福建省光泽县司前—梅溪地区萤石矿地球化学特征及找矿前景分析

2017-03-17张静杰陈新立栗克坤刘增政韩志坤靳乾峰王飞

化工矿产地质 2017年4期

张静杰陈新立栗克坤刘增政韩志坤靳乾峰王飞

中化地质矿山总局河南地质局河南郑州 450000

研究区位于光泽县东北司前—梅溪一带，该区分布较多萤石矿床（点），是福建省重要萤石矿找矿区之一。1995年对光泽幅进行了1∶20万水系沉积物测量，圈出了 F异常，并在异常内发现了一些萤石矿（化）点。2016年中化地质矿山总局河南地质勘查院在该区开展萤石矿专项调查，进行了1∶5万水系沉积物测量，圈出了多个与萤石成矿有关的综合异常，其异常与已知矿床位置完全吻合，并在Hs-34、Hs-29异常西部浓集中心以及 Hs-31异常分别发现测家山、西皮段和上茅坪等多个萤石矿（床）点。

本文在总结前期调查成果基础上，对研究区萤石矿地球化学特征及主要综合异常萤石矿找矿远景进行分析，为在司前—梅溪地区及相邻区域开展萤石矿找矿工作提供依据。

1 区域成矿地质背景

研究区位于滨太平洋成矿域（Ⅰ-4）、华南成矿省（Ⅱ-16）、粤东闽北萤石矿成矿区（ⅢF-11）、闽北萤石矿矿集区【1】，光泽司前—李坊南山下式热液充填型萤石矿预测区北段【2】。大地构造位置属于武夷—云开—台湾造山系、闽西北隆起带，中部为司前—光泽燕山期构造岩浆岩带，西部为马迹中生代火山—沉积盆地，东部为下史源中生代沉积盆地【3】（图 1）。

区内分布地层：西部有上侏罗统长林组（J3c）沉凝灰岩、凝灰质砂岩和流纹质火山碎屑岩；下白垩统下渡组（K1xd）流纹岩、火山碎屑岩及沉凝灰岩。东部分布有下、中侏罗统粗碎屑沉积岩和上侏罗统南园组（J3n）火山碎屑岩。

区内岩浆岩沿司前—光泽燕山期构造岩浆岩带北东向分布，岩浆活动频繁，具有多期次活动特点，主要为加里东期和燕山期。加里东期岩浆岩为志留纪（ξγS）白云母正长花岗岩，呈较大的岩基、岩株、岩瘤分布，并被后期构造岩浆活动破坏、肢解。燕山早期岩浆活动强烈，花岗岩受北东向构造控制，呈北东向岩基分布，主要为早侏罗世（ξγJ1）（含）黑云母正长花岗岩和晚侏罗世（ξγJ3）正长花岗岩，该期岩浆岩构成司前—光泽燕山期构造岩浆岩带的主体；燕山晚期中酸性、酸性岩浆活动则较弱，岩体分布较局限，但岩性变化较大，有花岗闪长岩、正长花岗岩及石英正长岩、花岗斑岩等。

该区处于光泽-武平断裂带北部，断裂构造有北东向、近南北向、北西向和近东西向四组断裂（图 1）。其中以北东向断裂为主，该组断裂具有规模大，数量多，蚀变强烈、多期多次和先压扭后引张的特点，为区内萤石矿的主要控矿构造。北西向断裂形成时间较晚，错断北东向断层，多表现为左行压扭性断层。近南北向和近东西向断裂规模较小，断层性质以张性断层为主，其中部分近南北向断层中赋存有萤石矿体。

图1 寨里—司前一带区域地质矿产图Fig.1 Regional geology and mineral graph in Zhai Li-Si Qian area

区域上萤石矿资源丰富，区内及周边地区分布较多的中-大型萤石矿床，如夫人村、大坑萤中型萤石矿床、羊古庵、南山下、洄潭大型萤石矿床，此外区内分布众多小型萤石矿（点）和矿化点。这些萤石矿床受燕山期花岗岩控制，赋存于燕山期花岗岩与围岩内外接触带附近的张性断裂破碎带中，矿床类型为中低温热液充填型矿床【4】。

2 地球化学特征

测区属中国东南部内地沿海低山丘陵区【5】，化探工作采用1∶5万水系沉积物测量，分析项目根据以往区内 1∶20万水系沉积物测量成果选择与萤石矿成矿相关元素F、Ca、Mo等18种元素进行分析测试。

2.1 区域元素富集、分异特征

通过对样品分析数据处理，以中国东部及各构造单元出露地壳化学组成与元素丰度值【6】为准计算了区内各元素特征值（表1）。

表1 福建光泽县司前—梅溪地区1∶50000水系沉积物测量元素特征值表Table1 Siqian-Meixi area 1∶50000 stream sediments survey elements eigenvalue in Guangze Country, Fujian

由表1可以看出，区内Nb浓集比率为2.25，呈强富集分布；Pb、W 浓集比率为 1.64～1.94，呈富集分布；Sn、Ag、Mo、U、Be浓集比率为1.23～1.45，呈高背景分布；Zn、Cu、Bi、La、Sb、Li、F浓集比率为 0.82～1.13，呈背景分布；As浓集比率0.68，呈低背景分布；Au、Ca浓集比率0.11～0.47，呈贫乏分布。

Nb、Bi分异系数 0.53～0.57，呈弱分异性；其他16种元素元素分异系数0.33～0.48，呈不均匀性。

2.2 元素的相关性特征

通过对区内18种元素进行R—型聚类分析，结果如图2、表2所示，在相关系数多为0.3，元素的组合关系分为6个类型：

（1）Nb-U-Be-W-Mo，稀有元素异常组合，为与花岗岩体有关的成矿元素组合。

（2）Au-Ag-Cu-Bi-Sn-As-Sb，为一组与热液活动成矿有关的异常元素组合。

（3）Pb-Zn，与Au-Ag-Cu-Bi-Sn-As-Sb相关，为热液型成矿元素异常组合中有相对独立特征的一组组合。

（4）Li，与Pb-Zn元素组合类似，是前述岩浆热液型成矿元素异常组合中有相对独立特征的异常元素。

（5）La，与Pb-Zn元素组合类似，是前述岩浆热液型成矿元素异常组合中有相对独立特征的异常元素。

（6）F-Ca，低温成矿元素组合，为区内与萤石矿成矿关系密切的元素组合。

根据聚类分析结果及元素分布特征，区内与萤石矿成矿关系密切的元素为 F、Ca。研究区前人发现和本次工作新发现的萤石矿（床）点均分布有规模、强度不等的F、Ca异常也说明了这一点。

此外F与Mo相关系数为0.125，具有一定的相关性，在18种元素中仅次于Ca，远高于其他元素与F的相关系数。多个分布有萤石矿点的F异常区内分布有Mo异常，大致与F异常吻合。

因此在今后萤石矿找矿工作中重点对目前尚未发现萤石矿的F、Ca异常套合较好的异常区进行查证。

表2 各元素相关系数表Table2 Correlation coefficient of elements

图2 R-型聚类分析谱系图Fig.2 R-cluster-analysis dendrogram

3 主要综合异常特征及找矿前景分析

根据测区内成矿地质背景、单元素异常分布特征、元素组合特征，共圈出各类地球化学综合异常29个（图3）。综合考虑各综合异常地质背景、异常强度、元素组合、单元素异常套合程度、矿化及遥感地质信息，根据综合异常分类原则【7】，对29个综合异常进行排序、分类。这些综合异常中与萤石成矿关系密切的综合异常有10个，分别为 Hs-29（甲 1）、HS-41（甲 1）、HS-31（甲2）、HS-34（甲 2）、Hs-40（甲 2）、HS-15（乙 2）、HS-20（乙 3）、HS-22（乙 3）、HS-48（乙 3）、HS-49（乙 3）。

图3 司前—梅溪地区综合异常图Fig.3 Synthetic anomaly in Siqian-Meixi area

3.1 HS-41(甲1)（F-Ca-Mo）综合异常特征及找矿前景分析

异常呈北东向纺锤形分布于测区南部大坑—可里坑一带，面积11.82km2（图4）。

异常分布于燕山早期花岗岩与围岩内外接触带内，西部出露下渡组火山岩、长林组陆源碎屑岩夹灰岩、凝灰岩以及下峰岩组变质岩，中北部为晚侏罗世正长花岗岩。异常区断裂构造发育，主要断裂展布方向为北西向、北东向，次为近东西向。沿北东向断裂破碎带分布有大坑、金垄坡中型萤石矿床，同时在异常东部边缘新发现北北东向曹家-使富-大窠萤石矿带。此外异常区内次级断裂构造发育，沿断裂裂隙普遍具有硅化、绢云母化现象。

异常元素组合F-Ca-Mo，以F、Ca为主要异常元素，异常综合排序5。各元素地球化学异常特征值（表3），异常分布特征（图4）。空间分布上，F、Ca异常分布一致，形态、规模和浓集中心完全吻合。F、Ca异常强度高、规模大、浓集中心明显。F-31、Ca-19异常呈北西向长圆状、向北东凸出，与F-32、Ca-15相连，与区域北东向断裂构造走向一致。Mo29位于F、Ca异常浓集中心东南部，其规模和强度较小，部分与F-31、Ca-19重叠。F-31异常浓集中心分布有大坑、金垄坡中型萤石矿床，萤石矿体严格受北东-北北东向断裂构造控制，同时异常区还分布有北西向 F49断裂。两矿床相距约1.5km，加上两矿床之间尚分布有多条次级裂隙，由两矿床引起的化探异常相连形成走向北西向化探异常，同时由于萤石矿体严格受北东-北北东向断裂控制，异常局部向东北凸出，并与旁边的次级异常构成北东向延伸趋势。

该综合异常位于燕山期花岗岩与围岩内外接触带内，F、Ca异常强度高，规模大，浓集中心明显，异常形态、浓集中心完全吻合。异常区断裂构造发育，北东向、北西向断裂交汇于异常中心。在断裂交汇处沿北东向、近东西向断裂分布有大坑、金垄坡两处中型萤石矿床，在综合异常东部边缘沿北东向断层分布有曹家—使富—大窠萤石矿带，同时异常区内次级断裂发育，沿次级断裂裂隙普遍具有硅化、绢云母化等蚀变现象。综合分析该综合异常是沿断裂带分布的萤石矿的成矿作用引起的矿致异常，异常区具有较大的找矿潜力，在两萤石矿床之间及其外围具有较大的找矿前景。

图4 HS-41甲1综合异常剖析图Fig.4 Synthetic anomaly analysis of HS-41 (A1)

表3 HS-41（甲1）综合异常特征值表Table3 Synthetic anomaly eigenvalue of HS-41 (A1)

3.2 HS-29（甲 1）（F-Ca-Mo-As-Sb）综合异常特征及找矿前景分析

异常呈近东西向弧形分布于研究区中西部，面积约13.13km2（图5）。

异常位于燕山期花岗岩与下白垩统火山碎屑岩接触部位，西部为下渡组第二段（K1xd2）流纹质火山碎屑岩、火山熔岩夹沉积岩，东部为晚侏罗世正长花岗岩（ξγJ3）。异常区发育一组北东向平行排列的断层 F19、F20及西皮段断层，断层性质均表现为先压后张的性质，沿上述3条断层分别分布有马尾石小型萤石矿及西皮段萤石矿点。

图5 HS-29(甲1)综合异常剖析图Fig.5 Synthetic anomaly analysis of HS-29 (A1)

异常元素组合（F-Ca-Mo-As）以F、Ca为主要异常元素，综合异常排序1。在空间分布上，F、Ca异常范围分布大致一致，异常浓集中心完全吻合。F异常强度高、规模大，具有明显的浓集中心，其次为Ca异常，规模较氟异常小，但浓集中心明显。Mo、As异常规模、强度较弱，仅有外带，但As-25、Mo-25异常中心与F、Ca异常浓集中心完全吻合。各元素地球化学异常特征值（表4）。

F、Ca异常浓集中心分别与已知马尾石萤石矿体和新发现的西皮段萤石矿体吻合。异常区内发现的萤石矿体严格受北东向断裂构造控制，与综合异常近东西向弧形展布不符，不排除深部接触断裂构造控制的深部矿体影响所致。

该综合异常以F、Ca异常为主，异常规模大、强度高，F、Ca异常浓集中心明显，F-29、24、Ca-11、Ca-13、Ca-11以及Mo-25、As-25浓集中心完全吻合，异常套合好。该综合异常反映了已知矿异常，为由萤石矿成矿作用引起的矿致异常。

异常区内分布的萤石矿体严格受北东-北北东向断裂构造控制，这一点与综合异常近东西向弧形分布有较大出入，推测综合异常深部可能存在受接触构造破碎带控制的较大规模的萤石矿体影响所致。综合分析该区萤石矿找矿前景巨大。建议在该区投入进一步勘查工作，有望发现一处中-大型萤石矿床。

表4 H S-29（甲1）综合异常特征值表Table4 Synthetic anomaly eigenvalue of HS-29 (A1)

3.3 Hs-34（甲 2）（F-Au-Be-Ag-U-Mo-Nb）综合异常特征及找矿前景分析

异常呈北东向椭圆状分布于测区东部测家山一带，面积7.61km2（图6）。异常区及周边出露晚侏罗世肉红色少斑中—中细粒正长花岗岩，异常区东北部分布有新元古界下峰组变质岩残留体。异常区内断裂构造发育，F24、F17呈北北东向、F23近南北向穿过异常区，同时近南北向次级断裂发育；地质填图过程中在该异常区沿F23及次级断裂发现测家山、早洲、富家坪萤石矿点和多处萤石矿化点、硅化蚀变带，其中测家山萤石矿预计规模可达中型规模。

图6 Hs-34（甲2）综合异常剖析图Fig.6 Synthetic anomaly analysis of HS-34 (A2)

主要异常元素为F、Au、Be、U，伴生Ag、Mo、Nb异常，异常综合排序2。F-30、Au-19、Be-12、U-15规模较大，其他异常规模较小。异常强度除Au-19具有内中外三带外，其他异常强度较弱，仅具外带。空间分布上 F-30、Au-19、Be-12、U-15分布范围、形态大致吻合，异常中心及西北部分布有早洲、测家山萤石矿点；F-27、Be-10、Ag-22、U-15、Mo-24、Nb-7分布范围、形态和浓集中心完全吻合，异常中心分布有富家坪萤石矿点；U、Nb、Mo、Ag异常一般位于主元素异常东南部外围。各元素异常特征（表5）。

表5 HS-34（甲2）综合异常特征值表Table5 Synthetic anomaly eigenvalue of HS-34 (A2)

该综合异常F、Au异常强度较高，异常区内北北东向、近南北向断裂发育，沿断裂构造硅化、绢云母化、绿泥石化、萤石矿化普遍发育，区内分布多个萤石矿（化）点，为矿致异常。

通过异常的初步检查，控制萤石矿体的硅化破碎带长达1.5km，硅化带宽度3～20m不等，部分地段发现有萤石矿化现象，同时在主构造破碎带周围发现较多萤石矿化次级构造破碎带，局部可以圈出萤石矿体。

综合分析该异常区萤石矿找矿前景较大，应开展进一步工作。

3.4 Hs-40（甲2）（F-Mo-As-Cu）综合异常特征及找矿前景分析

异常呈北东向椭圆状分布于研究区西南余家北约0.7km，异常综合排序7，面积1.29km2（图7）。

异常位于燕山期花岗岩与上侏罗统长林组（J3c）接触部位花岗岩一侧，主体位于花岗岩区，异常处于区域性北东向断裂F20和北西向断裂F51交汇部位。异常区内断裂构造发育，发育次级北东向压扭性断裂和北西向张性断裂，沿断裂硅化、绢云母化、绿泥石化、萤石矿化发育，在北东向断裂中赋存有余家萤石矿点。

图7 HS-40（甲2）综合异常剖析图Fig7 Synthetic anomaly analysis of HS-40 (A2)

主要异常元素为F，伴生Mo、As、Cu异常，F-35、As-33规模较大，其他异常规模较小。除F-35具有内中外三带外，其他异常强度较弱。空间分布上F、Mo、Cu分布范围、形态、浓集中心吻合，异常浓集中心位于北东向、北西向次级断裂交汇部位，中心分布有余家萤石矿点；As异常位于主元素异常南部。各元素异常特征（表6）。

该综合异常F异常强度较高，F、Mo、Cu异常套合好，浓集中心明显且吻合。断裂构造普遍发育萤石矿化。

通过综合分析，该异常区具有较大的找矿前景，应在该区开展进一步工作，寻找萤石矿矿床。

表6 HS-40（甲2）综合异常特征值表Table6 Synthetic anomaly eigenvalue of HS-40 (A2)

3.5 Hs-31（甲 2）（F-Ca-Au-Zn-Ag-Pb）综合异常特征及找矿前景分析

异常呈北东向椭圆状分布于研究区中部上茅坪一带，面积5.82km2（图8），异常综合排序3。

异常区及周边出露岩性简单，为燕山早期似斑状中—中细粒正长花岗岩。区内断裂构造较发育，分布有北东向断裂 F21、近南北向断裂 F48和北西向次级断裂，其中沿 F48断裂硅化、绢云母化、萤石矿化发育。上茅坪萤石矿赋存于近南北向F48断裂破碎带中。

主异常元素为F、Ca、Au、Zn，伴生Ag、Pb异常，其异常特征值（表7）。异常规模上，F-26、Au-18、Ca-14规模较大，其他异常规模较小。Ca、Au、Zn异常强度高，具内中外三带，次为 F、Ag异常，具中、外带，Pb异常强度较弱。空间分布上F异常与其他元素套合较差，金属元素及 Ca异常分布于 F异常南部，少部分重叠；Pb、Zn、Ag异常分布范围、形态、浓集中心完全吻合，并与Ca异常有较好的重叠；Au异常分布于异常西南，与其他金属元素异常具有一定范围的重叠。

Ca、Zn、Ag、Pb异常中心位于近南北向断裂F48与北西向次级断裂交汇部位，F异常中心分布有沿 F48赋存的上茅坪萤石矿点，在近南北向断裂与北西向断裂交汇部位硅化强烈，在硅化带中可见蜂窝状褐铁矿化和稀疏星点状黄铁矿化现象。Au异常区可见北西向分布的北西向展布的辉绿岩脉、石英脉。

综合分析该综合异常为矿致异常，萤石矿可能为金属矿伴生矿产，该区具有寻找与金属矿伴生的中低温热液充填型萤石矿前景。