和平县金山堂萤石矿床地质特征及成因探讨

段昌盛，陈 蒙

（广东省有色金属地质勘查局九三八队，广东 惠州 516023）

和平县金山堂萤石矿床地质特征及成因探讨

段昌盛，陈 蒙

（广东省有色金属地质勘查局九三八队，广东 惠州 516023）

和平县金山堂萤石矿位于湘东—赣南—粤东萤石矿矿集区的中部，通过对矿区开展地质勘查工作，在深部控制了萤石矿体的规模、产状、形态和空间位置。萤石矿体呈脉状产于F1断裂构造破碎带中，矿体形态、产状受断裂构造所控制，产状与其基本一致。矿脉为复脉型，局部有分支复合现象。矿石类型主要为石英—萤石型、萤石型、萤石—石英型，多呈致密块状构造、角砾状、网脉状构造及少量梳状构造。根据矿体产出特点，结合区域类似矿床的成矿地质特征，认为矿床成因类型为热液充填型脉状萤石矿床。

萤石；地质特征；矿床成因；热液充填；广东和平

广东省和平县金山堂萤石矿地处粤赣两省交界处，行政区位于广东省和平县浰源镇。矿区位于湘东—赣南—粤东萤石矿矿集区的中部，为一小型热液充填型脉状萤石矿床。

1 矿区地质概况

矿区位于武夷—诸广山隆起区与粤北古生代拗陷带的过渡部位，位于九连山复背斜的北西翼，大东山—贵东东西向构造岩浆岩带东段。北东向为主的基底构造层控制了区域的岩浆活动及有关的成矿作用，主要表现为形态较完整的紧密线型褶皱。区域岩浆活动强烈，广泛分布印支和燕山两期花岗岩。印支期花岗岩多呈岩基、岩株状，规模大，燕山期花岗岩多呈岩株或岩枝状分布，与成矿关系密切。矿区范围内大面积出露浰源(又称利源、俐源)复式岩体，主体形成于印支期，补体形成于燕山期。浰源岩体区域成矿条件良好，岩体外围由近及远有鸡啼石钨矿床、锯板坑钨锡多金属矿床、归美山钨矿、李田岩磷矿化点。距离本矿区西部直距约2km处有半坑萤石矿床，属于江西省龙南县管辖，与本矿区同属一矿田。

1.1 地层岩性

区域上出露的地层主要有寒武、奥陶、泥盆、石炭、三叠、侏罗及第三系等。其中寒武系分布于浰源岩体南东侧，为一套深海相细碎屑岩、泥岩的复理石建造；奥陶系分布于浰源岩体外围南部，为一套浅海相细碎屑岩、泥岩的类复理石建造；泥盆系出露于浰源岩体的南及南东侧一带，与寒武系地层呈不整合接触，主要为河流三角洲相陆源碎屑岩建造、滨岸—潮坪相碎屑岩—碳酸盐岩建造；石炭系分布于浰源岩体南侧，与岩体直接接触，为一套浅海相碳酸盐岩建造；三叠系在测区南部白叶障一带出露，为浅海相、海陆交互相碎屑岩、泥岩建造；侏罗系分布于浰源岩体外围的北东侧，为一套内陆湖泊相中—酸性火山岩及火山碎屑岩建造。第三系发育于浰源岩体外围的北西角，为一套河流或湖泊相含膏盐碎屑岩建造。矿区范围内仅出露第四系的冲洪积与残坡积地层。

1.2 构造特征

矿区内共发育有北东向F1、近南北向F2两组断裂构造破碎带，其中北东向断裂构造F1是矿区的主要含矿构造。破碎带宽2～6m，沿走向延伸＞500m，产状走向20～45°，倾向SE，倾角65～75°(图1)。断裂破碎带主要由中细粒钾长花岗岩、萤石、石英、斜长石、绿泥石等组成构造角砾岩，常见压裂、压扁、压碎等现象。沿破碎带见断面光滑平整，略显舒缓波状，可见擦痕、阶步等，显示出压扭性力学性质特征。

1.3 岩浆岩

矿区大面积出露的为浰源复式花岗岩体的补体，呈岩枝、岩株状。岩性为粗中粒钾长花岗岩，主要由钾长石、斜长石、石英、黑云母等组成，含少量萤石等副矿物，呈浅肉红色，以粗粒及中粒花岗结构为主。岩石中的长石组分以钾长石和斜长石为主，含量为40%～42%。钾长石多为微斜微纹长石，肉红色、板状外形，格子状双晶，条纹构造发育，局部见钾长石斑晶构成似斑状结构，斑晶粒径可达2～5cm，钾长石斑晶边部有时见到呈环状分布的石英晶粒。斜长石多为奥钠长石，柱状晶形，环带构造明显。石英在岩石中含量较高，一般可达30%～50%，自形程度较差，常含熔融包裹体。黑云母为黑色片状，含量一般为1%～3%，自形程度较好，多色性明显。

莫柱孙等[2]将浰源岩体划分为侏罗纪花岗岩侵入的第二阶段，即燕山早期第三期，年龄范围在160±5～135±5Ma。

陈希清等[4]采用高精度锆石SHRIMP U-Pb定年技术对浰源主体花岗岩进行年代学研究，获得斑状黑云母二长花岗岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄为(227.2±4.4)Ma(95%可信度)，MSWD为3.4，推断主体花岗岩的形成年龄为印支期。对于补体花岗岩，通过类比稀土配分曲线相似的鸡啼石含矿石英脉的石英流体包裹体Rb-Sr等时线年龄[5]，推测补体花岗岩形成于燕山早期。

侏罗纪两次主要的黑云母花岗岩的岩石化学特征[2]为：SiO2高(73%±)、碱总量高(K2O+Na2O=8.15%)，且K2O>Na2O、Na2O/(K2O+ Na2O)=0.39+，相对贫铝富碱，而CaO、MgO、MnO、Fe2O3、FeO、TiO2等含量较低。浰源复式花岗岩主体与补体都具有富硅(SiO2>73%)、富碱(K2O+Na2O>7.5%)，且K2O>Na2O、贫镁钙的特征[4],详见表1。铝饱和指数A/NKC值分别为1.08和1.01，属于弱过铝质高钾钙碱性系列岩石。

表1 浰源花岗岩主体和补体主量元素含量(%)及参数[4]

根据浰源岩体主量元素含量，判断浰源岩体为“S”型花岗岩，由大陆地壳硅铝质沉积变质岩经部分熔融作用形成的，副矿物中富含萤石、黄玉等含挥发成分物质[6-7]。

区测资料表明，区域及矿区的燕山三期钾长花岗岩中副矿物萤石含量较高，其平均含量达到77.9g/t。岩石中丰富的萤石矿源为形成矿区的热液型脉状萤石矿床提供了丰富的物质基础。

2 矿床地质特征

2.1 矿体形态、产状和规模

萤石矿体主要产于F1断裂构造破碎带中，受断裂构造破碎带控制并沿其充填，属热液充填型脉状萤石矿。矿体呈脉状，与构造破碎带产状基本一致，矿脉的大小与破碎带的宽度及破碎程度有关，在破碎带破碎强烈，宽度膨大部位，矿脉也相应膨大。往南西方向因破碎程度差，蚀变作用弱，矿化亦差。

V1矿体沿走向长大于300m，厚度1.50～2.96m，矿体产状135°∠65～75°。经地表、浅部和深部工程揭露控制，该矿体为复脉型，主脉比较明显，局部有分支复合现象，沿走向厚度较稳定，沿倾向方向往深部矿脉有厚度变大、CaF2质量分数相对增高之趋势。V1矿体沿走向方向厚度变化系数为21.37%，CaF2质量分数变化系数为16.17%，说明矿体沿走向厚度较稳定，CaF2平均质量分数也较稳定。

2.2 矿石特征

本矿区矿石中的主要矿物为萤石，其颜色有紫红色、浅棕色、浅蓝色、浅青色、浅灰色等多种色调，以浅灰、浅青色者占多数。质地纯者性脆，节理裂隙发育，轻击即碎。玻璃光泽，透明至半透明。脉石矿物主要为石英、玉髓、绿泥石、方解石和少量钾长石等。

矿石多呈致密块状构造、角砾状、网脉状构造及少量梳状构造。其中块状构造主要表现为由萤石与少量石英、其他硅质集合成致密块体，这种构造的萤石块体节理甚为发育；角砾状构造表现为由围岩和萤石的角砾被硅质胶结而成，主要分布在矿体顶底部位；网脉状构造主要表现为萤石和硅质条带相间相杂组成，萤石含量一般较少，界限清晰。

萤石一般为它形、半自形晶结构，常呈条带状、团块状或者块状聚集体与粗粒石英相间或相杂产出。萤石颗粒大小不等，一般团块状、块状萤石晶粒多在2～5mm之间，而条带状矿石的萤石多在5mm左右，镜下呈立方体、八面体，高负突起，糙面显著，解理完全，解理交角60°左右，均质体，裂隙较多。石英含较多杂质，呈半自形晶、粒状、长柱状，粒径0.1～2.0mm，粒径变化较大，低正突起，石英颗粒之间接触面呈锯齿状、缝合线，有的垂直萤石分布，呈梳状排列，构成梳状构造。

矿石中有用组分CaF2的质量分数为22.44%～86.88%，质量分数变化较大。CaCO3、SiO2、Fe2O3、P2O5、S等其他组分基本上与CaF2呈此消彼长关系。矿石品位与矿体厚度呈正相关变化趋势。矿体厚度大则矿石品位明显增高，反之则降低。由于矿体沿走向一般厚度稳定，沿倾向厚度变化大，所以矿石品位沿走向品位稳定，沿倾向品位变化较大。矿体的厚度与破碎带的宽度及破碎程度有关，在破碎带强烈破碎，破碎带膨大部位，矿脉也相应膨大。

根据矿石的主要矿物组合特征，矿石类型主要为石英—萤石型、萤石型、萤石—石英型。

按矿石的构造特征划分，矿石类型主要为块状矿石、条带状矿石、角砾状矿石。

3 矿床成因类型与找矿标志

李长江等[8]将中国东南部萤石矿床的成矿模式分为两种，其中燕山早期形成的与萤石矿床有关的花岗岩具有如下岩石地球化学特征：SiO2多在70%以上，碱值常大于8%；且属K2O＞Na2O的过饱和类型，稀土分布模式为低稀土总量、负Eu显著的海鸥式。推测矿区的萤石矿床与浰源岩体形成有关。

3.1 成矿年龄与成矿流体来源

据曹俊臣[10]对中国萤石矿床分类，本区矿床产于酸—中酸性岩浆岩及其接触带，成矿主要受区内主干断裂F1断裂控制，为第一种矿床类型。根据华南地区类似矿床年龄测试结果证实，产于花岗岩内外接触带的萤石成矿年龄为70～90Ma[8-11]，浰源主体花岗岩形成年龄为227.2±4.4Ma[4]，补体花岗岩形成于燕山早期，年龄大致为(160～135)±5Ma[2]，说明萤石成矿晚于花岗岩成岩时代，也间接说明了成矿流体与岩浆水没有关系。

通过研究赣南粤北类似萤石矿床中萤石气液包裹体水的氢、氧同位素特征[12]，表明萤石矿床成矿溶液主要由大气降水组成。

3.2 成矿物质来源

燕山期酸性花岗岩中黑云母含F最高，有利于萤石成矿[9]。通过研究稀土配分模式，萤石稀土含量高低与围岩有关，当围岩稀土含量较高时，萤石含稀土也高[11]。半坑萤石矿同本矿区同属同一矿田，成矿特征类似，因此可以将其稀土元素含量用来类比本矿区。根据浰源主体、补体，半坑萤石、花岗岩稀土元素含量及参数分析结果(见表2)，绘制图2，可以得出如下结论：萤石稀土配分曲线与围岩具有相似性和同步性，浰源补体的细粒黑云母二长花岗岩、半坑花岗岩与半坑萤石三者稀土配分曲线相似，Eu的亏损明显低于浰源花岗岩主体，说明成矿溶液中的稀土元素，取自浰源补体的细粒黑云母二长花岗岩。

表2 稀土元素含量及参数

根据稀土元素测试研究，结合其他研究成果，可以确认，华南低温热液脉型萤石矿床，是在成岩以后由大气降水组成的地下热水溶液，通过对围岩的淋滤、萃取而成矿的，岩浆岩只起到热源和物源的作用[12]。

3.3 成矿成因与成矿模式

矿区萤石矿体呈脉状产于F1断裂构造的蚀变破碎带中，矿体形态、产状受断裂构造所控制，产状与断裂构造破碎带基本一致。矿脉延伸大于300m，矿脉脉幅1.50～2.96m，为复脉型，局部有分支复合现象。矿石矿物组合较简单，以萤石、石英为主。根据矿体产出特点，认为矿床成因类型为热液充填型脉状萤石矿床。

本区的断裂构造破碎带的形成给CaF2热液提供了极为有利的运移通道和沉淀场所；含矿热液沿构造破碎带充填，破碎程度也起了决定作用，破碎越强烈越利于矿液运移至近地表附近范围内沉淀成矿，相应破碎较弱地段则矿液难以运移至近地表，从而使矿体隐伏于地表之下。

综合认为本区萤石矿床是在燕山期后，原有的花岗岩遭受构造破坏形成破碎带，以大气降水为主的成矿热液沿破碎带循环，淋滤主岩石，使F、Ca元素重新活化、转移、沉淀成矿。

3.4 找矿标志

根据野外工作观察的积累，总结本矿床的主要找矿标志反映在以下几点：

(1) 北东向断裂破碎带是矿区主要控矿及含矿构造，可作为寻找同类萤石矿床的间接标志。

(2) 构造破碎带两侧围岩的强烈的绿泥石化蚀变是萤石矿的间接找矿标志。

(3) 萤石矿体伴随强烈的硅化，抗风化能力强，因此矿区正地形可以作为找矿的地貌标志。

[1]王吉平,商朋强,牛桂芝.中国萤石矿主要矿集区及其资源潜力探讨[J].化工矿产地质,2010,32(2):87-94.

[2]莫柱孙.南岭花岗岩地质学[M].地质出版社,1980.

[3]华仁民,陈培荣,张文兰,等.南岭与中生代花岗岩类有关的成矿作用及其大地构造背景[J].高校地质学报,2005,11(3):291-304.

[4]陈希清,付建明,程顺波,等.利源复式花岗岩锆石SHRIMP UPb定年研究[J].大地构造与成矿学,2010,34(3):429-434.

[5]付建明,李祥能,程顺波,等.粤北连平地区钨锡多金属矿床成矿时代研究[J].中国地质,2009,36(7):1331-1339.

[6]地质部南岭项目花岗岩专题组.南岭花岗岩地质及其成因和成矿作用[M].地质出版社,1989.

[7]张德全,孙桂英.中国东部花岗岩[M].北京:中国地质大学出版社,1988.

[8]李长江,蒋叙良.中国东南部两类萤石矿床的成矿模式[J].地质学报,1991(3):263-274.

[9]曹俊臣.中国与花岗岩有关的萤石矿床地质特征及成矿作用[J].地质与勘探,1994,30(5):1-13.

[10]曹俊臣.中国萤石矿床分类及其成矿规律[J].地质与勘探,1987(3):12-17.

[11]曹俊臣.华南低温热液脉状萤石矿床稀土元素地球化学特征[J].地球化学,1995,24(3):225-234.

[12]曹俊臣.热液脉型萤石矿床萤石气液包裹体氢、氧同位素特征[J].地质与勘探,1994,30(4):28-29.

Discussion on Geological Characteristics and Ore Genesis of the Fluorite Ore in Jinshantang, Heping

DUAN Chang-sheng, CHEN Meng
(938 Geological Team in Guangdong Nonferrous Bureau, Huizhou 516023, China)

The Jinshantang fluorite ore is located in the central area of the fluorite ore mine of east Hunan-south Jiangxi-east Guangdong. By geological exploration in the mining area, deep engineering have controlled the scale, orientation, shape and spatial location of the ore bodies. Fluorite deposit is formed in F1 fault fracture zone. The shape and orientation of the ore bodies is under the control of the fault fracture structure. So its occurrence is in basic agreement with the fault fracture structure. The veined ore bodies are complex and have branch composite phenomenon in some parts. The ore types are mainly quartz-fluorite type, fluorite type, fluoritequartz type, mostly of a dense block structure, brecciated structure, nets pulse shape structure and a few comb structure. According to the ore body output features, and combined with the geological characteristics of the metallogenic area of similar deposits, we think that the ore desposit is the vein-type fluorite deposit of hydrothermal filling origin.

fluorite; geological characteristics; ore genesis; hydrothermal filling; Heping Guangdong

P619.215

A

1007-9386(2012)03-0048-04

2012-03-06