性主要有絹云千枚巖，石英云母片巖夾變質(zhì)砂巖及混合巖。巖層因受多期次構(gòu)造作用影響，褶皺發(fā)育，片理產(chǎn)狀雜亂，巖石受力作用，碎裂現(xiàn)象嚴(yán)重[1-2]。構(gòu)造破碎帶內(nèi)發(fā)育的巖石不同程度上遭受動力變質(zhì)作用擠壓破碎，為礦液流動和礦質(zhì)停積創(chuàng)造了空間。構(gòu)造破碎帶內(nèi)石英脈發(fā)育，寬幅達(dá)3.61 m左右，礦體產(chǎn)于構(gòu)造破碎帶內(nèi)后期構(gòu)造活動形成的近SN向裂隙帶中[1]。

(2)構(gòu)造。礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，控巖控礦特征明顯，礦體產(chǎn)狀與控礦斷裂產(chǎn)狀基本一致，部分順著層間斷裂產(chǎn)出?？氐V構(gòu)造以NNE及NE向為主，礦區(qū)Ⅰ#、Ⅱ#礦脈形態(tài)、規(guī)模及富集嚴(yán)格受斷裂控制；同時構(gòu)造控制了區(qū)內(nèi)巖漿巖的侵入及富含揮發(fā)分的巖漿期后熱液沿斷裂運移。斷裂構(gòu)造既是礦區(qū)成礦溶液通道，又是容礦空間。在相同條件下，斷裂越發(fā)育，巖石構(gòu)造破碎的地區(qū)(地段)成礦越容易。

圖3 3#勘探線線剖面

NNE及NE向2組斷裂發(fā)育及其派生的次一級斷裂是礦區(qū)成礦的重要控制因素[2]。

(3)圍巖蝕變。區(qū)內(nèi)礦體圍巖及較大斷裂破碎帶內(nèi)圍巖蝕變強烈，主要有綠泥石化、硅化、黃鐵礦化、重晶石化及方解石化，反映了區(qū)內(nèi)有較強的熱液活動。熱液活動帶來了成礦物質(zhì)，是區(qū)內(nèi)成礦物質(zhì)基礎(chǔ)。

礦區(qū)內(nèi)的賦礦圍巖主要為震旦紀(jì)地層，礦區(qū)巖漿主要來源于晚白堊世中酸性侵入巖，區(qū)內(nèi)巖漿巖是成礦熱液和CaF2來源的母體，屬于一種低溫?zé)嵋旱V床，形成的螢石礦體品位富、質(zhì)地優(yōu)。在礦體深部及外圍的巖體地層中，脈巖發(fā)育完好。根據(jù)對礦床地質(zhì)特征及成礦因素的分析，本研究認(rèn)為該礦床為中酸性巖漿接觸帶螢石礦床[2,4-6]。

5 找礦方向

5.1 找礦標(biāo)志

(1)地表露頭。經(jīng)過地表露頭踏勘發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)1隱伏斷層北部已發(fā)現(xiàn)螢石礦露頭，厚度為0.4～1.2 m；礦區(qū)南部除坑附近也發(fā)現(xiàn)螢礦石，厚度約1.8 m，露頭走向長度大于10 m。經(jīng)勘查，礦區(qū)南北部均有眾多的老硐、古采坑及螢石塊等遺址；礦區(qū)南北端以往存在盜采現(xiàn)象，螢石礦呈綠色，品質(zhì)較好?？梢姡乇砺额^螢石礦顯現(xiàn)可視為礦區(qū)南北兩端的直接找礦標(biāo)志。

(2)圍巖蝕變。井下巷探表明：在85 m中段以下礦體兩端經(jīng)過盲豎井探至35 m標(biāo)高，經(jīng)石門揭露礦體，礦質(zhì)尚好，經(jīng)化驗CaF2平均含量為45.6%。礦體圍巖蝕變種類較多，主要有硅化、綠泥石化、黃鐵化等。近礦體主要為硅化和螢石礦化，礦體所在位置兩側(cè)蝕變最為強烈；其次為綠泥石化，多見于礦體附近碎裂巖及次級斷裂帶中[7]。85 m中段北端F1隱伏斷裂帶旁側(cè)圍巖綠泥石化蝕變強烈，蝕變寬幅達(dá)23 m，而綠泥石化正是鈣質(zhì)粉砂巖，富含鈣質(zhì)巖石是成礦物質(zhì)的直接來源。85 m中段南端圍巖強烈硅化并伴隨絹云母化及黃鐵礦化蝕變，硅化破碎帶寬幅約15 m。圍巖蝕變是礦區(qū)南北兩端較為重要的找礦標(biāo)志。

(3)構(gòu)造。礦體沿NNE向張扭性斷裂及NW向F1隱伏斷裂展延，并嚴(yán)格受斷裂構(gòu)造控制，在2組斷裂交匯處裂隙更發(fā)育，有利于礦液流動和貯積，同時也是承壓地下水上涌的有利空間，易于使冷滲流水與含礦地?zé)崴旌习l(fā)生礦化。該部位是構(gòu)造應(yīng)力集中、反復(fù)作用的場所，常形成寬大破碎帶，是尋找同類螢礦體的間接標(biāo)志[3]。區(qū)內(nèi)產(chǎn)出的Ⅰ#、Ⅱ#脈礦體均賦存于石英脈充填的張扭性斷裂帶的特定部位，該部位礦化強烈，為工業(yè)礦體賦存地段。具有一定規(guī)模的張扭性斷裂切割的富含鈣質(zhì)地層，尤其是斷裂張性膨脹或交叉部位，為最有利的成礦地段[1-2,4-6]。

(4)巖性。礦區(qū)地層巖性主要有絹云母千枚巖，石英云母片巖夾變質(zhì)砂巖及混合巖，巖層因受多期次構(gòu)造作用影響，產(chǎn)生褶皺破碎，形成由硅化角礫巖、硅質(zhì)巖、構(gòu)造角礫巖、糜棱巖、碎裂巖組成的寬大破碎帶。破碎帶與礦體的接觸界線清楚但不平整，接觸界線附近巖性一般為螢石硅化巖、強硅化角礫巖、碎裂巖及石英脈，而后過渡到變質(zhì)巖及混合巖。礦石類型以角礫狀為主，且具有多次破碎、多次膠結(jié)現(xiàn)象，具有熱液充填交代型成礦特征，礦體多產(chǎn)于構(gòu)造破碎帶內(nèi)后期構(gòu)造活動巖石中。

(5)化探異常。礦區(qū)南北端普遍存在Pb、Zn、Ca等異常，與螢石礦關(guān)系極為密切[5]，在NNE及NE向斷裂破碎帶中，上述異常極為豐富，為礦區(qū)南北端的有利找礦標(biāo)志。

5.2 找礦靶區(qū)

以往普查工程僅在礦區(qū)內(nèi)Ⅰ#、Ⅱ#礦脈中部進行了初步研究工作，礦體深部(85 m標(biāo)高以下)及礦井外圍(南、北端)均無工程控制。本研究通過對85 m標(biāo)高以下巷探工程控制及地表現(xiàn)場踏勘，再根據(jù)區(qū)域地質(zhì)背景、控礦條件、成礦規(guī)律及已開采的螢石礦床的分布規(guī)律，確定了礦井外圍3個重點找礦工作區(qū)，即85～-80 m標(biāo)高、礦區(qū)外圍北部800 m以及礦區(qū)外圍南部1 000 m。

6 結(jié) 論

(1)礦區(qū)深部及礦體外圍南北部均處于構(gòu)造破碎帶內(nèi)，帶內(nèi)強烈破碎，滲透性好，化學(xué)性質(zhì)活躍，易于成礦熱液與其交代成礦，具有擴大地質(zhì)儲量的前景。

(2)礦體南北端構(gòu)造破碎帶寬幅大小不一，北端帶寬達(dá)230 m以上，南端帶寬達(dá)80～220 m不等。多期次構(gòu)造運動為區(qū)域成礦營造了良好的地質(zhì)環(huán)境。

(3)區(qū)內(nèi)發(fā)育的巖石主要有硅化角礫巖、硅質(zhì)巖及構(gòu)造角礫巖，巖石受力不均，破碎程度不等，裂隙大小不一，構(gòu)造級別分明，有利于礦體組分的運移和富集。

(4)震旦系和白堊系地層對礦床控制明顯。震旦系地層為礦區(qū)最有利的賦礦層位，該地層裂隙發(fā)育，為成礦流體提供了空間。礦床產(chǎn)出于震旦系基底隆起斷塊與晚白堊世中酸性侵入巖的接觸斷裂處。

(5)建議在礦體南北兩端及礦體深部(85 m標(biāo)高以下)進行鉆探及巷探工程總體規(guī)劃設(shè)計，探明礦井周圍及深部地質(zhì)儲量，提高礦井儲量級別，延長礦井開采年限。