浙江省青田县万山萤石矿床地质特征及成矿条件分析

欧邦国，秦志军

(1．安徽省庐江龙桥矿业有限公司，安徽合肥 231551;2．湖北省地质调查院，湖北武汉 430034)

0 引言

中国从1999年开始将萤石作为战略性资源加以保护，2000年对萤石实行出口配额许可制度，并一直延续至今。2010年国务院办公厅(国办发〔2010〕1号)专门发出《关于采取综合措施对耐火粘土萤石的开采和生产进行控制的通知》，加强对萤石矿开采利用的监管。对萤石矿床的研究不仅具有地质科学意义，而且具有一定的经济和战略意义。

浙江是环太平洋矿带最著名的萤石成矿区之一［1］。浙江省青田县万山萤石矿地处华南褶皱系浙东南褶皱带，青田石平川火山穹隆的北部边缘。区内中生代火山喷发活动强烈，广泛分布中酸性火山—碎屑沉积岩。侵入岩体及断裂构造发育，成矿地质条件较好。本文总结了该矿床的地质特征及控矿因素，初步探讨了此类矿床的成因，为区内寻找同类型萤石矿床提供参考依据。

1 区域地质背景

矿区在大地构造位置上位于华南褶皱系浙东南褶皱带，鹤溪—奉化北东向断裂与淳安—温州北西向断裂构造带的交叉部位，青田石平川火山穹隆的北部边缘［2］(图1)。其中，黄放口、高湖、平桥、万山等五个萤石矿床点有规律地分布在石平川火山穹隆的北侧边部。

主要构造有石平川火山穹隆。该火山穹隆为浙东南地区重要的控矿构造，位于青田县城北侧，面积约120 km2，平面形态呈圆形，产状围斜外倾，倾角16°～20°，边缘发育潜流纹岩、安山岩及钾长花岗岩、二长花岗岩、石英闪长岩等侵入岩体。其中，LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分析表明，石平川钾长花岗岩形成于(102．5±1．2)Ma，属于早白垩世末期岩浆活动产物［3］。火山活动强烈，由空落相、喷发沉积相、火山碎屑流相、喷溢相、潜火山岩相、火山侵入相等火山岩相组成。早期喷发阶段形成火山碎屑岩与酸性熔岩互层组合，晚期塌陷阶段形成环状断裂及一系列的环带状分布的潜火山岩或火山侵入岩，复活阶段形成次级火山穹窿、破火山，多期次的火山喷发、岩浆侵入作用形成相关的钼、铅锌等多金属矿和萤石等非金属矿产。

断裂构造以NW走向为主，次为NE走向，其中NW向石平川—湖庄断裂带出露长约27 km，宽5 km，重力显示－50～800毫伽均匀密集带，Pb、Zn、Cd元素偏高。近东西向断裂带长约25 km，宽1～2 km，分布在石平川火山穹隆构造的北侧。

区域F、Ca化探异常呈椭圆状相互叠加，万山矿区位于F异常浓集中心［4］。

2 矿区地质特征

矿区出露地层为上侏罗统西山头组第二岩性段(J3x2)，岩性主要有:流纹质晶屑玻屑(熔结)凝灰岩、流纹质玻屑(熔结)凝灰岩、凝灰质中细粒砂岩、粉砂岩，流纹质含角砾复屑凝灰岩等。

矿区构造以断裂为主，主要发育NW向和近EW向两组断裂(图2)，切割霏细岩、钾长花岗岩与西山头组第二岩性段地层，为主要容矿构造。断裂面走向上常呈波状弯曲，倾向N或NE，倾角较陡，一般65°～85°;断裂内发育破碎带，由次棱角—次圆状构造角砾以及萤石或硅质胶结物组成。性质均属压扭性。

图1 万山萤石矿区区域地质图Fig.1 Regional geologic map of Wanshan fluorite ore district1．侏罗系上统九里坪组;2．侏罗系上统西山头组;3．侏罗系上统高坞组;4～6．钾长花岗岩;7．二长花岗岩;8．潜流纹斑岩;9．流纹岩;10．霏细岩;11．断裂;12．破火山;13．穹状火山;14．Ca异常;15．F 异常;16．万山萤石矿区;17．钼矿(床)点;18．多金属矿点;19．铅锌矿(床)点;20．萤石矿(床)点。

图2 万山萤石矿区地质简图Fig.2 Generalized geologic map of Wanshan fluorite ore district1．上侏罗统西山头组第二岩性段第一亚段;2．上侏罗统西山头组第二岩性段第二亚段;3．潜霏细岩;4．钾长花岗岩;5．英安玢岩;6．钾长花岗岩穹分布区;7．压扭性断裂、产状及编号;8．萤石矿(化)体。

侵入岩有燕山晚期钾长花岗岩、晚侏罗世潜霏细岩、潜安山玢岩及零星分布的岩脉。其中，钾长花岗以岩穹产出，以椭圆状和不规则状岩枝出露地表，总体呈环形分布，单个面积0．02～0．1 km2。部分钻孔及平硐内见隐伏岩体，标高+130～+230 m，侵入界线清晰，接触带岩石破碎并具硅化、角岩化。该岩穹面积＞3 km2，产状外倾，倾角 50°～60°。该岩体位于石平川火山穹窿NW 6 km处，与石平川钾长花岗岩为同一时期岩浆活动产物。钾长花岗岩穹的边缘断裂有规律地分布了萤石矿化体，与成矿关系较为密切。

3 矿床地质特征

3．1 矿化(破碎)带特征

万山萤石矿床共发育8条萤石矿化带(图2)，总体分布在钾长花岗岩穹的边部及周围，受NW向、近EW向断裂构造控制，其中Ⅰ、Ⅱ号矿化带规模较大，具有较好的成矿远景。

(1)Ⅰ、Ⅱ号矿化(破碎)带位于环状钾长花岗岩穹北部边缘，切割霏细岩和钾长花岗岩穹。分布于F7－F11压扭性断裂破碎带内。总体走向近EW向，倾向北，倾角54°～78°。地表具波状扭曲特征。矿化(破碎)带长1．4 ～3．1 km，宽2～10 m，由构造角砾、萤石矿、石英脉等组成。角砾主要呈次棱角状、次圆状，成份为蚀变凝灰岩、霏细岩、钾长花岗岩等，局部略显定向排列。萤石矿脉状、藕节状、囊状，大致连续分布。破碎带硅化、黄铁矿化强烈，局部形成次生石英岩。

(2)Ⅲ、Ⅳ、Ⅶ、Ⅷ号矿化(破碎)带位于环状钾长花岗岩穹周围，切割钾长花岗岩穹。总体为NW走向(Ⅲ号带近EW走向)，倾向NE，倾角55°～75°。分布于 F12、F13、F16、F17压扭性断裂破碎带内，地表具波状扭曲特征。矿化(破碎)带长0．3～1．8 km，宽3～20 m，由构造角砾、萤石矿、石英脉等组成。角砾主要呈次棱角状、次圆状，成份为蚀变凝灰岩、霏细岩、钾长花岗岩等，局部略显定向排列。萤石矿脉状、藕节状，断续分布。破碎带硅化、黄铁矿化强烈，局部形成次生石英岩。

(3)Ⅴ、Ⅵ号矿化(破碎)带位于环状钾长花岗岩穹西侧，走向为NW向，倾向NE，倾角72°～81°。分布于F14、F15压扭性断裂破碎带内。矿化(破碎)带长0．6～1．3 km，宽2～6 m，切割霏细岩和安山玢岩。其他特征同Ⅲ、Ⅳ、Ⅶ、Ⅷ号矿化(破碎)带。

3．2 矿体特征

区内萤石矿体形成于上述萤石矿化带，在Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ4个萤石矿化带内共确定7个萤石工业矿体(图3)。主要特征如下:

图3 万山萤石矿区Ⅱ号矿体剖面图Fig.3 Profile of No．2 orebody1．上侏罗统西山头组第二岩性段第一亚段;2．钾长花岗岩;3．矿化破碎带;4．矿体及编号;5．推测地质界线;6．平硐及编号;7．钻孔及编号。

(1)分布于钾长花岗岩穹内外带，产于压扭性断裂破碎带内。长150～1 000 m，倾向延深80～300 m。地表未见(或少见)萤石矿体出露，为隐伏盲矿体。矿体总体呈脉状、藕节状、囊状。走向上呈“～”形与构造带吻合，常见分支复合、尖灭再现特征。分支处矿体厚度变窄，石英细脉发育，硅质胶结，矿石质量差;膨大处形成囊状矿包，矿石质量较好。总体倾向N或NE，倾角陡。

(2)萤石矿体垂向自上而下可分为五个部分:顶部、头部、中部、尾部和底部(图4)。

顶部:垂深50～100 m，硅化蚀变岩，粗细不等的网格状石英脉发育，局部弱萤石化。

头部:垂深20～50 m，主要由粗细不等的脉状萤石、石英及围岩夹石等组成。自上而下，矿体厚度逐渐增加;矿石构造以角砾状、条带状逐渐变为块状夹石减少。围岩为火山碎屑岩，具硅化、绢云母化、绿泥石化。

中部:垂深50～160 m，为萤石矿的主要集中部位，矿体厚度较大，矿石呈绿色、翠绿色、烟灰色，自形—半自形粒状结构，块状、条带构造，局部夹少量围岩角砾。围岩为中、细粒钾长花岗岩，具硅化蚀变。

图4 万山萤石矿矿体垂向分布图Fig.4 Vertical distribution of Wanshan fluorite orebody1．上侏罗统西山头组第二岩性段;2．流纹质含角砾玻屑熔结凝灰岩;3．流纹质晶屑玻屑凝灰岩;4．潜霏细岩;5．钾长花岗岩;6．断裂破碎带;7．萤石矿体;8．萤石矿化、黄铁矿化;9．石英、方解石脉。

尾部:垂深30～60 m，主矿体呈楔形逐渐向下收缩尖灭，或以矿脉分支，并夹有较多的围岩角砾，矿石质量变差，围岩为中粒钾长花岗岩，具硅化、黄铁矿化、碳酸盐化。

底部:垂深50～100 m，为硅化、黄铁矿化、萤石化、碳酸盐化蚀变岩，常见不规则脉状、小团块状白色石英。萤石呈粒状，黄铁矿呈浸染状或晶粒状，方解石呈细脉状，零星分布于破碎带岩石，围岩为粗粒钾长花岗岩。

3．3 矿石特征

矿石呈绿色、紫色、白色等。颜色的变化反映了矿石的质量等级，其中翠绿色、墨绿色、青绿色矿石常见于富矿包，品位(CaF2)一般＞70%，最高达94%;淡绿色矿石次之;紫色矿石一般分布于主矿体边部，常伴有淡绿色、灰白色硅质组成杂色矿石，一般品位(CaF2)50% ～60%(图5)。

矿石结构主要有半自形—自形晶结构和隐晶质结构，构造主要有块状、角砾状、条带状、葡萄状构造等。

矿石组份较简单，矿石矿物为萤石，脉石矿物以石英为主，次为蛋白石、高岭石、黄铁矿、方解石、绿泥石等。

图5 万山萤石矿矿石Fig.5 Ore photographs of Wanshan fluorite ore a．墨绿色—淡绿色萤石;b．紫色—灰白色萤石。

3．4 蚀变特征

围岩蚀变主要有角岩化，绢云母化、硅化、黄铁矿化、萤石化等，来源于火山热液、岩浆热液、成矿热液等多期次热液活动的迭加。以萤石化为主的围岩蚀变在垂向上自上而下大致可分为:绢云母—红柱石相带，萤石—石英相带和石英—黄铁矿三个相带(图6)。

图6 万山萤石矿围岩垂向蚀变分带图Fig.6 Zoning graph of vertical alteration of Wanshan fluorite ore1．上侏罗统西山头组第二岩性段第一亚段;2．潜霏细岩;3．细粒钾长花岗岩;4．中、粗粒钾长花岗岩;5．断裂破碎带;6．萤石矿体;7．钻孔及编号;8．蚀变相带界线。

(1)绢云母—石英相带:分布于钾长花岗岩体顶部围岩，标高+200～+700 m。原岩为流纹质晶屑玻屑(熔结)凝灰岩、凝灰质砂岩等。主要发育绢云母化、硅化，蚀变岩呈暗灰色，具变余凝灰结构、角岩结构、变余塑变结构，块状构造、残留假流纹构造，蚀变矿物主要交代火山岩凝灰质及玻屑，局部形成石英、红柱石、绢云母岩。相带深约500 m。

(2)萤石—石英相带:分布于钾长花岗岩体外、中带，标高0～+200 m。原岩为中细粒钾长花岗岩，主要发育萤石化、硅化，近矿围岩硅化强，石英脉发育，于断裂破碎带内赋存萤石矿体或含石英、萤石矿化体。相带深约200 m。

(3)石英—黄铁矿相带:分布于钾长花岗岩体内带，标高0 m以下。原岩为粗粒钾长花岗岩，主要发育硅化、黄铁化。蚀变岩粗粒花岗结构、似斑状结构，岩石孔洞发育，大小1～2 cm，孔洞内壁常发育石英晶体，局部裂隙内充填黄铁矿细脉，另有细粒状黄铁矿零星分布，不含萤石矿化体。相带深＞100 m。

4 成矿条件分析

4．1 成矿物质来源

萤石矿床的出现与岩石较高氟丰度有密切的联系，如浙西北的寿昌—兰溪等火山岩区含氟背景较低，萤石矿出现的机率也极低，仅有几个矿点;而浙东南萤石矿床密集分布的武义—永康地区，火山岩含氟较高，赋矿的酸性火山碎屑岩(凝灰岩、熔结凝灰岩)含氟量大多在0．1%左右(有的高达0．46%)，成为萤石矿床成矿物质主要来源之一［5］。

万山矿区位于区域F、Ca化探异常浓集中心，各种成矿特征均符合中国东南部两类萤石矿床中的Ⅱ类矿床［6］。因此，推测本矿床成矿物质主要来源于赋矿围岩。

4．2 成矿流体来源

由萤石和方解石裂变径迹及矿物—蚀变围岩的Rb-Sr、K-Ar等定年方法获得的萤石矿床的成矿年龄均在70～90 Ma左右，属于区域钾长花岗岩侵入((102．5±1．2)Ma)后的产物。钾长花岗岩虽然在成矿时已固结成岩，而且表部或上部受到了风化剥蚀，但由于侵入岩与其围岩达热平衡之后的冷却较缓慢，岩体内部可能仍具较高温度，因此可以向下渗的大气降水传递热能，使其不需下渗较深就已成为热水上升。在岩体与围岩接触带附近F、Si、Ca等元素迁移富集形成含氟热液体，特定的温压条件下，在有利的构造空间成矿。

矿床主要成矿温度为100～200℃。成矿流体δD为 －75．4‰ ～ －43．0‰，δ18O 为 －8．4‰ ～ +3．7‰，与本区白垩纪大气水在300℃和水/岩比值0．05～1．5条件下与岩石发生交换的平衡热水流体的氢氧同位素组成一致，成矿流体主要来源于大气水。

4．3 构造条件

区内地层为晚侏罗统酸性火山碎屑岩，岩石致密、性脆，在多期次的火山活动和构造动力作用下(钾长花岗岩穹侵位上拱作用)易破碎［7］，往往能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。后经区域构造活动迭加改造为压扭性断裂，为含矿热液的运移富集提供了有利的空间。

4．4 成矿过程初探

晚侏罗世火山喷发、岩体侵入使基底构造活化，为后来成矿活动提供了能量和物质条件。随着岩浆喷发—钾长花岗岩体侵入活动逐渐衰退和停息，一方面，早期在其侵入垂直上拱压力作用下形成一系列的构造裂隙，后经岩体冷凝收缩，在负压应力作用下使构造裂隙发生拉张，致使大气水在岩石中渗流;另一方面，在钾长花岗岩与围岩接触冷却时，岩体内部热量逐渐向外传递，使得下渗的大气降水不需下渗较深就已成为热水上升，并在火山岩及岩体周围循环，热水溶液从火山岩中不断淋滤汲取F－和Ca2+等组份，形成富含成矿物质的热水溶液。最后，富含成矿物质的热水溶液在地表或近地表半开放的断裂系统中，因温度、压力突然降低，pH值升高，或与近地表温度较低的大气水混合，导致含矿流体中的成矿组份在构造有利部位发生沉淀富集，形成萤石矿床(图7)。

图7 万山萤石矿床成矿模式图［6，8］Fig.7 Metallogenic model map of Wanshan fluorite ore Pz．古生代地层;J3x．晚侏罗纪火山—沉积岩;ξγ3(1)5 ．燕山晚期钾长花岗岩。

5 结语

综上分析，认为浙江省青田县万山萤石矿床属岩浆期后浅成低温热液充填型矿床。上侏罗统西山头组火山碎屑岩为成矿提供了物质基础，燕山期火山、构造活动为成矿提供了热源和动力条件。矿体围岩垂向的蚀变分带和矿体垂向上的变化特征进一步说明了矿床的成因，同时也为今后找矿工作提供了参考依据。矿体主要赋存于NW向和近EW向压扭性断裂内，其扭动拉张部位容易形成囊状矿体(富矿包)。地表含石英细脉硅化蚀变带、硅化、萤石矿化断裂破碎带等是较好的找矿标志。

［1］ 麻士华，李长江，等．浙江萤石矿床的空间分布［J］．矿床地质，2000，19(3):282．

［2］ 朱安庆，张永山，陆祖达，等．浙江省金属非金属矿床成矿系列和成矿区带研究［M］．北京:地质出版社，2002:125－126．

［3］ 李艳军，魏俊浩，姚春亮，等．浙东南石平川花岗岩体LA—ICP—MS锆石U—Pb年代学及构造意义［J］．地质评论，2009，55(5):676－677．

［4］ 鲍庆志，欧邦国，等．浙江省青田县万山矿区萤石矿普查地质报告［R］．温州:浙江省第十一地质大队，2007．

［5］ 方乙，李忠权．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，2010(3):13－14．

［6］ 李长江，蒋叙良．中国东南部两类萤石矿床的成矿模型［J］．地质学报，1991，65(3):263 －274．

［7］ 王伟，刘成东，等．浙江松阳萤石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，2012，35(1):71 －73．

［8］ 裴荣富．中国矿床模式［M］．北京:地质出版社，1995:304－307．