浙江省青田县高湖镇半寮矿区萤石矿矿床特征及找矿标志

2015-12-16陈惠

西部探矿工程 2015年2期

关键词：青田县萤石矿化

陈惠

（浙江省第十一地质大队，浙江温州325006）

浙江省青田县高湖镇半寮矿区萤石矿矿床特征及找矿标志

陈惠*

（浙江省第十一地质大队，浙江温州325006）

浙江省青田县高湖镇半寮矿区萤石矿区位于青田县城北西方向，面积2.84km2。通过本次地质详查工作，基本查明了矿区受岩浆活动、火山构造和断裂构造复合作用控制成矿，分析了矿区地层、构造、岩浆岩、围岩蚀变的分布特征及其对成矿的控制作用以及萤石矿化构造蚀变带、矿石质量、矿物成分等矿床特征。根据矿区良好的控矿地质条件，总结出矿床成因及其类型属于次火山热液充填脉型矿床，4条找矿标志的总结对矿产的发现具有重大意义。

半寮萤石矿；地质条件；矿床特征；成矿原因；找矿标志

半寮矿区大地构造单元属华南褶皱系浙东南褶皱带，1958年10月原青田县地质队进行地质调查，发现半寮萤石矿，1960年3月原温州地区地质队进行半寮矿点检查，估算萤石矿远景储量22×103t。20世纪70年代末期，当地村民零星开采半寮萤石矿，留有采矿老硐。本次地质勘查分为普查和详查2个阶段，在对矿区地质特征认识的基础上，总结了找矿标志，为进一步找矿工作指明了方向。

1 矿区概况

浙江省青田县高湖镇半寮矿区萤石矿区位于青田县城北西350°方向，直距28km，行政隶属高湖镇，矿区面积2.84km2。矿区有简易公路至船寮镇与330国道相接，可达青田火车站，路距30.8km；47.8km可达温溪港码头，交通方便。

矿区属低山丘陵区，海拔标高89～518.40m，当地侵蚀基准面标高185m，地形自然坡度50°～65°。亚热带季风型气候，四季分明，温暖湿润，年平均气温18.4℃，年均降水量1699.3mm。当地经济欠发达，农业以种植、小麦、蕃薯及经济作物毛竹，少量树木，水电资源丰富。

2 地质情况

矿区位于华南褶皱系浙东南褶皱带，区域鹤溪—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，青田县石平川火山穹隆的北部边缘，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，成矿地质条件有利（图1）。

图1 青田县高湖镇半寮矿区萤石矿区域地质图

2.1 区域地质背景

（1）地层。区域出露地层主要有下元古界八都群组、侏罗系上统高坞组、西山头、茶湾组、九里坪组、祝村组和白垩系下统馆头组、朝川组、塘上组及第四系全新统。

（2）侵入岩。区域燕山晚期岩浆活动强烈，侵入作用频繁，主要有闪长岩、石英闪长岩、石英二长闪长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩、花岗斑岩、钾长花岗（斑）岩等岩体，出露面积1～3km2，大者前村钾长花岗岩体面积83km2。区域潜火山岩为酸性岩类流纹岩、流纹斑岩、潜辉绿玢岩、英安玢岩、安山岩、霏细岩等。区域岩脉岩性主要为霏细岩、安山岩、流纹岩、钾长花岗斑岩、石英霏细斑岩等。走向以南北向分布为主，北东向次之。

（3）构造：

①断裂构造。区域褶皱构造不明显，断裂构造发育，以北西向断裂为主，次为北东向断裂，其中北西向石平川—湖庄断裂带出露长约27km，宽5km，重力显示-50～800mgal均匀密集带，Pb、Zn、Cd元素偏高，化探异常与断裂带相吻合。近东西向断裂带长约25km，宽1～2km，分布在石平川火山穹隆构造的北侧。

②火山构造。区域石平川火山穹隆位于青田县城北侧，面积约20km2，平面形态呈圆形，发育地层为上侏罗统西山头组、九里坪组，产状围斜外倾，倾角16°～20°，火山穹隆边缘发育潜流纹岩、安山岩及钾长花岗岩、二长花岗岩、石英闪长岩等侵入岩体。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、多金属矿、萤石矿等金属非金属矿产，该火山穹隆为浙东南地区重要的控矿构造。

2.2 区域成矿作用

矿区位于鹤溪—奉化断裂成矿带的东侧，浙东南沿海有色金属非金属成矿带的南西段，成矿作用受岩浆活动、火山构造和断裂构造复合控制，物质来源具多源性，成矿具多期性。

（1）火山构造成矿作用。区域火山喷发频繁强烈，至后期形成环状破火山火山穹隆，在火山构造的中心、边缘及相互邻接地段岩浆再次侵位，并携带大量的成矿热液选择交代围岩或热液充填成矿，区内黄放口、高湖、平桥、万山等5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。

（2）岩浆活动成矿作用。区域岩浆活动对成矿作用主要与酸性火山侵入岩钾长花岗岩密切相关，岩浆期后热液作用在火山构造特定的空间形成萤石矿等内生矿床。

（3）断裂构造成矿作用。区域断裂构造具多期次活动，破火山、火山穹窿边缘环状分布的次级断裂常为容矿构造，常见萤石等矿脉充填其中，条带状分布的矿化蚀变发育。

（4）区域化探异常。区域F、Ca化探异常呈椭圆状相互重叠，工作区位于氟异常浓集中心，显示较好的找矿远景。

2.3 矿区地质

（1）地层。矿区内出露上侏罗统西山头组第三岩性段（J3x3）的一套中酸性火山碎屑岩夹薄层沉积岩及第四系，自下而上分别为：上侏罗统西山头组第三岩性段第一亚段（J3x3-1），上侏罗统西山头组第三岩性段第二亚段（J3x3-2），上侏罗统西山头组第三岩性段第三亚段（J3x3-3）及第四系。

（2）构造。矿区内褶皱不发育，发育5条断裂构造，NE向为F1、F2、F3、F4；NW向为F5。其中F1为矿区主要断裂构造，也是主要控矿构造，位于矿区下济坑口—半寮。倾向147°～174°，倾角63°～78°，性质为压扭性，断裂切割霏细岩体及J3x3-1地层，破碎带宽0.3～6.0m，挤压区宽1～2m，构造角砾棱角状、次棱角状，大小5～30cm，局部见较大构造透镜体及破裂岩，大小0.5～3m；两侧围岩具硅化、绢云母化蚀变，该断裂控制Ⅰ号萤石矿化构造蚀变带展布；F2断裂位于矿区中部，倾向160°～194°，倾角65°～70°，性质为压扭性，断裂切割霏细岩体，破碎带宽0.5～3.0m，构造角砾为次棱角状、透镜状，大小5～15cm。两侧围岩具弱硅化蚀变，该断裂控制Ⅱ号萤石矿化构造蚀变带的展布。其余3条断裂规模较小，分别控制Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ号萤石矿化构造蚀变带的展布。

（3）岩浆岩。矿区内出露的岩浆岩主要为潜（次）火山岩，岩性为霏细岩及流纹岩脉。霏细岩分布于矿区中部，平面形态呈不规则长条状，整体沿北东方向展布，长轴1800m，短轴200m，面积约0.64km2，整体接触产状倾向南东，倾角70°～80°。

（4）围岩蚀变。矿区内围岩蚀变较强烈，主要有绢云母化、萤石矿化、硅化、黄铁矿化、绿泥石化及绿帘石化，近矿围岩主要为萤石矿化、硅化。

3 矿床特征

3.1 萤石矿化构造蚀变带特征

将矿区F1、F2、F3、F4、F5断裂带中有萤石矿化的部分统称为萤石矿化构造蚀变带；编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅵ、Ⅴ号萤石矿化构造蚀变带。

（1）Ⅰ号萤石矿化构造蚀变带。Ⅰ号萤石矿化构造蚀变带为矿区规模最大的萤石矿化构造蚀变带，分布矿区中部，位于下济坑口西—半寮坑东一带，出露标高106～304m，长约1000m，厚0.3～6.0m，一般1～2m，倾向125°～175°，倾角51°～84°，总体走向65°，倾角70°，最大延深210m。萤石矿化构造蚀变带形态随F1断裂变化而变化。

（2）Ⅱ号萤石矿化构造蚀变带。Ⅱ号萤石矿化构造蚀变带位于Ⅰ号萤石矿化构造蚀变带的上部，平面上距Ⅰ号萤石矿化构造蚀变带4～15m，出露标高210～294m，呈长条状平行于Ⅰ号萤石矿化构造蚀变带，长约530m，厚0.5～3.0m，一般1～2m，最大延深40m，倾向137°～194°，倾角57°～84°，总体走向63°。萤石矿化构造蚀变带形态随F2断裂变化而变化。

（3）Ⅲ号萤石矿化构造蚀变带。Ⅲ号萤石矿化构造蚀变带位于Ⅰ号萤石矿化构造蚀变带下部，垂向上距Ⅰ号萤石矿化构造蚀变带5～20m，长约350m，厚0.21～1.70m，倾向132°～153°，倾角60°～75°，整体走向60°，倾角72°，最大延深110m。

（4）其他萤石矿化构造蚀变带。Ⅵ号萤石矿化构造蚀变带，位于矿区中部偏西，长15m，宽0.5～1m；Ⅴ号萤石矿化构造蚀变带，位于矿区中部偏北，长50m，宽0.50～0.80m。

3.2 矿石质量

矿石呈绿色、淡绿色、墨绿色、天蓝色、紫色、紫红色、白色、烟灰色，摩氏硬度4，性脆，断口较粗糙。结构类型包括半自形—自形粒状、隐晶—微粒状、中—粗粒状他型结构；构造类型包括块状、角砾、条带状、细脉状构造，其中块状构造的矿石质量较好，为矿区常见构造。矿石矿物为萤石，脉石矿物以石英为主，次为绿泥石、绿帘石、绢云母、蒙脱石、地开石、碳酸盐等。

全矿区：CaF2含量1.73%～96.92%，平均56.96%，SiO21.74%～74.30%，平均33.68%，矿石中SiO2、CaF2两者总量约占90%～99%。随着CaF2含量的增加，SiO2含量减少，二者互为消长（图2）。

图2 全矿区CaF2与SiO2相关性散点图

3.3 矿石主要有害成分

矿石主要有害成分：Fe2O3（0.36%）、CaCO3（0.77%）、P（0.04%～0.05%）、S（0.04%～0.05%）。其中Fe2O3含量偏高的的矿石常伴有微量黄铁矿。

3.4 矿石类型

矿石自然类型有萤石型、石英—萤石型及萤石—石英型。其中石英—萤石型矿石主要矿物成分以萤石为主，少量石英及其他矿物，CaF230%～65%。为区内主要矿石类型，分布于每个矿化带中的主矿体。

4 矿床成因及找矿标志

4.1 控矿地质条件

（1）岩性条件。矿区地层为上侏罗统西山头组第三岩性段第一、二、三亚段酸性火山碎屑岩；硬度低，性脆，因受后期岩体侵位上拱使围岩破碎，碎裂岩分布区为地热水循环形成含氟热液体提供有利条件。后期有次火山岩侵入，主要为霏细岩，岩体中高含量氟元素，为成矿提供了物质来源。

（2）构造条件。北东向断裂为矿区主要的控矿构造。断裂不仅出露在上侏罗统的火山岩地层中，同时也切割了次火山岩。断裂的力学性质为压扭性，断裂带上时而见到一些挤压破碎形迹，该断裂为矿液运移富集形成矿床提供了有利的空间条件。

（3）热液条件。地表大气降水沿构造破碎裂隙带渗透淋滤，深部次火山热液沿破碎裂隙往上运移，F、Si、Ca等元素迁移富集形成含矿热液体，在特定的温度、压力等物理化学条件下，有利的构造部位沉淀成矿。

4.2 矿床成因

因受岩体侵位上拱使围岩破碎、滑动形成一系列北西向断裂，在负压应力作用下使构造发生拉伸开张，次火山热液与大气降水形成地热水循环区，使含有大量的硅、氟的热液体运移、富集于构造破碎裂隙带，形成含石英、氟化钙为主的脉体。而后又经多期次的构造活动，在地热水浅循环中，使含矿热液不断发生活化，富集形成萤石矿体，沿着有利的构造空间运移富集形成萤石矿床（图3）。

4.3 矿床成因类型

根据前人对《浙江萤石矿床空间展布》的研究，由萤石和方解石裂变径迹等时线法及矿物蚀变围岩的Rb-Sr、K-Ar等时线法获得的萤石成矿年龄为（70～90）×106a左右，萤石矿床形成于燕山晚期岩浆活动期后的晚白垩系，成矿温度100℃～200℃；区内矿体主要分布于次火山岩的断裂带中；成矿作用主要由含F岩浆气热水，在特定的物理化学条件下，沿有利的构造空间富集成矿。根据以上成矿地质特征，认为该矿床成因类型属次火山热液充填脉型矿床。