江西兴国城岗矿区萤石矿地质特征及矿床成因探讨

侯珊珊　杨　锐

江西省地质矿产勘查开发局赣南地质调查大队，江西赣州，341000

江西兴国城岗矿区萤石矿地质特征及矿床成因探讨

侯珊珊*杨锐

江西省地质矿产勘查开发局赣南地质调查大队，江西赣州，341000

提要城岗矿区处于欧亚大陆板块与滨西太平洋板块消减带内侧的华夏板块中的罗霄地体与武夷地体的结合部位，区域上受大余至兴国深大断裂控制。区内发现7条萤石矿体，长100～1100m，厚1～17.7m，矿石类型为石英-萤石型，易选。估算333+334类资源量矿石量2654.3kt，CaF21438.9kt，平均品位53.6%。通过工作阐述了矿床的地质特征，分析了成矿条件和成矿机理，建立了成矿模式，对成因进行了探讨。对矿区进一步找矿提供了依据。

矿床特征成矿模式矿床成因城岗矿区江西兴国

江西兴国城岗矿区位于江西省兴国县城 30°方向之22km处，地理坐标：东经 115°27′00″～115°31′00″，北纬 26°25′45″～26°29′00″。自 20世纪70年代，江西省地矿局对矿区进行了多次勘查工作，发现了多处具进一步工作矿点，经近几年的工作，对部分矿点取得了一些突破。本文通过对成矿地质特征的总结和成矿规律分析，探讨矿床成因，建立成矿模式，为矿区下一步地质勘查工作和相似地质特征矿区找矿提供依据。

1　区域成矿地质背景

城岗矿区位于欧亚大陆板块与滨西太平洋板块消减带内侧的华夏板块中的罗霄地体与武夷地体的结合部位【1～6】（图1）。区域上受兴国至大余深大断裂控制【7】，中生界和上元古界地层分布广泛，岩浆岩活动频繁，构造复杂多样，断裂构造发育。该区为赣南重要萤石矿富集区，矿产资源十分丰富，主要矿产为萤石矿和稀土矿，其次为钨矿、铍矿和铁矿等。

区域内青白口系库里组－震旦系老虎塘组分布较广，约占地层出露面积的75%，白垩系茅店组和周田组分布于区域南西角，为地层出露面积的25%（图2）。

图1　兴国城岗矿区大地构造位置图Fig1. Tectonic location map of the Chenggang mining area in Xingguo

图2　江西省兴国县城岗矿区区域地质图Fig2. Regional geological map of the Chenggang mining area in Xingguo

断裂构造主要为北北东向、北西向和近东西向，其中北北东向和北西向断裂控制了志留纪、中三叠世、晚侏罗世花岗岩的侵入和定位。次生北北东向和北东向及近东西向断裂为矿液的运移和沉淀提供了良好空间。区域内岩浆岩有志留纪花岗闪长岩、中三叠世花岗岩和晚侏罗世花岗岩，其中与成矿关系密切的是晚侏罗世花岗岩，呈岩株状或岩瘤状侵入于中三叠世花岗岩中或青白口纪－震旦纪变质岩中。

2　矿床地质特征

2.1地层

矿区地层简单，主要为早震旦世沙坝黄组和晚震旦世坝里组，均为赋矿地层。

早震旦世沙坝黄组（Z1s）：为一套浅变质类复理石建造，岩石主要由变余砂岩、变余不等粒砂岩、千枚岩组成。地层走向北北东－北东向，倾向北西西—北西，局部倒转，倾向南东，倾角50°～80°。与上覆地层震旦系上统坝里组呈整合接触。

晚震旦世坝里组（Z2b）：为一套浅变质岩系，岩性为变余凝灰质砂岩与变余石英砂岩与凝灰质板岩互层，偶夹炭质千枚状板岩。地层走向北北东－北东向，倾向北西西—北西，局部倒转，倾向南东，倾角50°～80°。与下伏地层震旦系下统沙坝黄组（Z1s）呈整合接触。

2.2构造

矿区构造活动频繁，经历加里东期、海西期、印支期、燕山期和喜山期构造运动，其中以燕山期活动最为强烈，其次为加里东期和印支期，并伴随有构造和岩浆岩的形成。目前区内褶皱构造保留不完整，主要构造表现为断裂。断裂构造主要有北北东向，其次为北东东向。

北北东向区域性断裂 F1、F2是连接城岗花岗岩浆房的通道，控制了区内中三叠世花岗岩和晚侏罗世花岗岩的侵入和定位，是区内导岩控岩控矿构造；北北东向断裂 F2及派生的北北东向断裂与派生的北东东向断裂为岩浆及其热液运移沉淀提供了良好场所，区内石英－萤石型矿体严格受其控制，是区内的容矿、控矿构造（图3）。

图3　江西省兴国县城岗矿区地质简图Fig3. Geological sketch map of the Chenggang mining area in Xingguo

北东向断裂：主要为F1、F2，属区域性断裂，区内延长 35～45km，走向 30°～40°，倾向南东或北西，倾角55°～80°。断裂宽10～50m。断面波状弯曲，带内主要为糜棱岩、碎裂岩、构造角砾岩，局部见花岗岩脉。该组断裂有些地段控制了中三叠世花岗岩边界，有些地质切割了中三叠世花岗岩，显示具多次活动特征，断裂性质主要为张扭性。V1、V2、V3、V4和V7萤石矿体严格受F2断裂控制，是区内主要容矿、控矿构造。

北东东向断裂：主要为F3，其次为F1派生的北东东断裂。F3断裂区内延伸长3km左右，倾向北，倾角70°～75°，断裂面较平直，略呈舒缓波状，带内成份主要为糜棱岩、挤压片理带等。断裂性质主要为压扭性。F1派生的北东东向断裂，分布于F1断裂东盘，可见长度400m左右，断面略具波状弯曲，带内成份为构造角砾岩，区内萤石矿体V6严格受其控制。

2.3岩浆岩

区内花岗岩主要有印支晚期中三叠世花岗岩和燕山早期晚侏罗世花岗岩。其中与成矿关系密切的为晚侏罗世花岗岩。

2.3.1中三叠世花岗岩（T2γ）大面积出露于矿区西北部、中南部和东部，约占矿区面积的22%，侵入于震旦纪地层中，呈岩基产出。岩性为细-中粒斑状黑云母花岗岩，似斑状结构，块状构造，主要矿物成份为斜长石（35%～45%）、钾长石（20%～35%）、石英（20%～35%）、黑云母（2%～5%），副矿物主要有锆石、磷灰石、磁铁矿、金红石、榍石、绿帘石等。

2.3.2晚侏罗世花岗岩（J3γ）出露矿区北部偏西处，约占矿区面积的 2%，呈岩瘤侵入于中三叠世花岗岩中。岩性为细粒斑状黑云母花岗岩，似斑状结构，块状构造，主要矿物成份为斜长石（20%～25%）、钾长石（40%～50%）、石英（20%～25%）、黑云母（2%～4%），副矿物主要有锆石、磷灰石、磁铁矿、金红石、绿帘石、黄玉、萤石等。

2.4围岩蚀变与矿化关系

矿体围岩主要为震旦纪浅变质岩和中三叠世花岗岩。地层倾向东或南东东，倾角35°～70°，蚀变主要为硅化、叶腊石化，次为绢云母化、绿泥石化、黄铁矿化和萤石矿化。区内蚀变具对称分布特点，其分布为：绢云母（绿泥石）→叶腊石→硅化→矿体→硅化→叶腊石→绢云母（绿泥石）。硅化可分两期：早期形成硅化带，并使两侧围岩受到不同程度的硅化和褪色；晚期硅化主要胶结各类破碎角砾，并形成石英细脉与网脉。萤石矿化与硅化呈消长关系。

2.5矿体特征

2.5.1矿体的形态、产状及规模区内萤石矿体有7条，其中有5条（V1、V2、V3、V4和V7）产于F2断裂带中，2条（V5和V6）产于F1派生的断裂中。产于F2断裂带中矿体长200～1100m，产于派生断裂中矿体长100m左右，矿体形态较简单，沿走向和倾向呈脉状和透镜状，具有分枝复合现象（图4），矿体走向除V6呈北东东向外，其余矿体均呈走向北北东，倾向北北西，倾角65°～82°；矿化控制标高 50～400m，全矿区共获得推断资源量和预测资源量（333+334）：矿石量2654.3kt，CaF2（萤石）1438.9kt【8】，规模达大型。

图4　11号勘探线上萤石矿体的分枝复合现象Fig4. Branch complex phenomenon of fluorite ore in the No.11 exploration line

2.5.2矿体厚度、品位及其变化矿区内矿体共7条，其厚度品位及其变化为：V1矿体最大水平厚度17.70m，最小水平厚度1.00m，平均4.06m，厚度变化系数69%，属形态较稳定类型；CaF2品位31.30%～74.50%，平均51.18%，变化系数31%，属有用组份较均匀型。V2矿体水平厚度1.00～ 6.00m，平均2.05m， 厚度变化系数65%，属形态较稳定型；CaF2品位 30.07%～58.40%，平均53.75%，变化系数14%，属有用组份均匀型。V3矿体水平厚度1.07～8.32m，平均4.50m，厚度变系数为 50%，属形态较稳定型；CaF2品位37.78%～71.57%，平均57.93%，变化系数20%，属有用组份均匀型。V4矿体水平厚度 1.37%～1.53m，平均1.50m，厚度变化系数47%，属形态较稳定型；CaF2品位 51.51%～64.04%，平均57.65%，品位变化系数25%，属有用组分均匀型。V5矿体水平厚度0.80～2.58m，平均1.79m，厚度变化系数 65%，属形态较稳定型；CaF2品位38.24%～76.30%，平均 50.30%，品位变化系数46%，属有用组份较均匀型。V6矿体水平厚度1.15～1.72m，厚度变化系数38%，属形态较稳定型；CaF2品位45.15%～63.04%，平均48.01%，品位变化系数 34%，属有用组份较均匀型。V7矿体水平厚度0.70～3.10m，平均1.53m，厚度变化系数为 55%，属形态较稳定型；CaF2品位40.00%～90.11%，平均62.56%，变化系数30%。属有用组成均匀型。总体区内矿体形态较稳定，有用组份较均匀。

2.5.3矿物成分和矿物共生组合及矿物生长顺序矿石矿物为萤石；脉石矿物：石英和硅质、微斜长石、绢云母、多水胶岭石、黄铁矿、针铁矿、磁铁矿。

矿石矿物萤石有三个世代（图5）：第一世代萤石呈绿色，被第二世代紫色萤石和第三世代无色－淡黄白色萤石所包含；第二世代萤石呈紫色，被第三世代无色－淡黄白色萤石所包含，呈半自形晶，粒状或粒状集合体；第三世代萤石呈无色—淡黄白色，他形微粒状，粒径0.03～0.05mm，呈微脉、细脉穿切和环绕第一、二世代萤石分布，或与硅质—微晶石英组成胶结物沿网状裂隙胶结萤石角砾。

图5　不同颜色萤石之间的包含穿插关系Fig5. Relations between different color fluorite

主要脉石矿物石英亦有三个世代：第一世代石英呈白色、乳白色，致密块状，角砾化或碎粒化，被后期微粒萤石或微晶石英胶结，与含矿断裂同期形成，早于第一世代萤石矿化期；第二世代石英呈白色，粒状—梳状，细脉—微脉状穿切或环绕第一、二世代萤石分布，或与硅质条带夹萤石条带相间出现；第三世代石英呈白色、乳白色，以隐晶—显微微晶为主，以胶结物形式出现在隐晶状石英微粒集合体中。

2.5.4矿石化学成分本区矿石有用组份为CaF2，含量30.07%～90.11%，其它成份为SiO2、CaCO3、S、P。SiO2含量20.10%～53.78%，平均44.25%；CaCO3含量0.02%～0.56%，平均0.27%；S含量 0.002%～0.49%，平均 0.006%；P含量0.001%～0.008%，平均0.003%。

2.5.5矿石结构、构造及矿石类型

（1）矿石结构主要有粒状结构、碎斑结构和粒状镶嵌结构。①粒状结构：萤石呈粒状，自形—半自形晶。晶体较大者立方体解理极为发育。②碎斑结构：萤石破碎成碎斑状，碎斑大小为0.5～5mm，少量 8～15mm，呈次棱角状、次浑圆状，较大碎斑裂纹发育，被石英集合体包裹。③粒状镶嵌结构：紫色萤石呈粒状镶嵌，被隐晶次生石英和浅蓝色萤石环绕。

（2）矿石构造主要有块状构造、环带状构造、角砾状构造和蜂窝状构造。①块状构造：矿石由大量萤石及少量石英等杂质组成。②环状、环带状构造：灰绿色、深灰绿色萤石环与灰白色萤石环围绕花岗质、硅质、石英等质点作同心环状或环带状状分布。③角砾状构造：萤石和早期石英、绢云母集合体受构造应力作用而发生破碎、碎裂。有的萤石破碎成棱角状，被0.001mm以上的石英颗粒充填胶接。浅紫色、灰褐黑色萤石受应力作用形成角砾，被花岗质、硅质和晚期灰白色萤石紧密胶结。④蜂窝状构造：被网脉状硅质物包裹的萤石由于表生风化淋滤作用而被淋失，萤石原有位置形成空洞，只剩下网格状硅质残留物而呈现的一种后生构造。

2.5.6矿石类型按矿石的主要矿物组合划分，主要有石英-萤石型矿石和萤石-石英型矿石。

按构造特征划分，主要有块状和角砾状矿石，其次为条带状矿石。

矿床类型：属硅酸盐岩石中的热液充填型脉状矿床【9】。

3　矿床成因初步探讨

3.1成矿物质来源

3.1.1成矿物质F的来源

（1）晚侏世花岗岩浆含矿热液中的 F：区内晚侏罗世花岗岩中钾长石含量比区域上同期花岗岩较高，副矿物中萤石和黄玉常见，说明成矿花岗岩中含有一定量的成矿物质F。这与兴国隆坪、瑞金谢坊、全南井水寨和会昌筠门岭大型萤石矿成矿花岗岩地质特征基本一致。与 Л.А. 科托夫Л.Е. 扎列姆鲍А.И.科托娃 Т.М 普洛特尼科娃1999年论述的蒙古东部成矿花岗岩特征也较一致，成矿花岗岩中钾长石含量较高，副矿物含萤石【10】。

（2）白垩纪玄武岩火山喷气活动产生含F气液：区域上大面积分布有白垩纪湖相红色碎屑岩夹玄武岩，有些地段夹有膏岩等卤化物。白垩纪玄武岩火山喷气活动产生的F气液主要溶于湖水中，形成浓度低，温度低的HF酸水溶液沿深大断裂渗透至深部形成热液，为成矿提供了物质基础。兴国隆坪、瑞金谢坊、全南井水寨和会昌筠门岭大型萤石矿在区域上均有该套地层出露。

（3）成矿区内大面积的黑云母花岗岩中的 F离子：根据日本地质学家蟹泽惠1974年研究发现花岗岩黑云母中携带丰富的F离子和稀土［10］，根据中科院贵阳地化所 1979年研究发现花岗岩中黑云母所含F 占岩石F含量的40%～70%。在大气降水，淋滤作用下，黑云母中的F离子和稀土元素随着大气降水反覆循环渗透至深大断裂的深部形成热液，为成矿提供物质基础，与曹俊臣等对与花岗岩有关的萤石矿床研究时发现成矿流体的来源为大气降水相一致【11】。

3.1.2成矿物质Ca的来源主要来源于变余凝灰质砂岩和白垩系中的钙质砂岩及中三叠世花岗岩。

3.2控矿容矿构造

区内矿体受区域性北北东向断裂F1和F2控制，这两条断裂属区内控矿构造。区内大部分矿产于F2断裂中，个别矿体产于F1及其派生的北东东向断裂中，故F1和F2也是区内的容矿构造。

3.3矿床成因

燕山期，太平洋板块向北西俯冲至华夏板块之下，造成板块内断块之间的相互碰撞挤压，产生深部重溶性花岗岩浆，在晚侏罗世由于重溶性花岗岩浆沿F1和F2断裂侵位，其岩浆期后含F热液在侵位过程中萃取围岩的的Ca，并在断裂破碎带物理化学条件作用下产生沉淀形成萤石矿体，该期矿体由于是有黑云母花岗岩岩浆热液形成的，所以萤石中所含稀土总量较高，颜色为绿色。随着太洋板块进一步作用，在区内产生造山隆起后的重力拆离，使早期形成的黑云母花岗岩大面积出露地表，在大气降水，淋滤作用下，黑云母中的F离子和稀土元素随着大气降水反覆循环渗透至深大断裂的深部形成热液，在热动力作用下，含矿热液沿深大断裂上升，在上升过程中不断萃取围岩中的 Ca质，并在物理化学条件改变的空间F1和F2中发生沉淀形成萤石矿体，该期形成的萤石稀土总量低于花岗岩岩浆期后热液形成的萤石，颜色为紫色。由于太平洋板块的进一步作用，区内深大断裂产生平移走滑运动，从而使早期形成的绿色和紫色萤石矿体发生破碎成为角砾。同时在区域上由于深大断裂的平移走滑产生的拉伸作用，形成一系列有相互联系的似菱形断陷盆地，兴国－大余沉积红盆只是这些盆地中的一个，岩性为陆相红色碎屑岩夹玄武岩，晚白垩世玄武岩火山喷气活动产生的F气液主要溶于湖水中，形成浓度低、温度低的HF酸水溶液沿深大断裂渗透至深部形成热液，在热动力作用下，含矿热液沿深大断裂上升，在上升过程中不断萃取围岩中的 Ca质，并在物理化学条件改变的空间F1和F2中发生沉淀形成萤石矿体，并胶结早期绿色和紫红萤石角砾，该期形成的萤石颜色为淡黄白色-无色。

综上所述，矿区内矿体经历了3次以上的成矿过程（图6），第一次为晚侏罗花岗岩浆热液成矿期，第二次为大气降水循环热液成矿期，第三次为晚白垩世玄武岩火山喷气中的F气液溶于湖水而成低温低浓度的HF酸水溶液成矿期，三次成矿期中稀土总量变化由高至低，颜色为绿色、紫色、淡黄白色和无色。每期成矿萤石的颜色均有从深变浅的规律 ，这与 Фай3пев等对萤石颜色变化的认识相一致【10】。矿床主要形成于燕山晚期，属热液充填型脉状矿床。

图6　兴国城岗萤石矿成矿模式图Fig6. Fluorite ore metallogenic model of the Chenggang mining area

4　结语

综上所述，区内矿床为燕山晚期热液充填型脉状矿床，控矿构造主要为北北东向区域性断裂，含矿构造则为区域性断裂派生的次级北北东向断裂和北东东向断裂，尤其是北北东向断裂与三叠纪中世花岗岩与震旦纪浅变质岩侵入接触带叠合部位矿化最好。

找矿标志：①硅化破碎带，主要是北北东向，其次是北东东向；②地表具蜂窝状构造的硅化破碎带；③具硅化、蛋白石化、褐铁矿化、白云母化、绿泥石化和萤石矿化蚀变地带，并具分带特征。

致谢：成文过程中得到赣南地质调查大队教授级高工梁景时同志的热情帮助，在此深表谢忱。

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11 曹俊臣. 中国与花岗岩有关的萤石矿床地质特征及成矿作用［J］.地质与勘探，1999，6（11）：9～15

Chenggang Mining District is located in the binding site of Luoxiao and Wuyi terrain， which is controlled by the deep fracture from Dayu to Xingguo County. Seven fluorite bodies was found， the length100-1100 meters， horizontal thickness 1-17.7meters， Oretype is quartz and fluorite， which is easy to select. It is estimated that 333+334 mineral resources reserves is 2654.3 kiloton， CaF2 1438.9 kiloton. Average grade is 53.6%. This article elaborates geological characteristics of ore deposit， analyze the metallogenic conditions and metallogenic mechanism， establish the metallogenic model and discuss the causes. It is helpful to prospect in the same or similar mining district.

ON THE GEOLOGICAL FEATURES AND GENESIS OF ORE DEPOSITS OF CHENGGANG， XINGUO JIANGXI PROVINCE

Hou ShanshanYang Rui
Gannan Geological SurveyingTeam of Jiangxi Bureau of Exploration and Development of Geology and Minerals. Ganzhou 341000， China

characteristics of ore deposit， metallogenic model ， causes ofore deposit， Cheng gang Mining District， Xingguo Jiangxi

P619.215

A

1006-5296（2016）03-0136-08

* 第一作者简介：侯珊珊（1985～），女，从事地质勘查工作，工程师

2016-03-20；改回日期：2016-04-11