石城县楂山里萤石矿床地质特征及成因探讨

阙兴华，庄贤贵，冯卫东，张 青

（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）

石城县楂山里萤石矿床地质特征及成因探讨

阙兴华，庄贤贵，冯卫东，张 青

（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）

楂山里萤石矿是近年在武夷山成矿带中段发现的超大型萤石矿，本文对该矿床的地质特征及矿床成因进行了较详细的分析和探讨，认为楂山里萤石矿属于中低温热液充填型矿床，矿体产状、形态和规模受断裂构造控制，成矿物质来源于围岩及深部的岩浆热液，成矿流体为大气降水。

萤石矿；地质特征；矿床成因；楂山里

萤石矿是我国重要的非金属矿产资源，广泛应用于冶金、炼铝、玻璃、陶瓷、水泥、化学工业等行业。随着国民经济的不断发展和科学技术的进步，对萤石矿产的需求呈现快速增长的趋势，一些主要工业国家已将其视为一种重要的战略储备资源。本文意在查明石城县楂山里萤石矿床的地质特征，并对其成因进行初步探讨，为今后在该地区寻找萤石矿床提供一些帮助。

1 区域地质概况

楂山里萤石矿位于北北东向武夷隆起褶皱带石城—龙南北东向构造亚带与南岭东西向复杂构造带遂川(兴国)—石城东西向构造亚带交汇复合部位，属于武夷山成矿带的一部分(见图1)。

区域内出露地层主要为南华系深变质岩系和白垩系河湖相沉积碎屑岩系，其次为侏罗系河湖相沉积碎屑岩系[1]以及第四系残坡积层。

区域内岩浆岩活动强烈，主要表现为印支期和燕山期中酸性岩浆侵入，其中以燕山期为主，岩浆岩呈岩滴或脉状出露，岩浆岩的多期次活动为本区成矿提供了充足的热源和动力。徐有华[2]认为赣南萤石矿基本赋存在中酸性岩浆岩体内或其内外接触带中。

图1 楂山里萤石矿区域地质图

区域内构造活动以断裂为主，并以北北东向和北东向断裂较发育为特征，其多期次活动为成矿物质的活化、迁移、富集和赋存提供了良好条件。徐有华[2]、曹俊臣[3]认为赣南萤石矿成矿作用明显受我国东部北东、北北东向构造控制。

2 矿区地质特征

2.1 地层

区内地层较为简单，主要为南华系变质岩和白垩系红层及第四系地层(见图2)。

图2 楂山里萤石矿地质简图

(1) 南华系万源岩组(Nh1w)：出露于矿区东部，为一套中深变质岩系，裂隙和节理发育，岩性为云母片岩、眼球状石英云母片岩、变粒岩。

(2) 下白垩统火把山群(K1h)：主要出露于矿区西部，与下部变质岩呈断层接触；南东部有小面积出露。岩层主要为一套磨拉石建造，孔隙度高，岩性为灰白色、灰绿色、紫红色泥岩、粉砂岩、砂岩、粗砂岩、砂砾岩、砾岩。

(3) 第四系(Q4)：分布于区内溪流两侧及山间沟谷，由砂砾层、砂层、亚砂土、亚粘土组成。

2.2 岩浆岩

区内未见岩浆岩出露。

2.3 构造

区内共发育有南北向F1、北东向F2、北西向F3三组断裂构造，其中F1断裂为本区萤石矿的导矿和主要的容矿构造，F2、F3均为F1的次级构造。

F1断裂：出露于矿区中部，呈近南北向展布，延长＞4 300m，沿走向呈舒缓波状贯穿全区，倾向250～295°，倾角65～85°，宽度1.0～20.0m，形态不规则，局部膨胀收缩现象明显，该断裂构造在剖面上呈“亻”字符型。断裂带内硅化强烈，充填大量网脉状硅质脉体。构造岩以碎斑岩、碎裂岩为主，角砾成分主要为变余砂岩、硅质岩等，大小不等，排序不明显，多为棱角状—次棱角状，为条带状石英或硅质胶结。具硅化、蛋白石化、褐铁矿化、绿泥石化等蚀变现象。地表局部可见萤石风化流失后残留的网格状硅质骨架(空洞)—蜂巢状构造。

F2断裂：出露于矿区东北部，呈北东向展布，延长＞750m，宽0.3～1.8m，倾向325°，倾角60～70°，南西端在走向和倾向上均归并于近南北向断裂F1，以强烈硅化和大量网脉状硅质脉体充填为特征，深部具铅锌矿化、黄铜矿化及萤石矿化，构造岩以碎斑岩、碎裂岩为主，硅质胶结。

F3断裂：出露于矿区南部，呈北西向展布，延长约380m，宽0.5～4m，倾向215°，倾角60～75°，其北西端在走向上归并于近南北向断裂F1，以强烈硅化和大量网脉状硅质脉体充填为特征，构造岩以碎斑岩、碎裂岩为主，硅质胶结。

2.4 围岩蚀变

围岩蚀变主要有硅化、蛋白石化、绿泥石化、钾长石化、黄铁矿化、叶蜡石化。其中硅化与成矿关系最密切，常紧密镶嵌成团块状、不规则状分布于矿体及顶底板中，在成因及空间分布上与萤石矿体关系密切。

3 矿床地质特征

3.1 矿体形态特征

矿区内共发育有V1、V2-1、V2-2三条主要矿体，其中V1矿体赋存于红层与变质岩断裂接触带的浅中部；V2-1和V2-2矿体主要赋存于变质岩中的区域性断裂破碎接触带，向上则赋存于红层与变质岩断裂接触带中。

V1矿体：赋存于近南北向控盆断裂构造F1中的中部深部，呈水平串珠状、透镜状出露于107～-130m标高，走向长320m，倾向延伸360m，矿体厚1.07～5.72m，倾向270～280°，倾角45～76°，矿体平均品位54.57%，矿体厚大时，其靠近顶板处较破碎。

V2-1矿体：赋存于早期的近南北向区域性断裂带的顶板附近，呈不规则透镜状南端扬起北端倾伏，出露于269～-570m标高，走向长1 000m，倾向延长740m，矿体厚0.60～15.85m，倾向270～280°，倾角68～81°，矿体平均品位43.89%，矿体厚度变化较大，局部发育有大小不一的溶蚀空洞。

V2-2矿体：赋存于早期的近南北向区域性断裂带的中部和底板附近，呈不规则透镜状南端扬起北端倾伏，出露于218～-590m标高，走向长770m，倾向延伸645m，矿体厚0.68～9.17m，倾向270～280°，倾角68～81°，矿体平均品位42.16%，矿体厚度变化较大，局部发育有大小不一的溶蚀空洞。

矿区内V1、V2-1和V2-2萤石矿体主要地质特征见下表。

3.2 矿石特征

矿石组分较简单，矿石矿物为萤石，呈绿色、淡绿色、灰白色等，半透明，玻璃光泽，解理发育，性脆易碎。脉石矿物主要为石英，方解石、绿泥石、绢云母等。

石城县楂山里矿区主要萤石矿体特征

矿石结构以自形—半自形中粒结构为主，次为粒状镶嵌结构和碎斑结构，局部可见八面体晶型。

矿石构造以致密块状构造为主，有少量角砾状构造、条带状构造、蜂窝状构造。

3.3 矿石类型

依据矿物组合及结构构造特征，可将区内萤石矿划分为块状萤石矿、角砾状萤石矿、条带状萤石矿和石英萤石矿4种(图3)。

图3 矿区矿石类型

块状萤石矿：主要由萤石单矿物和少量硅质组成，CaF2品位达85%以上。萤石多呈半自形粒状或他形不规则状，少数呈自形立方体。颗粒大小以2～8mm者居多，少数自形晶可达10mm以上。为本区的富矿矿石。

角砾状萤石矿：萤石呈角砾状被硅质和晚期萤石等胶结，矿石具清晰的角砾状构造，角砾棱角明显，大小悬殊，一般0.5～5cm，少数可达数10cm，此类矿石贫、富矿均有。

条带状萤石矿：萤石与硅质相间呈平行条带状产出，或萤石呈不规则脉状充填于围岩裂隙中。矿物组合以萤石单矿物型为主，石英—萤石型次之，沿矿石条带的延伸方向，常显出流动构造的特点，此类矿石贫、富矿均有。

石英萤石矿：矿物成分以石英为主，萤石次之。二者呈无规律混生，多为条带状、团块状或不规则状。此类矿石主要在靠近矿体顶底板的边部出现，多属贫矿。

4 矿床成因探讨

4.1 成矿物质的来源

萤石的主要组成元素为氟和钙，故其成矿物质应来源于富氟、富钙岩石。据区域资料显示，南华系变质岩地层和白垩系河湖相沉积地层均具有较高的钙含量，是良好的矿源层。而区域内印支期和燕山期中酸性岩浆岩具有较高的氟元素含量，为萤石成矿提供了良好的物质来源。

4.2 成矿流体的来源

萤石成矿与成矿流体关系密切，成矿物质的运移、富集和沉淀很大程度上受成矿流体特征的制约。徐有华[2]对赣南各典型萤石矿床内的岩浆水、变质水、现代大气降水和萤石矿成矿介质的氢、氧同位素组成的系统研究的总结分析，表明萤石矿成矿介质的δ18O值与现代大气降水的δ18O值接近，而远离岩浆水和变质水的δ18O值，认为赣南萤石矿床成矿流体来源于大气降水。李长江等[4]在对中国东南部两类萤石矿床的成矿模式的研究中也认为中国东南部萤石矿床成矿流体主要为晚白垩世大气降水成因的地热水。楂山里萤石矿是赣南重要的典型萤石矿床之一，根据矿区内岩浆活动缺少，以及与矿石伴生的蚀变多为低温蚀变类型，大气降水应是成矿的主要流体来源。

4.3 成矿模式

燕山晚期岩浆岩侵入使基底构造活化，在其侵入垂向压力作用下形成一系列的构造裂隙，之后岩体冷凝收缩，在负压应力作用下，构造裂隙发生拉张，致使大气降水及地表水在岩石中渗流。在岩浆岩冷却成岩过程中，岩体内部的热量通过围岩逐渐向外扩散，使地下水加速升温。受静压力、构造压力和温度梯度的变化，地下水沿着构造裂隙循环上升，在循环过程中不断溶滤汲取地层中的Ca2+和F-等矿物质，使成矿溶液中的Ca2+和F-浓度增高[5-6]。同时，岩浆热液中富含F-等易挥发性组分沿裂隙上升与热水溶液混合，形成富含成矿物质的热水溶液。高浓度的含矿热水溶液在地表或近地表半开放的断裂系统中运移、富集，由于温度、压力的降低及pH值升高，在构造有利部位发生沉淀富集，形成以含石英、萤石为主的脉体。后经多期次的构造活动，含矿热液不断发生活化，并沿着有利的构造空间运移富集，最终形成萤石矿床(见图4)。

4.4 矿床的成因类型

矿区萤石矿体呈透镜状、串珠状赋存于白垩系碎屑岩与变质岩接触的断裂破碎带中，部分赋存于变质岩内的断裂破碎带中，其产状与断裂破碎带的产状基本一致，明显受断裂带的控制，且与围岩界线清楚。矿石矿物主要以萤石为主，矿体围岩有明显的硅化、绿泥石化等蚀变现象，另外矿体局部见方解石、绢云母、褐铁矿、方铅矿、黄铁矿等中低温矿物。综合分析区内矿石矿物的特点、矿物成分、结构构造、围岩蚀变等特征，初步认为该矿床属中低温热液充填型矿床[7-10]。其物质来源于南华系变质岩地层和白垩系河湖相沉积地层，以及中酸性岩浆岩，成矿流体为大气降水。

图4 楂山里萤石矿成矿模式

[1]宁化幅1/20万《区域地质调查报告》[R].1972.

[2]徐有华.赣南萤石矿成矿地质条件及成矿预测研究[D].北京：中国地质大学(北京)，2008.

[3]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，1994，30(5)：1-13.

[4]李长江，蒋叙良.中国东南部两类萤石矿床的成矿模式[J].地质学报，1991(3)：263-274.

[5]杨明生，常凤琴，赖劲虎.赣南新塘萤石矿区地下水元素钙氟变化及其成矿意义[J].南昌大学学报(理科版)，2012，36(2)：154-159.

[6]杨明生，杨永锋，赖劲虎.赣南谢坊萤石矿CaF2与围岩钙氟特征及成矿意义[J].矿业工程研究，2014，29(4)：58-62.

[7]叶锡芳.浙江萤石矿床成矿规律与成矿模式[J].西北地质，2014，47(1)：208-219.

[8]徐少康，殷友东.我国单一萤石矿床地质概要[J].化工矿产地质，2001，23(3)：134-140.

[9]刘磊，林国宣，谢晓亮.武夷成矿带闽西北部萤石矿床地质特征及成矿启示[J].中国矿业，2013，22(S1)：139-142.

[10]王吉平，商朋强，熊先孝，等.中国萤石矿床成矿规律[J].中国地质，2015，42(1)：18-32.

Geological Characteristics and Genesis of Zhashanli Fluorite Deposit in Shicheng County

QUE Xing-hua, ZHUANG Xian-gui, FENG Wei-dong, ZHANG Qing
(South Jiangxi Geological Survey Party of JBEDGMR, Ganzhou 341000, China)

Zhashanli is a super large fluorite deposit discovered in the middle part of Wuyishan metallogenic belt in recent years, This paper analyzes and discusses the geological characteristics and genesis of the deposit in detail, thus implies that Zhashanli fluorite deposit belongs to low-middle temperature epithermal filling deposit, the orebody attitude, shape and size are controlled by fracture structure. The ore-forming materials come from wall rock and deep magmatic hydrothermal, and the ore-forming fluid is provided by atmospheric precipitation.

fluorite deposit; ore characteristics; ore genesis; Zhashanli

P619.215

A

1007-9386(2017)01-0052-04

2016-08-03