福建省建阳市回潭萤石矿矿床成因

刘贤林 赣州市地质队

1 区域地质

本区位于新华夏系武夷山隆起带北段的东侧。北东向断裂和基底褶皱构造发育。区内地层分布较单一，主要有前震旦系、侏罗系及零星分布的三叠系地层。岩浆岩主要为燕山早期白云母化中细粒二长花岗岩、燕山晚期花岗斑岩和中酸性脉岩。

㈠、地层

①.前震旦系（AnZ）

分布于西部和东南部，由西向东自下而上为龙北溪组（AnZl），由云母石英片岩、角闪片岩、石英岩组成；大岭组（AnZdl），主要岩性为云母石英片岩、石英云母片岩，夹黑云变粒岩；麻潭组（AnZm），主要岩性为变粒岩、黑云石英片岩。上述地层常呈不同程度的混合岩化。地层走向北东，倾向南东或北西，倾角一般30～70°。部份岩层呈捕掳体或残留顶垂体在岩浆岩中零星分布。各组地层均呈整合接触。

②.三叠系（T）

上三叠统焦坑组（T3j），零星分布在南西角和北面，多呈断块产出。主要岩性为炭质泥岩、粉砂岩、砂岩，夹煤线。

③.侏罗系（J）

分布于东部和北部边缘。下统梨山组（J1l），由炭质泥岩、粉砂岩、砂岩、砂砾岩组成，夹煤线，与焦坑组为不整合接触；上统长林组（J3c），主要岩性为凝灰质砂岩、粉砂岩，砾岩和凝灰岩；上统南园组（J3n），岩性为中酸性熔岩夹火山碎屑岩，与长林组为喷发不整合接触。地层走向北东，倾向南东或北西，倾角15～35°。

以上中生代地层与前震旦系地层均呈不整合接触。

㈡、构造

本区断裂构造十分发育，褶皱构造主要发育在基底变质岩中，常形成北东走向的线形褶皱，呈紧密的复式向斜、背斜。中生代地层一般呈北东走向的、宽展的单斜或开阔的向斜、背斜，在断裂带附近，局部产生较强烈的褶皱。主要断裂有纵贯全区的呈北东30～45°走向的五夫——兴田和大将——崇雒压扭性断裂，以及与它们配套的北西走向的张性断裂。它们切穿了燕山期岩浆岩和中生代以前的所有地层。北东向断裂在走向上呈舒缓波状，倾向南东，倾角40～60°，宽数米至200余米，沿断裂带的岩石受强烈挤压破碎，形成破碎岩、碎粉岩、碎斑岩和构造角砾岩、构造压扁角砾岩等各种构造岩。断裂带中常有石英脉充填，并普遍具强烈硅化和绿泥石化。断裂面上常见擦痕和阶步，据此判断断裂上盘曾相对向北东方向斜冲。由于断裂具多次活动特点，除具压扭性特征外，还经常显示叠加的张性破裂面特征。兴田——五夫断裂是本区的控矿构造。

㈢、岩浆岩

区内燕山期岩浆侵入活动比较强烈，酸性岩体和中酸性岩广泛分布。主要有燕山早期白云母化中细粒二长花岗岩、黑云母花岗岩和燕山晚期石英闪长岩、花岗斑岩以及安山玢岩、细晶岩、伟晶岩、正长斑岩、石英斑岩、石英脉、霏细斑岩等。

白云母化中细粒二长花岗岩（γ52（2）），即回潭岩体，呈北东向脉状分布，长22公里，宽5公里。岩石呈灰白至淡红色，中细粒结构，分相不明显，主要矿物为石英、微斜长石、更长石、少量黑云母，副矿物有少量磷灰石、锆石。岩体普遍受不太强烈的白云母化。

黑云母花岗岩（γ52（3）C）、石英闪长岩（δο53（1）2）仅在西部变质岩中零星出露。

花岗斑岩（γπ53（1）d），多呈小岩脉和岩株产出，规模最大的长3.5公里、宽1公里，侵入于回潭岩体中。

2 矿区地质特征

本矿区位于闽西北隆起带北段东侧，建阳竹洲—宁化下伊断裂带的北端。

㈠、地层

矿区地层较单一，除第四系残坡积、冲洪积层外，仅见前震旦系大岭组（AnZdl）地层。大岭组岩性主要为富黑云变粒岩，次为黑云石英片岩。主要分布于矿区的南东部，均为捕掳体或残留顶垂体，呈北东45-50°分布于花岗岩中，厚度不详。其片理产状：40-50°，倾向南东、局部北西，倾角30-70°。在构造破碎带中或近侧的岩石裂隙发育，局部见萤石脉充填，但未具工业价值。

岩石中裂隙发育，且多具不同程度的混合岩化作用。

㈡、构造

区内构造主要为断裂构造，以北东向断裂为主，其次为北东东向压扭性断裂、近南北向的裂隙及规模极小的断裂。

北东向压扭性控矿断裂属区域构造——五夫-兴田断裂的一部分。断裂在走向、倾向上略呈舒缓波状，走向上总体表现为一长透镜状的构造破碎带，上宽下窄，横剖面上似长楔形，总体产状：走向为北东45-55°、倾向南东、倾角55-60°。该断裂纵贯全区，地表长1000余米，最宽达87米，最窄7.5米，一般宽45-65米。深部已控制的最大斜深390米，标高-18米。北东向断裂经多次活动，形成了宽大的构造破碎带，萤石矿体即充填其中。矿体的形态和产状受断裂性质、方向的制约，为矿区的控矿构造。

另外北东东向压扭性断裂也属于五夫-兴田断裂的组成部分，断裂产状：55-65°/SE∠60-70°。破碎带宽5-8米，走向上呈舒缓波状，向南西延伸较远，推测长度达3000米。近南北向的断裂主要分布在分布在矿区中南部，以裂隙为主，局部见张、张扭性小断裂。这两组方向的断裂对矿体的完整性无明显的破坏作用。

㈢、侵入岩

区内岩浆岩主要为燕山早期白云母化中细粒二长花岗岩，属回潭岩体的一部分 ，位于该岩体的南西段。岩石呈灰白色，风化后呈黄白色，多已绢云母化、叶腊石化、绿泥石化。

其次为燕山晚期花岗斑岩，呈岩株状侵入于花岗岩中。岩石为灰白色，近破碎带具绢云母化、叶腊石化、绿泥石化。在矿体底板的构造角砾岩中见其角砾，说明花岗斑岩属成矿前侵入。

矿区内石英脉分布广泛，期次频繁，尤其在矿体或构造岩中极为发育。石英脉对矿体品位有直接的影响，脉多的地方，矿石品位下明显降低。

区内另有少量中、酸性岩脉。主要有闪长玢岩、安山玢岩、花岗伟晶及霏细岩。脉岩产状受北东向构造控制，多沿北东30-50°方向展布。

㈣、变质作用与围岩蚀变

矿区的变质作用主要为动力变质。原岩在多次的动力作用下，发生了不同程度的破碎、形变和重结晶，形成了一套在成份、结构构造上相似，但又不尽相同的构造岩组合。早期形成的构造岩经多次的动力叠加作用，其裂隙发育，局部生成角砾，被再次胶结形成新的构造岩。一般情况下，区域变质岩（大岭组地层）受挤压后多产生柔性变形和流劈理构造，新生的应力矿物具明显的定向排列。岩浆岩及萤石受力后常形成碎斑或角砾。受动力变质作用的岩石的破碎程度，随着远离构造破碎带的中心部位而逐渐消失。动力变质作用所形成的岩石主要有：碎裂岩、碎斑岩、花岗质碎斑岩、花岗质构造角砾岩、构造角砾岩、糜棱岩化构造角砾岩。

围岩蚀变主要有硅化、碳酸盐化，它与成矿关系密切。其次为绢云母化、叶腊石化、绿泥石化、黄铁矿化，主要发生在成矿前，与成矿关系不大。

3 矿体地质

㈠、矿体特征

回潭萤石矿属单脉型的大型萤石矿床。主要矿体I号矿体，在地表出露最高标高为291米，最低标高-18米，，推测最低延深标高-40米。东溪以西，主矿体大片裸露于地表。东溪以东，地表只微弱矿化，矿体见于深部50米标高平巷。

在I号矿体旁侧见四个从属矿体（编号为 I1、I2、I3、I4），规模和厚度都较小，在此不作进一步说明。

①、I号矿体的形态和产状

本矿区主矿体形态简单，顶底界面沿走、倾向上呈舒缓波状，总体形态为一长的透镜体。其长轴为北东向，三轴的比例约为30∶10∶1（长∶宽∶厚）。

在188米露采底盘，仅在2-4线、7线见透镜状夹石；在140米中段采空区中，仅在4线见夹石；在100米中段生探巷道及采空区中，在8-10线见石英脉贯入，使矿体走向上发生分叉，分成二层。近底盘一层在8-10线间尖灭，另一层过10线后尖灭；50米中段生探巷道中，6线以北矿体尖灭，10线以南尖灭。

倾向上，矿体的形态主体上呈长楔形，局部为透镜状。在3、4、6、7线矿体具分叉现象，8线深部略膨大。倾角在地表和深部（140米标高以下）较陡，一般在60-70°左右。矿体的底界线似“W”形，其凹处位于4线（标高120米），凸处位于2线、8线（标高为78米、-40米）。

主矿体总体产状：在140米、100米、50米中段，矿体走向为北东41-55°、倾向南东、倾角57-67°。自8线往南西，矿体走向向南偏转20-30°，呈北东15-30°。矿体南西端收敛角约为60°、北东端的收敛角约为30°。

②、I号矿体的长度与延深

主矿体走向上在140米中段长度约848米，实际控制长度约520米，分布于106线东50米到10线西35米；在100米中段上长度约827米，实际控制矿体长度约500米，分布于1线到10线西5米；在50米中段上长度约160米，实际控制矿体长度约160米，分布于6线到10线。矿体往两端收敛，趋于尖灭。

矿体的延深，总体上北东浅、南西深，其中6-8线延深较大。现已控制最大延深333米、标高为-18米（ZK803孔），下推最大斜深358米、标高-40米（8线）；下推最小斜深25米、标高105米（102线）。

③、I号矿体厚度及其变化

矿体厚度走向上：在140米中段，最大9.53米（5线），最小4.36米（10线），一般5-9米，平均厚度约8.34米，厚度变化系数51.67%；在100米中段，最大10.60米（7线），最小2.24（2线），一般5-8米，平均厚度约6.23米，厚度变化系数67.42%；在50米中段，最大5.66米（9线），最小2.85（7线），一般3-5米，平均厚度约4.64米，厚度变化系数50.24%。矿体厚度从地表往深部由厚变薄。属中等变化类型。

矿体厚度倾向上：基本是中部厚，地表略薄，往深部变薄至尖灭。中部较厚地段主要分布在250-100米之间，其厚度一般为10-26米。厚度变化系数最大为58.56%，最小为30.67%，一般为30-40%。

㈡、矿石质量

矿石物质组成主要为萤石（主要呈翠绿色、浅绿色，其次为浅紫色、淡白色）、石英，少量方解石、蛋白石、黄铁矿，微量的绢云母、钾长石及钠长石。矿石结构主要有它形板状结构、角砾状结构，次为半自形粒状结构、半自形—它形粒状结构，偶见自形晶结构、放射状结构。构造主要为块状，其次为角砾状、网脉状、条带状、斑团状构造，偶见脑纹状、晶簇状构造。

矿石的有益组分为CaF2。全区单样含量：最高94.41%（CaF2含量，下同），最低20.05%，一般50-60%。单工程含量：最高79.54%，最低29.43%，一般45-65%。矿床平均品位37.76%。矿石的有害组分：有害组分主要为SiO2，主要来自石英和蛋白石矿物。

㈢、矿石类型

组成矿石的主要矿物成份为萤石和石英，二矿物在矿石中含量一般都在80%以上。根据二者在矿石中的含量多少，矿区内矿石类型分为萤石—石英型和石英—萤石型，其中以萤石—石英型矿石为主要类型。

㈣、矿体围岩蚀变

围岩蚀变主要为硅化、碳酸盐化、绢云母化、叶蜡石化、绿泥石化、黄铁矿化等。硅化、碳酸盐化与成矿关系密切。

4 矿床成因

1）矿床成因

回潭萤石矿是受断裂构造控制的脉状矿体。矿体围岩为花岗岩，近矿蚀变为中——低温热液蚀变。矿脉沿构造破碎带的裂隙充填，与围岩的接触界线清楚，具有充填式特征。根据矿床地质特征，成矿作用，矿物组合及测温结果，回潭萤石矿床的成因类型属：岩浆期后气化——热液的中——低温热液充填矿床。工业类型属：硅酸盐岩石中的萤石矿床。本矿床有两次成矿期，共划分4个成矿阶段。第一期为主要的成矿期，有3个成矿阶段，其第二、四次成矿阶段规模最大。第二期较微弱，已趋于成矿的尾声。据各期的矿物共生组合特点，本矿床的矿石建造有三种：第一期①萤石单矿物建造；②萤石——石英建造；第二期③萤石——方解石建造。

2）控矿因素、矿化富集规律及找矿标志

断裂构造是本矿床形成的主要控矿因素。五夫——兴田断裂通过花岗岩类等刚性岩石分布地段时，产生规模较大的强烈构造破碎带，在断裂作用多次活动和应力不断转换的条件下，导致深部成矿热液不断上升沉淀形成矿床。断裂构造的主结构面既是导矿构造又是贮矿构造。构造作用与成矿作用在时间上密切相关，一脉相承。

呈舒缓波状的断裂面的两盘凹面接触处往往产生宽厚的构造岩和空间，有利于矿液上升、沉淀；而先于氟化钙沉淀的强烈硅化作用造成良好的封闭条件，因而矿体的规模和富集一般与构造岩的规模和硅化强度成正比关系。反之，则矿体规模小、品位低。

矿区的控矿构造特征是主要的找矿标志，低温围岩蚀变中的硅化是良好标志。此外，在硅化强烈及构造岩发育地段多形成正地形也是找矿的辅助标志。在区域上可根据以上标志进行找矿。