天祝半阳河萤石矿地质特征及找矿标志

2016-04-21孙芹赵蕾

地球 2016年6期

关键词：阳河萤石石英

■孙芹赵蕾

（中国建筑材料工业地质勘查中心甘肃总队甘肃天水741000）

天祝半阳河萤石矿地质特征及找矿标志

■孙芹赵蕾

（中国建筑材料工业地质勘查中心甘肃总队甘肃天水741000）

本文对天祝半阳河萤石矿的分布和矿石类型及质量、矿床成因、找矿标志等作了较详细的论述。

萤石矿矿石类型及质量找矿标志

1 区域地质概况

半阳河萤石矿位于北祁连褶皱带冷龙岭复式背斜的北翼。区内地层奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系、第四系均有分布。地质构造复杂，褶皱、断裂较发育，主构造线的方向为NWW向，矿区及周边主要为毛藏寺背斜和黑沟断裂。岩浆岩为毛藏岩基，呈不规则的长条状沿毛藏寺古凸起的近轴部呈EW向分布，面积达1000 km2，岩性为花岗闪长岩，局部相变为斜长花岗岩。脉岩分布较广，主要为花岗伟晶岩脉（ρ）、花岗岩脉（у）、石英脉（q）、萤石脉（FL）。脉岩主要是沿小断层和岩石的节理裂隙充填，岩脉宽数米，长十多米－数百米。走向为NE向。

区内的主要矿产为萤石、铜、金、铁、钨、钼等。

2 矿区地质特征

2.1 地层

上石炭统羊虎沟组（C2y）：呈不规则的条带状分布于矿区西南角，以假整合覆盖于下石炭统羊虎沟组之上。表现出滨海潮坪与沼泽交互相的沉积，根据岩性组合与岩相特征，划分为上、下两段。岩性主要为下段：以灰白色细砾岩、含砾砂岩、砂岩夹粉砂岩、泥岩及少量灰岩为特征；上段：以灰白色砾质中—粗粒石英砂岩夹灰黑色薄层炭质页岩、煤线为特征，偶夹钙质页岩及生物碎屑灰岩。

第四系（Qh）：工作区内分布面较广，主要分布于山谷及平缓地带。主要由褐色粘土、砂质粘土以及冲洪积砾石组成。

2.2 构造

矿区构造属于北祁连褶皱带内的冷龙岭复式背斜中的毛藏寺背斜近轴部，该复式背斜是由一系列排列紧密的向斜和背斜组成。断层是区内构造的主要表现形式，是矿体的控矿构造，走向呈NE—SW向，倾向东南，倾角51°～89°，偶见直立，局部有倒转现象。具有明显的多期次活动特征。

图1 半阳河萤石矿地质图

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

FL1矿体：矿体呈向南西侧伏脉状，侧伏角为8°，总体走向NE—SW向，倾向113°～150°，倾角51°～89°，矿体地表出露延伸长度约262m，出露宽度平均约2m，深部延伸长度120～1086m，沿倾斜方向延深长度50～194m，矿体厚度为1.00～5.43m，总体从南向北逐渐变窄，在半阳河沟底一带尖灭。矿石为块状和脉状，矿石中CaF2平均60.34%。

FL2矿体：矿体呈规则脉状，总体走向呈NE—SW延伸，倾向104°～137°，倾角69°～85°。矿体地表出露延伸长度约323m，出露宽度平均约2m；深部延伸长度68～230m，沿倾斜方向延深长度55～147m，矿体厚度变化于1.02～1.58m，南侧在半阳河沟底一带尖灭。矿石为块状和脉状，矿石中CaF2平均61.16%。

FL3矿体：矿体呈向SW侧伏长条脉状，侧伏角为48°，总体呈北东—南西延伸，倾向104°～137°，倾角69°～74°。深部延伸长度46m，沿倾斜方向延深长度14～54m，其厚度变化于1.05～1.07m。沿倾斜方向延深长度大于130m。矿石主要为脉状，矿石中CaF2平均42.91%%。

3.2 矿石质量

矿石结构主要为粒状变晶结构，萤石为粒状，粒度在1毫米到10多毫米，薄片下透明，无色，微带黄绿色，负中-高突起，糙面显著，二组菱形解理或三组交角在600解理清晰，正交呈均质性，粒间分布充填着重结晶粒状石英及隐晶质含泥质硅质物等；岩石裂隙及颗粒接触处有条带状、粒状的石英分布或充填。另外有金属矿物呈土胶状零星分布于岩石中。

矿石构造主要为块状、脉状、角砾状和碎裂粉末构造。

半阳河萤石矿石类型主要分为石英—萤石型、萤石—石英型和萤石型三种。

（1）石英—萤石型和萤石—石英型：矿石成份主要由萤石（20-60%）、石英、硅质物（39-79%）等所组成，并含有金属矿物（约1%）。

（2）萤石型：矿石成份主要由萤石（95%）、石英（约5%）等所组成，并含有少量金属矿物。

3.3 矿体围岩及蚀变

矿体围岩为臭牛沟组厚层状中细粒石英砂岩，矿体与上下盘围岩界限清晰完整为断层接触，下盘常发育厚度20cm—100cm的断层泥和断层角砾，因萤石性脆易碎，断层泥的主要成分为萤石。蚀变主要为硅化，其次为次为绢云母化和绿泥石化，局部见褐铁矿化。

矿体中夹石主要为透镜状石英脉和豆荚状的断层角砾岩，一般厚度小于1m，长度数米—数10米，规模较小，不影响矿体的完整性。

含矿围岩为下石炭统臭牛沟组下部厚层状的长石石英砂岩，矿体延伸稳定，当控矿断层F1穿越页岩及煤线岩石时，构造变形以层间滑动和节理裂隙为主，断层破碎带不发育，萤石矿脉以细小分散的网脉产出。故在矿区内萤石矿脉的赋存对围岩有严格的选择性。

4 矿床成因

半阳河萤石矿位于冷龙岭复式背斜毛藏寺古凸起的近轴部，属于构造的薄弱带，成矿地质背景优越，据以往地质资料：毛藏岩基的花岗闪长岩中W、Bi、Sn、Mo、F等元素的含量高且变化系数大，矿源丰富；区内岩浆活动强烈，除奥陶纪岩浆活动外，海西期、燕山期均有岩浆侵入活动，多期次的岩浆侵入为该区的热液成矿提供了热源和物质来源；区内断层发育，主要有两组NE向的断层，沿两组断层次生节理裂隙中有辉绿岩脉侵入分布，指示两组断层切割较深，为深大贯通性的断层，有利于含矿热液运移和沉淀成矿。

海西期区内岩浆和热液活动强烈广泛，在区域上有碱性斑岩体侵入分布，形成干沙沟脑铜、铅、稀土多金属矿床，伴生萤石有用组分，说明碱性斑岩岩浆和热液中携带了大量F、CO2等挥发性气体组分，沿断层运移至工作区中后，从石灰岩的方解石和花岗闪长岩的斜长石中夺取钙，形成CaF2沉淀成矿；另一方面斜长石失去钙离子后由热液中夺取钾离子取代充填，故围岩广泛发生硅化、钾长石化等蚀变，部分石英游离出来形成燧石条带和石英脉。

综上所述，区内矿床成因为热液充填型。

矿区内萤石矿主要受F1断层控制，该断层具有多期性，多次活动形成了宽大的构造破碎带。本区萤石矿成矿特征可分为四期（见图2），各期特征如下：

（1）石英脉阶段：该阶段是最早的一期，F1断层形成初期，构造破碎带主要为石英脉充填。

（2）角砾状石英—萤石脉阶段：F1断层在第一期之后再次活动的时候，将石英脉破碎呈角砾，伴随着萤石脉充填于石英角砾间隙。

（3）角砾萤石脉阶段：在该阶段，断层活动较强，形成了较大的破碎带，构造破碎带被萤石脉充填。

（4）萤石脉阶段：在该阶段断层活动相对较弱，形成局部的块状和角砾状萤石。