安徽池州柯村螢石礦床礦石特征及礦物賦存狀態(tài)研究

張 寧

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局321地質(zhì)隊(duì)）

螢石礦是中國(guó)的優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)，也是重要的國(guó)家戰(zhàn)略資源［1］，其是自然界氟化物礦物中最常見的礦物，作為含氟量最高的礦物之一，被廣泛應(yīng)用于冶金、煉鋁、玻璃、陶瓷、水泥、化學(xué)工業(yè)。螢石還是氟化學(xué)工業(yè)的基本原料，其產(chǎn)品廣泛用于航天、航空、制冷、醫(yī)藥、農(nóng)藥、防腐、滅火、電子、電力、機(jī)械和原子能等多個(gè)領(lǐng)域［2］。池州柯村螢石礦體賦存于北東向的斷裂構(gòu)造中，斷裂構(gòu)造對(duì)礦體形成起著很重要的作用，為熱液成礦提供了運(yùn)移通道和儲(chǔ)集空間，是重要的導(dǎo)礦、控礦構(gòu)造。礦床成因類型為低溫?zé)嵋撼涮钚臀炇V床。本研究是在野外地質(zhì)工作的基礎(chǔ)上，結(jié)合化學(xué)分析、光學(xué)顯微鏡等測(cè)試技術(shù)，對(duì)礦石的化學(xué)成分、礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造以及主要礦物嵌布特征進(jìn)行初步分析，通過對(duì)該礦床螢石礦石特征及賦存狀態(tài)的總結(jié)認(rèn)識(shí)，為該礦床后期開發(fā)利用、制定選礦工藝流程及綜合研究提供參考依據(jù)［3-5］。

1 樣品的制備與配制

在礦床不同部位選取有代表性的樣品，首先進(jìn)行巖礦鑒定標(biāo)本取樣，再對(duì)樣品進(jìn)行破碎加工、取樣分析。各樣品化學(xué)分析結(jié)果見表1。

根據(jù)表1化學(xué)分析結(jié)果，結(jié)合本礦床礦石質(zhì)量特征，并考慮到后期制定選礦工藝流程的需求，確定本次原樣品由樣3和樣5組成，并按原樣品CaF2品位43%±1%進(jìn)行組合配樣，其組合配樣結(jié)果見表2。

根據(jù)表2所配制的原樣品經(jīng)化學(xué)分析CaF2實(shí)際品位為43.55%。

2 礦石化學(xué)分析

2.1 光譜分析

為了了解礦石中化學(xué)組分的特點(diǎn)，對(duì)樣品進(jìn)行光譜分析，確定相對(duì)富集的化學(xué)元素及其大致含量，原樣品光譜分析結(jié)果見表3。

2.2 多元素分析

為了進(jìn)一步查明礦石中有益有害組分，對(duì)原樣品中CaF2、SiO2、CaCO3、Al2O3、K2O、Na2O、Fe2O3、S、P等組分進(jìn)行多元素化學(xué)分析，結(jié)果見表4。

由原樣品多元素化學(xué)分析結(jié)果可看出，CaF2品位為43.55%。據(jù)地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范》（DZ/T 0211—2020），CaF2品位已達(dá)到最低工業(yè)品位要求。

3 礦石礦物成分

礦床礦石礦物成分比較簡(jiǎn)單，螢石為主要的礦石礦物，石英為主要的脈石礦物，其它礦物還有高嶺土、長(zhǎng)石以及微量黃鐵礦、絹云母等。礦石中主要礦物成分詳見表5。

螢石主要為紫色、淺綠色、無色，少量紫黑色，玻璃光澤，呈粒狀、長(zhǎng)柱狀，少量呈菱形，大部分顆粒稍大，緊密鑲嵌，廣泛分布。

石英主要為灰白色、白色、灰色，玻璃光澤，油脂光澤，呈粒狀，顆粒細(xì)小，集合體呈團(tuán)塊狀、細(xì)脈狀穿插于螢石顆粒之間。

4 礦石特征

4.1 礦石結(jié)構(gòu)

本礦床礦石結(jié)構(gòu)主要有自形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)、他形粒狀結(jié)構(gòu)、碎粒碎粉狀結(jié)構(gòu)等。

（1）礦石中大部分螢石以自形—半自形粒狀產(chǎn)出，大部分礦物具本身所固有的完整晶形，晶面發(fā)育，晶粒規(guī)則。

（2）部分石英及螢石以他形粒狀產(chǎn)出，礦物不具本身所固有的完整晶形，所有的晶面不發(fā)育，晶粒不規(guī)則，無一定的形態(tài)。

（3）碎粒碎粉狀螢石和石英顆粒伴生在一起充填于角礫之間，螢石碎粒大小一般為0.02～0.5 mm，石英碎粒一般為0.01～0.1 mm。

4.2 礦石構(gòu)造

礦石中最常見的構(gòu)造類型有塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、晶洞狀構(gòu)造等。

（1）塊狀構(gòu)造是本礦石的主要構(gòu)造，主要由螢石組成的塊體，其中常包含較多次生的石英及少量高嶺石等。

（2）浸染狀構(gòu)造是本礦石的主要構(gòu)造，具體可分為稠密浸染狀（含量50%～25%）、稀疏浸染狀（25%～5%）、星散浸染狀（＜5%）。本礦石中呈現(xiàn)此構(gòu)造的主要為螢石和石英。

（3）角礫主要由螢石、石英及圍巖組成。角礫多呈棱角狀，一般為2～8 mm。雜基的成分與角礫成分基本一致，都是以細(xì)小碎粒碎粉狀的螢石、石英及圍巖礦物為主。

（4）晶洞狀構(gòu)造局部可見在塊狀螢石的裂隙或空洞壁上，生長(zhǎng)有自形的石英礦物集合體，通常呈晶簇狀分布形成石英晶洞。

4.3 礦石自然類型

礦石自然類型屬螢石型、石英—螢石型礦床。主要礦石礦物螢石一般以塊狀產(chǎn)出，常碎裂成角礫狀和碎粒碎粉狀，并常與次生石英（脈）伴生。螢石呈無色透明、淺綠、淺紫色，紫外燈光照下見有熒光反應(yīng)。石英常以脈狀或不規(guī)則粒狀集合體狀出現(xiàn)。

5 主要礦物的嵌布特征

5.1 螢石

螢石為礦石中最主要的礦石礦物，常見為自形—半自形粒狀，螢石粒徑跨度較大，較大者如塊狀和角礫狀者，一般為2～15 mm，此粒級(jí)占比80%左右；浸染狀分布的螢石粒徑一般為0.1～1 mm，此粒級(jí)占比15%左右；少量為0.02～0.05 mm。偏光顯微鏡下常見的為0.1～2 mm。螢石在礦石中主要以塊狀、浸染狀、碎裂角礫狀或不規(guī)則脈狀產(chǎn)出；局部呈碎粒碎粉狀或稀疏浸染狀分布。

螢石在礦石中主要有以下4種嵌布形式：

（1）以塊狀的形式產(chǎn)出。塊狀螢石呈自形—半自形粒狀，晶粒粗大，結(jié)合顯微鏡及手標(biāo)本觀察，晶體大小一般為2～10 mm，部分可達(dá)15 mm以上。塊狀螢石中常見分布有石英、高嶺土等脈石礦物。石英一般以脈狀、浸染狀或細(xì)脈浸染狀分布，石英脈寬一般為0.05～0.5 mm，少量寬者可達(dá)1 mm。石英粒徑一般為0.01～0.25 mm。

（2）以浸染狀形式產(chǎn)出。這類螢石常呈半自形粒狀，粒徑以0.1～1 mm為主，少量小于0.05 mm。以浸染狀產(chǎn)出的螢石通常呈稠密浸染狀分布于礦石中，少量呈稀疏浸染狀分布。螢石粒間常分布有以石英為主的脈石礦物（圖1），石英粒徑較小，一般為0.01～0.05 mm。

（3）以角礫狀的形式產(chǎn)出。螢石構(gòu)成角礫的形式主要有2種：①螢石單體角礫，角礫一般呈尖棱角狀，大小為2～8 mm，這類單體螢石角礫通常又經(jīng)后期動(dòng)力作用發(fā)生較強(qiáng)碎裂，裂隙中又充填晚期石英；單體螢石角礫中的網(wǎng)脈狀石英脈幅較小，通常脈寬為0.02～0.2 mm，有部分更細(xì)石英網(wǎng)脈的脈幅＜0.01 mm。②螢石集合體組成螢石質(zhì)角礫（圖2），其中伴生顯微粒狀石英及高嶺土；這類螢石粒徑一般為0.2～2 mm。

（4）以雜基的形式產(chǎn)出。螢石與硅質(zhì)及圍巖呈碎粒碎粉狀分布于角礫周圍，常見為棱角狀，粒徑一般為0.05～0.5 mm，也有部分小于0.01 mm。

5.2 石英

石英是本礦石中最主要的脈石礦物，粒徑主要為0.01～0.5 mm，部分小者小于0.005 mm，少量大者可達(dá)1 mm。其在礦石中的嵌布特征主要有以下幾種。

（1）浸染狀或細(xì)脈浸染狀產(chǎn)出。以浸染狀或細(xì)脈浸染狀產(chǎn)出的石英分布于塊狀螢石中或浸染狀螢石粒間。這類石英通常呈他形粒狀，粒徑0.01～0.05 mm。

（2）以石英脈的形式出現(xiàn)（圖3），石英主要呈他形粒狀或犬齒狀，粒徑一般為0.05～0.5 mm。石英脈通常分布于塊狀螢石中或角礫狀螢石中，脈寬一般為0.02～0.5 mm，少量寬者可達(dá)1 mm。

（3）以石英晶洞的形式出現(xiàn)。長(zhǎng)條狀或犬齒狀石英呈晶簇狀分布于塊狀螢石中，這類石英晶體較大，粒徑一般為0.5～1 mm（圖4）。

（4）與螢石等礦物一起以雜基的形式分布于角礫之間。主要為晚期發(fā)生硅化的微粒狀石英，這類石英粒徑很小，一般為0.01～0.1 mm。

5.3 其他礦物

礦石中除螢石和石英外，還有少量高嶺石分布。高嶺石通常分布于螢石解離縫或裂縫中，少量呈浸染狀分布于螢石晶體中。另外還有部分鋁硅酸鹽礦物，如長(zhǎng)石、絹云母等，其中長(zhǎng)石類為原巖中的殘留礦物，絹云母、高嶺土為后期蝕變產(chǎn)物。

6 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)初步分析認(rèn)為，柯村螢石礦床礦石礦物成分比較簡(jiǎn)單，螢石為主要的礦石礦物，石英為主要的脈石礦物，其它礦物還有高嶺土、長(zhǎng)石以及微量黃鐵礦、絹云母等。礦石結(jié)構(gòu)主要有自形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)、他形粒狀結(jié)構(gòu)、碎粒碎粉狀結(jié)構(gòu)；礦石構(gòu)造主要有塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、晶洞狀構(gòu)造等。螢石在礦石中主要以塊狀、浸染狀、碎裂角礫狀或不規(guī)則脈狀產(chǎn)出，局部呈碎粒碎粉狀或稀疏浸染狀分布。