永丰南坑萤石矿地质特征及其成因探讨

2010-01-06纪辉燎

中国非金属矿工业导刊 2010年1期

关键词：萤石硅化花岗岩

纪辉燎

（中国建筑材料工业地质勘查中心江西总队，江西上饶 334000）

永丰南坑萤石矿地质特征及其成因探讨

纪辉燎

（中国建筑材料工业地质勘查中心江西总队，江西上饶 334000）

永丰南坑萤石矿呈脉状透镜体，产于燕山早期花岗岩硅化破碎带中。通过对矿石气液包裹体及氢氧同位素的研究，表明萤石矿是岩浆活动后期热液作用下形成的充填型矿床。

硅化破碎带；气液包裹体；氢氧同位素；充填型矿床

1 矿区地质简述

江西省永丰县南坑萤石矿位于华南褶皱系，闽赣宜黄—崇义地背斜的北端，藤田向斜盆地的东南缘。

南坑萤石矿区主要出露燕山早期侵入的花岗岩(γ52-1a)，约占矿区总面积的70%，矿体产于该岩体与下石炭统华山岭组接触带附近的花岗岩硅化破碎带中(见图1)。

燕山早期第一次侵入的斑状黑云母花岗岩，呈淡红色，似斑状及中细粒结构，主要化学成分(见表1)。

从表1中看出，矿区花岗岩Al2O3＞Na2O+ K2O+CaO，为铝饱和型，与华南燕山早期花岗岩相拟，与中国酸性岩及戴里花岗岩相比，更偏碱性且富钾低钠。

下石炭统华山岭组，其岩性主要为绿泥石，绢云母千枚岩，变质细砂岩和石英岩，局部夹有硬绿泥石千枚岩。岩层倾向85～115°，倾角62～75°，与花岗岩呈侵入接触。

表1 岩石化学成分特征对比

矿区断裂十分发育，在构造形迹上可分为：东西向、北东向和北北东向三组。其中北北东向的招携—大沽断裂(F1)是本区的主干断裂，自燕山早期花岗岩形成以后，经历了多次活动，既有强挤压和压扭性，也有张性形迹。在走向上有波状起伏，尖灭再现等特征。受该断裂的影响，在接触带附近靠花岗岩一侧沿断裂走向产生了较为强烈的构造破碎带，为岩浆活动后期热液作用下形成萤石矿提供了容矿空间。

2 矿床地质特征

2.1 矿体形态、产状和规模

矿区呈长透镜状赋存于燕山早期花岗岩的断裂硅化破碎带中，区内已探明矿体走向长1 100m，倾向最大延深达255m。矿体形态在走向、倾向上均有较明显的膨胀收缩现象，勘探线Ⅱ～Ⅴ浅部较宽，往深部很快缩小且有逐渐尖灭之趋势；Ⅱ～Ⅳ线浅部相对较稳定，往深部多数有膨大趋势，特别是倾角小于500时，膨大现象更为明显；矿区南北两端在走向和倾向上表现为逐渐缩小以至尖灭(见图2、表2)。

表2 岩体形态、产状及规模

矿体总体走向NNE6°，倾向SEE，倾角46～76°，平均60°。局部产状变化随矿体形态的膨缩变化而变化，相对应的是矿体厚度从2.12m变化至24m,平均厚为7.89m。可见该萤石矿床属大型规模。

2.2 矿石特征

(1) 颜色。

矿石以浅绿—绿色为主，其次为白色，淡紫色及淡黄色等。

(2) 矿石结构。

自形半自形粒状结构：颗粒大小一般1～3cm，最大可达5cm，组成块状矿石；他形砂糖粒状结构：颗粒细小显隐晶状，粒径0.01～0.05mm，多与隐晶状的石英、玉髓组成条带状矿石；碎裂结构：已形成的萤石受构造应力的引张作用，碎裂成大小不等，形态各异的角砾，被后阶段的萤石、石英、炭泥质等胶结组成角砾状矿石；压碎结构：受构造应力的挤压作用，已形成的萤石沿解理，形成许多细小的裂隙被石英脉、石英薄膜穿插充填形成网格状块石；交代溶蚀残余结构：早先形成的萤石被后期的石英所交代，呈岛弧状，港湾状或呈锯齿状与萤石接触。

(3) 矿石构造。

块状构造：常由粗—巨粒的八面体萤石聚合成致密块状，以绿色，淡绿色为多，少数为紫色和白色；条带状构造：条带由石英、玉髓与萤石伴生相间组成；角砾状构造：由早期萤石破碎后被后阶段的萤石或与萤石共生的SiO2所胶结而成。除上述构造类型外，还有网格状，环带状，晶簇及晶洞状等构造。与矿石结构构造相对应的主要矿石类型是：块状矿石、条带状矿石和角砾状矿石。

2.3 矿石化学成分及矿物组成

(1) 化学成分。

矿石的主要化学成分与微量元素的分析结果见表3、表4。

表3 主要矿石类型平均化学成分(%)

表4 主要矿石类型微量元素含量(10-6)

由表3、表4可以看出，矿石化学成分主要由有益组份CaF2和有害组分SiO2组成，两者互为消长关系，其他组分含量极少。各类矿石的CaF2品位以块状矿石类型为最高。微量元素中，Pb、Li、Ti、Cr、V等含量较高，说明这些组分大部分在岩浆分异晚期与挥发性组分同时富集。

(2) 矿物组成。

矿石主要由萤石和石英组成，伴生少量的玉髓、蛋白石、绢云母泥质及铁质矿物。

萤石：呈绿、淡绿、淡紫及白色，色彩鲜艳，以聚晶集合体产出，晶体多为八面体，少数立方体，个别呈他形砂糖粒状。晶体表面常有裂纹，一般为半透明，无色透明者偶见。

石英：灰色或灰白色，呈他形不规则状及梳状晶簇镶嵌于萤石中，往往在石英表面有萤石印痕，常见到石英细脉切穿或包围萤石现象。

玉髓：灰白色或棕色，蜡状光泽，呈细小隐晶粒状集合体与萤石紧密共生。

蛋白石：呈淡灰及灰白色，贝壳状断口，多见于矿体硅化强烈部位，呈致密块状与萤石共生。

绢母云泥质：淡黄、浅绿及浅红色，细小鳞片状或隐晶粒状集合体，主要为绢云母，高岭石及绿泥石，常与碎基石英、萤石参杂分布。

铁质矿物：有褐铁矿、黄铁矿和磁铁矿，其中以黑褐色的褐铁矿为主，呈细小质点状，不规则密集或沿萤石裂隙浸染，偶见黄铁矿呈正方形的假象出现。

2.4 矿体围岩蚀变

矿区围岩蚀变主要有硅化、绢云母化，其次为高岭土化、绿泥石化，局部有黄铁矿化和蒙脱石化，其中与成矿关系较为密切的是硅化和绢云母化。

硅化：区内有构造活动的地方几乎都存在有硅化，但以矿体所在的断裂破碎带最为强烈。硅化强度、宽度与围岩的破碎程度和矿体规模有一定的关系。矿体两盘围岩一般是越近矿体破碎越严重，硅化也就越强烈，反之，越远离矿体破碎硅化则越弱。在围岩中凡有萤石矿化，便有硅化存在。但有硅化的地方并不一定有萤石矿化。硅化宽度一般是20～50m，最宽达70m，是矿体厚度2～4倍，可作为间接的找矿标志。

绢云母化：主要见于矿体附近的花岗碎裂岩及蚀变花岗岩中，在外围的花岗岩中遇有规模较大的硅化带或石英脉，周围均可见到绢云母化，可见绢云母化与成矿关系还是比较密切的。

3 矿床成因的初步研究

通过对萤石气液包裹体及氢氧同位素的测试研究(见图3、表5)，有以下几个方面的特征：

(1) 成矿热液的来源。

将萤石包体中氢氧同位素的测试资料投影在δD－δ18O关系图中，全部落在大气降水线的附近，远离原生岩浆水和变质水。表明成矿热液是大气降水与岩浆后期富含HF、F-、等物质组分的混合体。

图3 南坑萤石包体水的δ18O-δD相关图

表5 矿物包裹体测试结果

(2) 成矿物理化学条件。

该萤石矿床是在低温、低压、低盐度、弱碱性的物化环境下形成的。

(3) 成矿过程。

矿床产于闽赣地背斜北端藤田向斜盆地东南缘花岗岩内构造硅化破碎带中，随着构造挤压和地热增温，岩石被加热，同时气水溶液沿裂隙破碎带下渗到深部，与岩浆后期热液掺合，此循环过程中，从围岩携带来的钙质与富含F或HF的热液在特定条件下发生化学反应，成为CaF2和SiO2的混合溶液，在适宜的容矿空间沉淀富集而形成萤石矿床。

矿床类型属中浅成低温热液充填型萤石矿床。