浙江松阳萤石矿床地质特征及成矿条件分析

王 伟， 刘成东， 刘江浩， 赵展琨， 张小龙

(东华理工大学放射性地质与勘探技术国防重点学科实验室，江西抚州 344000)

浙江松阳萤石矿床地质特征及成矿条件分析

王 伟， 刘成东， 刘江浩， 赵展琨， 张小龙

(东华理工大学放射性地质与勘探技术国防重点学科实验室，江西抚州 344000)

对浙江松阳火山构造洼地附近玉岩萤石矿床地质特征进行了详细的野外调查和室内研究。矿床主要产于上侏罗统磨石山群大爽组和高坞组火山凝灰岩的断裂构造中，空间分布上具有以燕山期侵入体为中心呈环状分布等特点。结合浙西地区萤石矿床同位素和包裹体测温等资料，认为矿床为典型的浅层低温热液矿床。矿床的成因与火山洼地周围具有大量的环状断层有关。浙西南地区燕山期的火山活动频繁，可为该区萤石矿的形成提供能量、热量、成矿物质来源及容矿空间，具有比较优越的成矿地质条件。

萤石矿;成矿条件;火山构造洼地;松阳

浙江松阳县玉岩萤石矿床位于浙江省丽水市松阳县西南约20 km处。在玉岩地区发现的多处萤石矿床及矿化点，其分布、矿床地质特征等方面体现了在火山构造环境中萤石矿床的成矿规律。本文通过野外地质调查和资料对比，对这一地区的萤石矿的成矿地质条件进行系统的分析研究，总结萤石的成矿规律，为该区萤石的找矿勘探工作提供参考资料。

1 区域地质概况

区域地处华南褶皱系浙东南褶皱带丽水-宁波隆起区南西段，枫坪-三笋坑北东向断裂带与上江-松阳北西向断裂带交会处南西侧，直坑-石塘断裂南西一带，元古界变质岩断块隆起区(图1)。

区内断裂构造十分发育，有北东、北北东、北西、东西向四组断裂，其中以北北东向断裂为主，区内延伸长，压性，切割前期形成的北西、东西向断裂。北西、东西向断裂部分被萤石充填，沿断裂形成矿脉。

区内出露地层由下元古界八都群泗源组(Pt1s)、下侏罗统枫坪组(J1f)、上侏罗统大爽组(J3d)、高坞组(J3g)、西山头组(J3x)组成，主要成分为石英砂岩、火山凝灰岩等。第四系在区内不发育。区内侵入岩体形成于晋宁期和燕山晚期，晋宁期侵入岩主要为变质二长花岗岩侵位于八都群中，与枫坪组及大爽组呈断裂接触。燕山晚期侵入岩主要为二长石英斑岩，侵位于上侏罗统地层中。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区出露地层有八都(岩)群、中生界侏罗系，新生界第四系不发育，缺失古生界地层。上侏罗统分布面积最广，约占矿区面积的80%(图2)。

(1)下元古界八都群泗源组(Pt1s)。出露于支木矿区及东南部分地区，面积约3.5 km2。岩性以黑云二长片麻岩、黑云斜长片麻岩等为主，黑云片岩、变粒岩次之。是矿区的基底岩层。

(2)下侏罗统枫坪组(J1f)。出露于支木矿区东南部分地区，面积约1 km2。与下伏八都群泗源组变质岩系呈断裂接触，局部大爽组不整合覆盖其上。岩性以湖泊-沼泽相黄-白色长石石英砂岩、石英砂岩为主，夹薄层粉砂岩、泥岩、杂砂岩、碳质页岩、煤层等。

(3)上侏罗统磨石山群大爽组(J3d)。分布于区块南部及西部大部分地区，出露面积约7.3 km2。与下伏八都群泗源组变质岩不整合接触。岩性主要为流纹质玻屑凝灰岩，局部流纹质晶玻屑凝灰岩，偶有沉凝灰岩、泥岩、粉砂岩夹层。多次火山作用形成，岩层具有一定韵律性。岩石呈灰白、浅黄、灰绿、紫红色不等，含角砾玻屑凝灰结构，少量晶屑结构，块状构造，火山尘胶结。断层附近硅化较明显。

(4)上侏罗统磨石山群高坞组(J3g)。分布于区块中部和东部地区，出露面积约5.8 km2。与下伏大爽组整合接触。主要为流纹质晶屑熔结凝灰岩，岩性较为单一，颜色多为粉红色、浅灰色、紫红色。夹层较少，少部分夹层为凝灰质粉砂岩。

(5)上侏罗磨石山群西山头组(J3x)。主要分布于区块北部大部分地区以及中部部分地区，出露面积约2.3 km2。与下伏高坞组整合接触。是一套岩性较杂的火山沉积岩系，以流纹质晶屑熔结凝灰岩为主，颜色多灰紫色、灰绿色、浅灰色，夹凝灰质粉砂岩。属火山强烈活动之后的间歇性喷发阶段产物。

2.2 侵入岩体

区内侵入岩体形成于晋宁期和燕山晚期，其中以燕山晚期侵入体为主(图2)。

分为文里后独立单元(Pt2wl)、潘山头独立单元(K1p)、大树后单元(K1d)三个侵入体。

(1)文里后独立单元(Pt2wl)。晋宁期侵入花岗岩体，主要出现在区内西南部分，区内出露面积约0.8 km2，岩性为变质二长花岗岩，浅灰色，成分以钾长石、斜长石及石英为主，暗色矿物为黑云母、角闪石。该单元侵位于八都群中，与枫坪组及大爽组呈断裂接触。

(2)潘山头独立单元(K1p)。燕山晚期棋盘山侵入岩体的组成部分，分布在工作区北部潘山头、香炉尖等地，侵位于上侏罗统地层中，出露面积约5 km2。岩性为石英二长斑岩，灰紫色，斑状结构，斑晶含量±30%，成分以钾长石、斜长石为主，石英次之，少量黑云母及辉石，基质为隐晶质。

(3)大树后单元(K1d)。燕山晚期棋盘山侵入体组成部分，主要出现在区内东北部大树后、麻田一带，侵位于上侏罗统地层中。区内出露面积较小，约0.5 km2。岩性为石英霏细斑岩，浅肉红色，斑状结构，斑晶含量10%±，成分以石英为主，少量斜长石，基质为隐晶质。

2.3 构造

区内断裂构造发育。按其构造线展布方向，主要分为北北东向、北西向、东西向、北东向四组(图2，表1)。

表1 矿区断层矿化程度Table 1 Mineralization degree of faults in the mining area

北北东向断裂三组(F1，F2，F3)，构造规模较大，属直坑-石塘断裂中断，其中F1区块内出露长3.5 km宽0.5～20 m，走向30～35°，倾向275～320°倾角75°，属枫坪-三笋坑北东向断裂带的一部分;F2出露长2 km宽0.5～15 m，走向30～35°，倾向275～320°倾角80°。两处断裂断面光滑，呈舒缓波状，局部破劈理密集发育，性质为压性。F3为Ⅲ号矿化带导矿赋矿构造，性质为压性，产状10～20°∠30～45°，长约200 m，破碎带宽度较大，地表发现矿体出露约有3～4 m宽。

北西向断裂三组(F4，F5，F6)，F4性质为张性，南东端为F1，F2错动，区块内出露长约3 km，宽0.5～5 m，走向300～315°，倾向35～50°，倾角70～72°，断面光滑，呈舒缓波状;F5为Ⅰ号矿化带的导矿赋矿构造，区块内出露长2.4 km，宽0.5～3 m，倾向北东，局部反倾，倾角70～88°，带内见一系列产状20～45°∠70～88°的张性断裂，呈雁行状侧列组成，萤石矿体充填于该部分断裂中。F6为一性质不明断层。

东西向断裂两组(F7，F8)，F7为Ⅱ号矿化带导矿赋矿构造，区块内出露长0.8 km，宽10～30 m，走向245～260°，倾向70～80°，倾角68°，断面光滑，呈舒缓波状，性质为压性。因为宽度较大，断裂内矿体宽度达10 m以上。F8为性质不明断层，区块内出露长约3.3 km，宽0.4～5 m，走向290～305°，为文里后独立单元(Pt2wl)与大爽组(J3d)的断裂接触面。

北东向为一张性断裂(F9)，产状40～50°∠70～80°，宽约1～2 m，发育在八都群泗源组内，区块内出露长度约1 km。

3 矿床地质特征

区内目前共发现萤石矿化带3条，分别赋存于F5，F7，F3断裂中。其中:

Ⅰ号矿化带位于周安行政村南西直线距离距约1km的山坳，产于上侏罗磨石山群高坞组中。矿化带受F5断裂构造控制，呈北西向展布，倾向北东，局部反倾，倾角70～88°，带内见一系列产状20～45°∠70～88°的压扭性断裂，呈雁行状侧列组成，萤石矿体充填于该部分断裂中。矿床在区内分为7个矿体，是典型的似脉状矿床，共长约1 000 m。F5断裂构造性质为张性，没有宽大的构造破碎带，矿体宽度较窄，约0.5～3 m(图3a)。矿体为条带状、块状，脉石较少，矿石平均品位在70%以上。围岩硅化蚀变较强，矿体周围及矿体中含有大量石英和玉髓，基本上没有绿泥石及高岭土化现象，碳酸盐化也不明显。矿体颜色多为白色、绿色和紫色(图3b)。

Ⅱ号矿化带位于支木自然村西直线距离约300 m，产于上侏罗磨石山群大爽组中。矿化带受F7断裂构造带控制，呈东西向展布，长约500 m。F7为压性断裂，构造破碎带较宽，西侧被F1切断，出露断裂破碎带宽约20 m，出露矿体宽约1.5 m。矿体与断裂面产状一致，约为10～20°∠78～82°，延伸较为稳定。矿体颜色为紫色和白色，两侧为数米宽夹有绿泥石和凝灰岩碎屑的高岭土层(图3d)。在F7西侧出露断裂构造带宽约30 m，矿化带宽约15 m，在90 m深处宽约7 m。矿脉沿断裂带产出，产状355～12°∠80～85°，与断裂面产状基本一致。矿化带内沿裂隙充填有萤石、石英、及其顶底板构造角砾岩、硅化蚀变围岩等(图3e，f)，萤石矿主要呈现绿色、浅绿色、紫色角砾状，局部见条带状、块状，平均品位61.50%。Ⅱ号矿化带围岩蚀变主要是主要为硅化，尤其是矿化带北侧，硅化在厚度10 m以上;其次为绿泥石化、高岭土化，在矿体的顶部和两侧有数米厚的高岭土和绿泥石层(图3c)。

Ⅲ号矿化带位于洋坑村南约1.5 km，产于上侏罗磨石山群大爽组中。矿化带受F3断裂构造带控制，呈北北西向展布，长约100 m。F3为压性断裂，构造带较破碎，宽度约10 m。地表出露矿体宽度约7 m，在20 m深处宽约3 m，矿体产状10～20°∠40～45°(图4)。萤石矿石多呈紫色角砾状，并被后期白色萤石充填(图3g)。矿石中夹有大量凝灰岩碎屑和玉髓，总体品位约40%，围岩蚀变主要为高岭土化和绿泥石化(图3h)。

4 区域火山活动及其成矿条件的讨论

矿区存在四个时期的火山活动，即元古代、中侏罗世、晚侏罗世及早白垩世。其中晚侏罗世火山活动属高峰期，以强烈、持久、规模大及分布广为特征形成一套以酸性火山岩为主的巨厚堆积，即所谓的“泛陆式”火山岩①浙江省地质调查局.2001.区域地质调查报告松阳幅［R］:91.。火山活动以中心式火山喷发为主，伴有侵出及潜火山侵入(图5)。矿区的大爽组、高坞组和西山头组火山凝灰岩地层皆形成于晚侏罗世火山活动。此外在晚侏罗世破火山的基础上形成了松阳火山构造洼地。松阳火山构造洼地位于松阳县西坪-古市-遂昌县上江一带，平面上呈NW向长条状展布。火山洼地由破火山塌陷形成，使得松阳火山洼地周围形成了以NW向为主，围绕火山洼地的环状张性断层及大量以火山洼地为中心呈放射状的压性断层。此外，元古代的火山岩皆变质为八都群的片麻岩。

4.1 火山活动提供的成矿条件

根据前人的资料，浙东南地区的萤石矿床皆为形成于燕山晚期的浅层低温热液矿床(吴志俊，1991)，矿区内的元古代及晚侏罗世火山活动为萤石矿床的形成提供矿物来源、热量来源及矿物的沉淀空间等条件。

图3 玉岩萤石照片Fig.3 Fluorite in the Yuyan deposit

图4 Ⅲ号矿床剖面图Fig.4 The profile map of mineral deposit III

4.1.1 矿源

萤石的主要组成元素为氟和钙。从浙西南地区不同时代、不同类型地层岩石建造的含矿性分析表明，基底元古界八都群变质岩系(含氟0.094%)和上侏罗统磨石山群中高坞组和大爽组火山-沉积岩系含氟很高，明显高于地壳全球平均值0.050%。其中下元古界八都群变质岩主要岩石黑云斜长片麻岩含氟达0.12%，是克拉克值的2.4倍。而实验表明斜长石是氟最容易浸出的矿物，八都群中黑云斜长片麻岩含氟量最高，最有可能成为成矿母岩(韩文彬等，1991)。

4.1.2 水源

萤石矿成矿物质(F，Ca)的介质(水源)来源问题，经前人对区内岩浆水、变质水、现代大气降水(李长江等，1991)和萤石矿成矿介质的氢、氧同位素组成的系统研究(方乙等，2010)，表明萤石矿成矿介质的δ18O值明显低于岩浆水和变质水的δ18O值(韩文彬等，1991)。结合区内萤石矿成矿地质特征、成矿年龄、成矿温度等，认为成矿介质主要来自大气降水，混合了一部分岩浆水。

4.1.3 热源

对浙江不同地区的萤石矿中萤石及方解石进行裂变径迹测年分析浙江地区产出的萤石矿的同位素年龄皆为80 Ma左右(李长江等，1989)，形成于燕山晚期。

区内萤石矿包裹体测温表明均一温度范围为91～260℃，一般约130℃。同时，本区萤石矿与地热水存在极其相似的成因背景。

一般认为地下热源主要来自岩浆热、放射性热和构造动力热。综合分析本区萤石矿的成矿时代(燕山晚-末期)以及区域构造-岩浆活动史，无疑，燕山期的构造-岩浆活动有关的深源热和动力热，导致地热增温，使大气降水渗入地下行成地热水，促进矿质活化迁移和成矿热流体形成。从矿区矿床及矿化点的分布来看，矿区萤石的成矿热源是矿区北部的潘山头独立单元侵入体。矿化点在空间上有环绕其分布的特点，半径距离皆在1～2 km范围内。

图5 松阳火山构造洼地地质简图Fig.5 Geological sketch map of volcanic tectonic depressions in Songyang

4.2 成矿热液运移条件

区域燕山期构造变动和岩浆活动频繁，多次岩浆侵入，为地下热水的形成和活动创造了前提条件。

萤石矿床对于容矿围岩无明显选择，但是与容矿围岩的物理化学性质有关，萤石矿最有利的直接围岩是熔结凝灰岩，其较致密、性脆，在多期次的火山活动和构造动力作用下易破碎，往往形成较大规模的破碎带。这些破碎带孔隙度大，渗透性好，矿液易于流通和富集。

4.3 矿物沉淀条件

矿区萤石矿床是典型的脉型充填矿床，矿体产状、规模都受其充填的裂隙控制，萤石矿脉的形成是成矿流体追踪裂隙充填的结果。矿区主要受松阳火山构造洼地的影响，形成了NW向、EW向等断裂带，为萤石矿的形成提供了赋矿空间。本区三个矿床有三个方面有利于沉淀的条件。

(1)矿区发育Ⅱ号、Ⅲ号矿床的F7，F3断层宽度较大，破碎强烈，其中F7断层矿化带地表出露宽达30 m，容矿空间较大。

(2)发育Ⅰ号和Ⅱ号矿床的F5，F7断层倾角皆为80°以上，接近直立，走向上皆垂直于含矿热液流向，有利于拦截流体，沉淀形成矿床。

(3)矿床距离热源(岩浆侵入体)多为1～2 km，位置适中，即保证了热液能够到达，又保证了足够的矿源范围。

4.4 成矿过程初步探讨

在燕山晚期构造-岩浆活动及下渗的大气降水共同作用下，八都群中变质岩以及磨石山群凝灰岩的氟、钙等元素被活化浸出，加入到渗入的大气降水及岩浆水之中，形成含矿热流体，在地下深处随着温度、压力不断增大，在构造运动的共同作用下，沿着断裂、裂隙从压密较大的地区向压密小的地区运移(在深层由侵入体向四周运移)。在这一过程中进一步从围岩中吸收矿质，使成矿热液流体的矿化度不断增高。热液在由侵入体向四周运移过程中如果遇到断层(尤其是横向的更能拦截更多的流体)，温度、压力就会发生明显的改变，特别是在与断层中渗入的雨水混合作用下，流体中的矿物质就会结晶分异，在断层中形成矿体。首先沉淀的是石英，然后萤石沉淀，最后是硅化(图6)。

图6 萤石成矿的热液流体迁移模式(修改自韩文彬，1991)Fig.6 Hydrothermal fluid migration pattern of fluorite mineralization(after Han Wenbin，1991)

由于流体的温度随着侵入体的距离增加而降低，在侵入体的周围会形成环状的等温线，而萤石的沉淀主要受温度变化的影响，所以在侵入体周围萤石矿化出现环状分布的特点，其距离侵入体的半径距离受侵入体热量大小的影响。

5 结语

浙江松阳地区的萤石矿床是典型的浅层低温热液矿床，燕山期的侵入活动为热液的形成和运移提供了热量和能量，侵入体提供的热量是有限的，使得侵入体周围的温度随着距离的增加而降低，萤石会在一定的温度变化范围内沉淀，在玉岩矿区表现为距离侵入体1～2 km范围，可以利用热量分布圈来预测隐伏矿体的赋存部位(谢明璜等，2009)，为下一步的找矿工作指明了方向。

松阳火山构造洼地在塌陷过程中在其周围形成环状的张性断层和放射状的压性断层，为萤石矿床的形成提供了赋矿空间。其中压性断层破碎带较宽，容矿空间较大，容易形成宽度较大的矿床。压性断层中的萤石矿床往往赋存在大量的高岭土、绿泥石和凝灰岩碎屑中，这一特点成为重要的找矿标志。

方乙，李忠权.2010.浙江缙云县骨洞坑萤石矿床成因及成矿模式［J］.四川有色金属，(10):10-21.

韩文彬，马永安，王玉荣，等.1991.萤石矿床地质及地球化学特征——以浙江武义矿田为例［M］.北京:地质出版社:1-125.

李长江，蒋叙良.1989.浙江萤石矿床的裂变径迹年龄测定及有关问题讨论［J］.地球化学，(2):182-188.

李长江，蒋叙良.1991.中国东南部两类萤石矿床的成矿模式［J］.地质学报，(3):263-273.

谢明璜，王美君，沈浩，等.2009.西华山钨矿接替资源勘查区地质特征及成矿规律初探［J］.东华理工大学学报:自然科学版，32(2):213-218.

吴志俊.1991.浙江省萤石矿成矿规律及其研究意义［J］，(3):76-83.

Geological Characteristics and Metallogenic Condition in Fluorite Ore Deposit of Songyang

WANG Wei， LIU Cheng-dong， LIU Jiang-hao， ZHAO Zhan-kun， ZHANG Xiao-long
(Key Laboratory of Radioactive Geology and Exploration Technology Fundamental Science for National Defense，
East China Institute of Technology，Fuzhou，JX 344000，China)

A detailed field exploration and lab research is carried out to study the geological characteristics of fluorite deposits of Songyang volcanic depressions in Zhejiang province.Ore deposits are mainly situated in the faults of Dashuang formation，Moshishan Group and Gaowu Group pyroclastic rocks in Upper Jurassic.Spatial pattern shows circular distribution around Yanshanian intrusive bodies.The ore-deposit is a typical shallow low-temperature hydrothermal deposit.The cause of deposit is related with ring fault around volcanic depression.The volcanic activates of southwest Zhejiang province during the period of Yanshan are frequent，which can provide energy，heat，sources of metallogenic materials and ore-containing space with a advantage background of geological mineralization.

fluorite ore;metallogenic conditions;volcanic tectonic depressions;Songyang

P619.21+5

A

1674-3504(2012)01-066-09

王伟，刘成东，刘江浩，赵展琨，张小龙.2012.浙江松阳萤石矿矿床地质特征及成矿条件分析［J］.东华理工大学学报:自然科学版，35(1):66-74.

Wang Wei，Liu Chengdong，Liu Jianghao，et al.2012.Geological characteristics and metallogenic condition analysis in songyang fluorite ore deposit［J］.Journal of East China Institute of Technology(Natural Science Edition)，35(1):66-74.

2011-10-09 责任编辑:张国庆

王 伟(1981—)，男，硕士生，主要从事矿床地球化学研究。E-mail:wangwei90709212@126.com *

刘成东(1964—)，教授，主要从事花岗岩地质和铀矿地质的教学和研究工作。E-mail:chdliu@ecit.cn

10.3969/j.issn.1674-3504.2012.01.010