浙江八面山新型萤石矿床成矿温度

徐少康，夏学惠，闫 飞，严生贤，郑兴泉

（1.中化地质矿山总局地质研究院，河北 涿州 072754；2.中化地质矿山总局浙江地质勘查院，浙江 杭州 310002）

浙江八面山新型萤石矿床成矿温度

徐少康1，夏学惠1，闫 飞1，严生贤2，郑兴泉2

（1.中化地质矿山总局地质研究院，河北 涿州 072754；2.中化地质矿山总局浙江地质勘查院，浙江 杭州 310002）

本矿床成矿期次有4次，以第1和4期次为主。大量数据显示：第1期次成矿过程萤石形成温度为240～121℃，平均176℃，属中—低温、以低温为主的热液成矿作用；第2期次成矿全过程的温度为1 221～169℃，平均734℃，属高温气液蚀变成矿作用，萤石在中—低温阶段形成；第3期次成矿过程萤石形成温度为168～123℃，平均142℃，属低温热液成矿作用；第4期次成矿过程萤石形成温度为246～115℃，平均150℃，属中—低温、以低温为主的热液成矿作用。

萤石矿床；成矿温度；浙江常山

1 引言

八面山萤石矿床位于浙江省常山县，矿区中心位置位于县城北北东方向约23km处，矿床规模属超大型。与一般的萤石矿床不同，本矿床主要矿石类型呈黑色、黑灰色，貌似灰岩。这种特征的萤石矿床在国内属首次发现，因次，对其进行深入研究对丰富萤石矿床成矿理论、找矿及开发等具有重要意义。

本矿床是中化地质矿山总局浙江地质勘查院近年内在前人工作基础上经进一步工作发现的，但深入研究较少。作者针对黑色纹层状矿石岩相学的研究，提出了“新型热水沉积岩”的概念[1]，并对矿石类型、成矿期次和成矿作用进行了深入研究。本文在上述研究基础上进一步对成矿温度进行了专题研究，对深化矿床成因的认识等有重要意义。

2 矿床地质概况

2.1 大地构造位置及基本地质特征

矿床大地构造位置处于中国东南沿海构造带，该带经历了长期的形成演化过程。燕山期形成的构造线方向总体上呈北东—南西向，构造形式主要为断裂和褶皱。同时，有大规模的岩浆活动，形了众多的富氟酸性岩浆岩；岩浆期后大规模的热液活动，作用于富氟的酸性岩和富钙沉积岩，形成了众多的萤石矿床，使该带成为中国最大的萤石成矿带[2-3]。

矿区出露地层由老到新为：下震旦统(Z1)，岩性主要为细砂岩、石英砂岩、砂岩、粉砂岩及(含砾)泥岩，次为含锰砂岩、白云质砂岩、凝灰质粉砂岩、凝灰质粉砂泥岩、硅质页岩、含锰白云岩、泥质白云岩等，受断裂影响出露不全。下寒武统荷塘组(∈1h)，厚428～450m，以含碳质硅质页岩、炭质页岩、硅质页岩为主，底部为石煤层，夹含磷碳质页岩或薄层磷块岩。中寒武统杨柳岗组(∈2y )，厚200～260m，以含碳泥质灰岩和钙质泥页岩为主，夹灰岩透镜体。上寒武统华严寺组(∈3h)，厚98～145m，主要为大理岩、含泥质大理岩(或大理岩化灰岩、含泥质大理岩化灰岩)。上寒武统西阳山组(∈3x )，厚222～333m，上部主要为泥灰岩与瘤状灰岩互层，中部主要为泥灰岩夹瘤状灰岩，下部主要为泥质灰岩，部分地段变质为大理岩、泥质大理岩和透辉石角岩等。下奥陶统印渚埠组(O1y )，厚390～505m，上部为钙质泥页岩和紫红色泥岩，中部为钙质泥页岩夹薄层状泥灰岩，下部为薄层状泥灰岩夹瘤状灰岩。下奥陶统宁国组(O1n)，厚238m，主要为(含)粉砂质页岩、泥岩。上奥陶统文昌组(O3w ), 厚度大于330m，主要为细砂岩、粉砂岩及泥岩。奥陶系(O,未分)，厚度大于1 000m，主要为砂岩、(粉砂质)页岩、硅质页岩、泥岩、粉砂质泥岩、钙质泥岩、泥灰岩、灰岩、硅质岩。下志留统(S1)，厚度大于530m，主要为细中粒砂岩、中细粒砂岩、细砂岩、粉砂岩、泥岩。下侏罗统马涧组(J1m )，厚度110m，主要为石英细砂岩。中侏罗统渔山尖组(J2y )，厚度大于220m，主要为砂砾岩、含砾砂岩、砂岩、粉砂岩，夹碳质页岩和煤层。地层分布见图1。

矿区构造主要为一短轴背斜(岩前背斜)，背斜轴线总体走向呈北东—南西向，核部主要为燕山期花岗岩，两翼地层主要为柳岗组(∈2y )、华严寺组(∈3h)及西阳山组(∈3x )。断裂较发育，主要有三组：北东—南西向断裂主要表现为逆冲性质，近南北向断裂平推性质明显，北西—南东向断裂性质不明(图1)。

矿区岩浆岩主要为呈岩株状侵入于背斜核部的燕山期花岗岩，次为呈北东—南西向产出的脉状花岗斑岩。

2.2 矿体

本矿床共有萤石矿体70余个，多数为隐伏—半隐伏矿体，部分出露地表。矿体形态主要为似层状、透镜状、脉状。矿体规模以大中型矿体为主，最大的矿体长约500m，宽200m，厚14m。矿体围岩主要为上寒武统西阳山组(∈3x )泥质灰岩、泥质大理岩，华严寺组(∈3h)大理岩化灰岩、大理岩，中寒武统杨柳岗组(∈3y)泥质灰岩及燕山期花岗岩。

据与围岩的关系和产状，矿体主要分为3种类型：①产于花岗岩体与碳酸盐地层接触带内的矿体(简称接触带型矿体，图2)；②产于断裂中的陡倾斜脉状矿体(简称陡倾斜矿体，图3)；③产于碳酸盐地层层间破碎带中的似层状矿体(简称层间破碎带型矿体，图4)。

2.3 矿石

据结构构造及主要矿物成分特征，同时考虑成矿期次和成矿作用，将矿石分为13种类型： ①黑灰色石英质细粒纹层状矿石；②黑灰色细粒块状萤石矿石；③黑灰色含石英(或石英质)细粒块状萤石矿石；④黑灰色含绿泥石(绿泥石质)细粒块状萤石矿石；⑤黑灰色中细粒块状萤石矿石；⑥黑灰色细中粒块状萤石矿石；⑦深灰色含石英(或石英质)细中粒块状萤石矿石；⑧绿灰色细粒块状萤石矿石；⑨灰白色夹杂灰绿色细粒块状萤石矿石；⑩黑灰色(黑色)含铁(或铁质)细粒纹层状萤石矿石；⑪浅色薄层状萤石矿石；⑫浅色块状萤石矿石；⑬浅色角砾状矿石。

2.4 成矿期次及成矿作用

成矿期次有4次。第1次为热液成矿作用，形成的矿体规模大，数量多，构成矿床的主体(如图3、图4中的③、④、⑤、⑥号矿体)，矿体类型包括陡倾斜矿体、接触带型矿体及层间破碎带型矿体。形成的矿石(①～⑦类)为黑色—黑灰色，细粒结构为主，少量为细中粒结构，块状构造为主，局部见不明显的纹层状构造，品位一般60%～90%，肉眼难辨矿物颗粒，貌似灰岩。

第2次为蚀变成矿作用，没有形成独立的矿体，仅形成了厚度不大、局部含矿的蚀变岩脉，使萤石进一步富集。蚀变岩脉，一般呈不规则条带状、团块状、透镜状产出，团块大小一般数毫米至数厘米，条带宽一般数毫米至15cm，透镜体厚度一般1～2m。产出位置有两种：①产于花岗岩与碳酸盐岩的接触面上或外接触带；②产于与接触面有一定距离的碳酸盐岩中，产出位置距接触带20～150m不等。岩石类型包括石榴子石矽卡岩，透辉石矽卡岩，符山石矽卡岩，含符山石方解石岩，萤石符山石岩，萤石斜长岩等，萤石含量高成为矿石的为后两类。据蚀变岩的岩性特征分析，蚀变类型属矽卡岩化。矿石(⑧和⑨类)主要为绿灰色、灰白色夹杂灰绿色，细粒结构，块状构造，品位一般30%～45%。

第3次为热液成矿作用，仅形成了一个规模不大的接触带型矿体(①号矿体，图2)。形成的矿石(⑩类)以黑色或黑灰色为主，夹杂浅灰色，细粒结构，明显的纹层状构造，品位一般23%～28%。此外，矿石中含大量的磁铁矿和少量锡石，可综合利用。

第4次成矿，为热液成矿作用，矿体类型包括陡倾斜矿体、接触带型矿体(②号矿体，图2)及层间破碎带型矿体。形成的矿石类)以颜色鲜艳多彩、粒度粗为突出特征，一般为白、绿、紫色，粗晶—巨晶结构，品位一般50%～95%。

成矿作用类型有3种：热液充填型、热水沉积型及气液蚀变型，以热液充填型为主。热液充填型作用发生于第1、4期次成矿过程，热水沉积型作用发生于第1、3、4期次成矿过程，气液蚀变型作用仅发生于第2期次成矿过程。

3 成矿作用温度

3.1 第1次成矿作用温度

3.1.1 基本情况

选取第1次成矿作用形成的4件矿石样品，用包裹体均一法进行了温度测试。测试样品按结构构造挑选，包括细粒、细中粒、纹层状及块状矿石，有代表性。测试单位为中国地质科学院矿产资源研究所；测试仪器为英国产Linkam THMS G600显微冷热台(温度范围：-196～+600℃；精度：+/-0.1℃)。测试数据见表1。

3.1.2 包裹体特征

第1次成矿作用形成的萤石中包裹体发育，随机分布，为原生包裹体；形态呈负晶状、长条形、椭球形、圆球形、纺缍状、米粒状、不规则菱形、不规则状；大小一般10～20μm，大者可达40～50μm；类型包括：气液包裹体和多相包裹体，两种包裹体数量大致相当。

气液包裹体在4件测试样品中均可见到，气液比约10%～20%，细中粒矿石(ZK2502-B7号样)的部分包裹体气相在常温下跳动。

多相包裹体在3件测试样品(ZK2502-B7，JWB9，ZK004-B6)中见到。子矿物为非盐类矿物，浅绿色，方形，晶体未见被交代现象，是第1次成矿过程早期从成矿介质中析出的，体积占包裹体5%～15%。

3.1.3 测试情况及测试结果

测试对象为第1次成矿作用形成的萤石中的原生气液2相包裹体和多相包裹体，加温到气相完全均一为液相。加温过程中，多相包裹体中的子矿物不变化，个别包裹体破裂(可能为后期构造运动形成的微裂隙所致)，有的包裹体降温后的升温过程中气体不再出现。

据65个实测数据的统计计算，温度变化范围为240～121℃，平均176℃(表2)。其中，细粒块状矿石的温度明显低于细粒纹层状矿石和细中粒块状矿石。细中粒块状矿石的平均温度(199℃)略高于细粒纹层状矿石(187℃)，但前者温度变化范围(221～182℃)小于后者(240～139℃)。

由于子矿物在加温过程中不变化、“完全均一”实质是“气相完全均一到液相”，测试对象为第1次成矿作用形成的萤石中的原生气液2相包裹体和多相包裹体，所以，所测的“完全均一温度数据”实质上代表了第1次成矿过程中萤石形成时成矿流体的温度，而成矿过程早期(即子矿物析出时)的温度应高于上述温度。

热液矿床，据成矿温度可分为三大类：①高温热液矿床，形成温度550～300℃；②中温热液矿床，形成温度300～200℃；③低温热液矿床，形成温度200～50℃[4]。所以，本矿床第1次成矿过程中萤石形成的温度属中—低温，以低温为主。

3.2 第2次成矿作用温度

3.2.1 基本情况

选取第2次成矿作用形成的蚀变岩(含石榴子石符山石矽卡岩)1件用包裹体均一法进行了温度测试(样号ZK2502-B14)。测试单位为中国地质科学院矿产资源研究所；测试仪器为英国产Linkam THMS G600显微冷热台(温度范围：0～+1 500℃；精度：+/-0.1℃)；英国产Linkam TS 1 500高温热台(温度范围：0～+1 500℃；精度：+0.1℃)。测试数据见表3。

3.2.2 包裹体特征

第2次成矿作用形成的石榴子石中包裹体发育，为原生包裹体，主要为多相包裹体，偶见两相气液包裹体，黑灰色，呈菱形、长条状和不规则状，大小一般10～20μm。多相包裹体中，子矿物晶体未见被交代现象，是第2次成矿过程早期从成矿介质中析出的，气相体积(30%左右)均大于固相体积(15%～20%)。

表1 第1次成矿作用形成的包裹体特征及测温数据

表2 第1次成矿作用形成的不同类型矿石包裹体均一温度对比

3.2.3 测试情况及测试结果

测试对象为第2次成矿作用形成的石榴子石中的原生多相包裹体和气液两相包裹体，加热到子矿物和气相完全均一为液相。升温过程中，气液两相包裹体先达到均一，多相包裹体中子晶溶解温度为409～489℃，部分多相包裹体在升温过程中接近均一时爆裂(可能为后期构造运动形成的微裂隙所致)。

表3 第2次成矿作用形成的包裹体特征及测温数据

据6个实测温度数据统计计算，温度最高1 221℃，最低169℃，平均734℃(表3)。由于第2次成矿作用性质为矽卡岩化、石榴子石在矽卡岩化的早期开始形成、测试对象为石榴子石中的原生包裹体、测试过程中包裹体内包括子矿物在内的各相达到了完全均一，所以，上述测试温度反映了整个蚀变过程介质温度的变化情况，其中，萤石在中—低温阶段形成。

П.比利品柯认为，矽卡岩化温度是从900℃开始的，最终可降至100～50℃。据Д.卡利宁资料，当钙位势较高并有易溶盐类参与时，合成矽卡岩矿物钙铁榴石和钙铝榴石的温度为950～225℃。В.查里科夫根据实验和计算，确定了矽卡岩化的4个温度相，最高温度为900℃。本矿床第2次蚀变成矿作用的最高温度1 221℃，明显高于以往报道的矽卡岩化的最高温度950℃。 (未完，待续)

Mineralization Temperature of Bamianshan New Type Fluorite Deposit of Zhejiang

XU Shao-kang1, XIA Xue-hui1, YAN Fei1, YAN Sheng-xian2, ZHENG Xing-quan2
(1.Geological Institute of China Chemical Geology and Mine Bureau,Zhuozhou 072754, China;2.Zhejiang Geological Exploration of China Chemical Geology and Mine Bureau, Hangzhou 310002, China)

There are 4 mineralization periods in the Bamianshan fluorite deposit,among them main periods are 1st and 4th. On great deal of datum,conclusions are followed:The temperature area is 240~121℃ and average temperature is 176℃ of fluorite-forming in first mineralization period that is middle-low temperature that mainly is low temperature thermal mineralization process.The temperature area is 1221~169℃ and average temperature is 734℃ of thermal fluid in second mineralization period that is alterationmineralization-process of high-temperature gas-fluid and fluorite forms in the middle-low temperature stage.The temperature area is 168~123℃ and average temperature is 142℃ of fluorite-forming in third mineralization period that is low temperature thermal mineralization process.The temperature area is 246~115℃ and average temperature is 150℃ of fluorite-forming in fourth mineralization period that is middle-low temperature that mainly is low temperature thermal mineralization process.

fluorite deposit; mineralization temperature; Changshan county of Zhejiang province

P619.215

A

1007-9386(2011)02-0048-05