福建省光泽县寨里—司前一带萤石矿成矿地质特征及成因分析

陈新立栗克坤 韩志坤

中化地质矿山总局河南地质勘查院，河南 郑州，450000

地质·矿产

福建省光泽县寨里—司前一带萤石矿成矿地质特征及成因分析

陈新立*栗克坤 韩志坤

中化地质矿山总局河南地质勘查院，河南 郑州，450000

寨里—司前一带位于闽西北萤石成矿带内。区内萤石矿（床）点众多，主要分布于燕山期酸性花岗岩接触带附近及花岗岩体内，少量位于中生代火山岩分布区。矿体主要受北东向断裂构造控制，矿体产状与断裂产状一致。矿体直接围岩为硅化破碎蚀变岩，间接围岩为花岗岩、黑云斜长变粒岩，少量为火山碎屑岩。矿体与围岩界线清晰，围岩蚀变主要为硅化、绢云母化，次为绿泥石化、叶腊石化等。该区萤石矿为中低温热液充填型矿床

萤石矿 成矿地质特征 成因 光泽县

研究区位于福建省西北光泽县寨里—司前一带，区内萤石矿产资源成矿条件好，在不足600km2的范围内分布有夫人村、大坡、测家山、罗家坑等20余处萤石矿床、矿（化）点。该区进行过1∶5万～1∶25万区域地质调查、区域矿产地质调查工作，区域矿产地质调查主要针对金属矿产进行了研究，而对区内重要的萤石矿综合研究较少，涉及区内萤石矿综合研究工作是 2012年福建省地质研究院进行的“福建省萤石矿资源潜力评价”，主要对研究区外典型矿床地质特征及综合研究进行了资源潜力评价工作，划分多个萤石矿找矿预测区。2016年，该区开展了“东部地区硼、磷、萤石等重要非金属矿产资源调查”项目，对研究区的萤石矿资源进行了调查工作。通过工作发现较多萤石矿（化）点，认为该区具有较好的萤石矿找矿潜力。

本文主要根据本次调查成果及前人资料，对该区萤石矿成矿地质特征及成因进行总结分析，为在进一步萤石矿找矿和勘查工作提供资料。

1 区域成矿地质背景

大地构造位置位于武夷古弧盆系（Ⅴ-3-1）武夷光泽—泰宁古弧间盆地内（Ⅴ-3-1-2）的司前—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（图1）。

马迹盆地近南北向展布，其内分布有上侏罗统沉凝灰岩、凝灰质砂岩和流纹质火山碎屑岩，下白垩统流纹岩、火山碎屑岩及沉凝灰岩。下史源盆地呈北东向展布，其内分布下、中侏罗统山间盆地粗碎屑沉积岩和上侏罗统火山碎屑岩。司前—光泽燕山期构造岩浆岩带北部和中部梅溪一带分布新元古界下峰组变粒岩、片岩、片麻岩，另外在岩浆岩体中分布有零星多处的下峰组俘虏体（或残留体）。

区内岩浆岩沿司前—光泽燕山期构造岩浆岩带北东向分布，具有多其次特点，主要为加里东期、燕山早期及燕山晚期。加里东期岩浆岩为志留纪白云母正长花岗岩、二长花岗岩，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（含）黑云母正长花岗岩和晚侏罗世正长花岗岩，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。

图1 寨里—司前一带区域地质矿产图Fig.1 Regional geological and mineral map of Zhaili-Siqian area1.新元古界下峰组变质岩；2.上侏罗统长林组火山碎屑岩；3.下白垩统下渡组火山岩；4.下三叠统焦坑组陆相碎屑岩；5.志留纪二云正长岩；6.早侏罗世正长花岗岩；7.晚侏罗世正长花岗岩；8.早白垩世话岗闪长岩；9.花岗斑岩；10.似斑（少斑）正长花岗岩；11.流纹质火山碎屑岩；12.地质界线；13.角度不整合地质界线；14.实测正断层；15.实测逆断层；16.压扭性断层；17.实测性质不明断层；18.推测断层；19.萤石矿（床）点

区内断裂构造发育，大致可以分为北东向、北西向、近南北向和近东西向四组断裂。其中以北东向断裂为主，该组断裂规模大，数量多，蚀变强烈，具有多期多次、先压扭后引张的特点，为区内萤石矿的主要控矿构造（图1）。其次为北西向断裂，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，延伸长度不大，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。近南北向断层形成时间较晚，该组断层错断北西向、近东西向断层。

2 区内萤石矿（床）地质特征

2.1 矿体形态、产状及规模

2.1.1 矿体形态 区内萤石矿体形态简单，呈脉状、透镜状赋存于北东向、近南北向断裂构造破碎带中，少量赋存与北西向、近东西向次级断裂中。矿体沿走向和倾向呈舒缓波状变化，具有膨大狭缩、分支复合现象，规模较大的萤石矿床赋矿构造破碎带宽大，其中多个矿体平行分布，矿体之间岩石硅化、萤石矿化强烈，萤石矿化呈0.1～10cm不等的网脉状或与主矿体平行的细脉分布（图2）。

图2 大坑萤石矿710m中断矿体平面图Fig.2 Fluorite ore body plan at 710 meters depth of Dakeng

2.1.2 矿体产状 矿体严格受断裂控制，与断裂构造破碎带产状一致，走向、倾向上均具有波状变化特点。矿体走向主要为北东向，次为近南北向、近东西向。根据统计北东向延伸的矿体数量约占70%，近南北向约占23%，近东西向约占7%，个别为北西向（表1）。

矿体倾向主要为北西向、南西向，次为南东向。矿体倾角较大，一般50°～80°，局部近于直立。就单个矿体而言，由于区内矿体基本上均为陡倾矿体，部分矿体在走向和倾向延伸方向上局部出现产状翻转的现象（表1）。

2.1.3 矿体规模 由表1可看出，区内萤石矿体地表出露长度一般数十米至 300m不等，平均230m左右，部分规模较大的矿体（如测家山、梅溪）地表延伸长度分别达到750m、742m。矿体倾向垂直延伸50～315m不等，平均130m左右。矿体厚度地表0.8～6.8m，平均2.02m左右。

矿体厚度无论在走向上还是倾向上均有中部大、两端小并具有尖灭再现特征。尖灭再现除了正常的透镜状变化外，多发生在断裂产状发生翻转部位。构造破碎带或矿体顶底结构面产状变化往往指示矿体厚度变化趋势，顶底结构面倾向相向预示矿体厚度变薄，反之则矿体厚度趋向增大。

2.2 矿石结构构造特征

2.2.1 矿石结构 区内矿石结构主要有半自形—它形粒状结构、角砾状结构、次为自形晶结构、它形板状结构、放射状结构、同心圆状、交代溶蚀结构等。

半自形—它形粒状结构：萤石呈半自形—它形粒状，颗粒间以阶梯状、齿状、折线状和不规则边缘相连，粒径0.2～6mm不等，晶面发育不完全。

表1 研究区及区外萤石矿特征一览表Table 1 Fluorite ore characteristics in study area and neighbouring area

角砾状结构：角砾成分主要为绿色、紫色、白色萤石，胶结物为萤石碎粉、碎粒、花岗质碎斑岩或后期石英、萤石等。萤石呈角砾状、棱角分明，粒径一般为0.2～1cm不等（照片1）。

自形晶结构：多为后期淡绿色、紫色萤石。呈立方体、四方单锥、六面体或四六面体聚形，粒度较大，一般0.5～5cm不等，多在裂隙内或晶洞中出现。

同心圆状结构：以硅化岩或萤石块为中心，萤石呈环状分布。

放射状结构：梳状石英以萤石或硅质岩为中心，结晶生长呈放射状。

交代溶蚀结构：早期生产的萤石被后期石英、玉髓溶蚀交代，两者接触界线模糊不清，有的呈港湾状。

2.2.2 矿石构造 区内萤石矿主要构造类型为致密块状、角砾状、条带状，次为网脉状、晶洞状，偶见晶簇状、环状、蜂窝状构造。

致密块状构造：矿石主要分布于矿体中部，绿色、浅绿色、白色、紫色萤石伴有少量粒状石英、角砾状蛋白石或萤石相互嵌接组成均匀的块状集合体。

角砾状构造：多分布于矿体顶、底部，角砾呈棱角—次棱角状，杂乱分布，砾径一般为0.2～5cm不等，个别达10～20cm；角砾成分主要为萤石，次为蛋白石、围岩角砾，胶结物为花岗质碎斑岩、硅质角砾及后期形成的萤石、石英脉。

条带状构造：不同颜色的萤石或萤石条带和灰、灰白色蛋白石、石英条带相间平行分布，萤石条带一般宽0.2～5cm，硅质条带一般宽0.1～0.3cm，局部可达3.5cm。

网脉状构造：矿石有密度较大不同方向的萤石细脉交错呈网格状，萤石细脉宽 0.2～10cm，网脉间为硅质岩或围岩。

2.3 矿石矿物组成及矿石化学成分

2.3.1 矿石矿物组成 矿石矿物组分主要有萤石、石英、玉髓，次为长石、绢云母、高岭石、方解石，局部见黄铁矿。

萤石：区内萤石多色，主要为浅绿、白色、浅紫色，次为翠绿、无色和紫色等。多数为它形—半自形粒状，粒度大者2～6cm，小者0.2～0.5cm不等，呈团块状集合体或角砾状集合体；部分萤石颗粒中可见早期石英包裹体。受后期应力作用破碎，碎粒或碎块被后期石英胶结，完整晶形少见。

石英：呈白色、灰白色，部分铁质污染呈淡黄白色素。不等粒变晶粒状结构、内碎屑结构，粒晶0.03～0.8mm不等，普遍具波状消光，构造裂纹，微破裂现象，石英碎屑大致具有定向排列现象。部分石英呈隐晶—细粒充填分布于石英晶体之间，部分呈栉壳状胶结萤石，部分呈呈栉壳状胶结早期石英及早期石英包围之萤石条带，呈条带状相对聚集。石英与萤石密切共生，常呈团块状、脉状与萤石集合成块状或条带状、角砾状矿石。

玉髓：呈乳白色，灰白色、灰色及淡黄白色。隐晶质结构，部分呈隐晶充填分布于萤石晶体之间，部分呈栉壳状胶结早期石英及早期石英包围之萤石条带，呈条带状相对聚集，部分呈胶结物分布于内碎屑之间。

绢云母：显微鳞片状，较均匀散染于隐晶状石英－玉髓之间。

方解石：呈细粒分布于后期细小方解石石英脉中。

其他次要矿物主要根据围岩性质以胶结物或

围岩角砾形式分布于矿体中。

2.3.2 矿石化学组成 区内萤石矿矿石唯一的有益组分为CaF2，主要有害组分为SiO2。其他有害组分为铅、锌、硫、磷、碳酸钙等，含量极低，对矿石质量影响不大。

根据分析结果，区内萤石矿单样品位最低21.19%，最高93.84%。对于不同的矿点、矿体则因其规模、主要矿石类型组成不同，其矿体平均品位不同；一般来说规模较大的矿体，矿石类型主要为块状矿石的矿体品位较高。矿体规模较小，矿石类型主要为条带状、角砾状矿石的矿体，其平均品位相对较低。

就单个矿体而言，CaF2的含量变化与矿体的延深、厚度以及矿体与围岩接触的空间位置均有一定的相关关系。一般是地表的含量较深部偏低，但深部延深至一定的标高后又开始降低，矿体走向上向两端变薄部位，矿石品位逐渐变贫。矿体与围岩及夹石接触或邻近的地段，含量较低。

2.4 矿石类型

按矿石的主要矿物组合划分，区内矿石类型主要为石英—萤石型、萤石—石英型，少量为萤石型，少见方解石—萤石型。

2.5 围岩与蚀变特征

区内萤石矿围岩主要为花岗（斑）岩、次为新元古界下峰组黑云母斜长变粒岩、上侏罗统火山碎屑岩及下白垩统流纹岩等。

在含矿热液运移过程中，通过组分的带进带出，产生以硅化、绢云母化为主，绿泥石化、高岭土化、叶蜡石化为次，部分地段共生有碳酸盐化、黄铁矿化的低温蚀变组合；每个矿床（点）因围岩不同，围岩蚀变种类组合不同，一般具有2～3种蚀变组合。硅化、绢云母化与区内萤石矿化关系密切，一般硅化、绢云母化强烈部位矿体厚度大、矿石品位高。由矿体向两侧围岩硅化、绢云母化等蚀变强度由强变弱。

区内含矿热液间歇性多次活动，各种蚀变类型相互叠加、改造，分带性不强。

2.6 地表风化带特征

地表风化垂直深度一般 0.5～3m，主要呈物理机械破碎风化。矿石的结构构造模糊不清，地表多呈松散的砂土状萤石矿粒或呈疏松多孔蜂窝状硅质岩或黄褐色、砖红色、黑色砂质粘土。有些蜂窝状硅质岩中可见萤石颗粒流失后残留的立方形、六面体形空洞并在空洞中充填有红色粘土。

矿体围岩由于钾长石发生泥化，斜长石、黑云母发生绢云母化并析出铁质，岩石结构松弛，岩性变软并发生变色褪色现象。花岗岩变为褐黄色、棕褐色、土黄色、黑色，变质岩则变为褐红色、赤红色。

由于区内萤石矿与硅化关系密切，硅化带抗风化能力强，而围岩大多因蚀变、破碎导致抗风化能力弱，风化剥蚀程度较高，因此往往在萤石矿化带附近形成相对的正地形。

3 成矿作用及成矿过程

曹俊臣（1994）对包括福建、江西、浙江在内的全国14个典型矿床进行了萤石气液包裹体氢氧同位素特征进行研究，结果表明萤石矿成矿溶液主要由大气降水组成，但也不排除建造水和来自深部水的混入【1】。

综合区内萤石矿分布特征及矿体地质特征，燕山期断裂构造活动继承前期形成的一系列先压后张的北东向、北西向和近南北向断裂构造，大气降水沿断裂裂隙下渗并淋滤萃取围岩中的含矿物质形成含矿热液 ，含矿热液沿断裂裂隙运移到成矿有利部位（主要是燕山期花岗岩与变质岩接触带附近或断层泥等阻隔层附近的张性断裂）沉淀形成萤石矿体。

根据萤石矿矿石结构构造和萤石矿脉相互穿插关系，区内萤石矿成矿过程大致可以分为四个成矿阶段：

第一阶段：成矿作用早期，在张性应力作用下，先期形成的压扭性断裂发生张性活动，含矿热液上升就位，沉淀出浅绿色、白色萤石和石英。

第二阶段：张性断裂活动进一步加剧，原有裂隙张开，第一阶段形成的萤石矿石破碎成角砾。矿液再次沿断裂上升沉淀并胶结已破碎矿石，形成紫色萤石矿石（照片1、2）。

照片1 紫色萤石胶结透镜状硅化角砾（大窠）

照片2 浅灰绿色萤石矿石角砾被紫色萤石脉胶结（大窠）

第三阶段：经过一定间歇后，断裂再次发生张性活动，前期形成的紫色萤石矿石破碎成棱角—次棱角状角砾，同时矿液再次沿裂隙充填形成浅绿色、白色萤石并胶结紫色萤石角砾。该阶段应为本区较主要成矿阶段，区内多处萤石矿（点）形成于该阶段。此阶段形成的矿石多为块状、条带状构造（不同颜色的萤石组成条带构造）、角砾状构造（照片3、4）。

第四阶段：成矿作用已接近尾声，张应力进一步减弱，在矿体底部充填形成了品位较低的由萤石条带和石英+玉髓条带组成的条带状萤石矿石（照片5）。

最后断裂活动微弱，脆性较大块状矿石易碎，在块状矿石中形成网脉状细小裂隙，沿裂隙充填方解石石英细脉，成矿活动结束。

照片3 紫色萤石角砾北浅灰绿色萤石胶结（大窠）

照片4 块状（条带状）萤石中的方解石石英脉（大坑）

照片5 不同类型条带状矿石关系（大坑）

4 矿床成因及控矿条件分析

4.1 矿床成因分析

寨里—司前一带萤石矿床（点）的矿体均受断裂构造控制，总体形态呈脉状、透镜状分布于断裂破碎带中，矿体产状与构造破碎带产状一致，矿体与围岩界线清晰。围岩蚀变为硅化、绢云母化、叶蜡石化、绿泥石化、高岭土化组成的一套中低温蚀变组合。根据对区内关上萤石矿及区外同类型萤石矿矿物包裹体测温结果显示，区内萤石矿成矿温度为75～250°C不等，平均151°C，成矿温度为中低温（表2）。

表2 区内及区外同类型矿床萤石矿矿物包裹体成矿溶液温度测定结果Table 2 Analytical results for hydrothermal temperature of inclusions of same-type fluorite deposits in study area and neighbouring area

区内萤石矿点主要分布于燕山早期花岗岩体内及花岗岩与围岩接触部位内外各1km范围内，矿体直接或间接围岩主要为花岗岩。前人对花岗岩、蚀变花岗岩以及黑云斜长变粒岩进行硅酸盐分析结果显示：花岗岩氟含量高达0.139%，为正长酸性岩（0.08%）的1.74倍（据维诺格拉多夫1962）；蚀变花岗岩氟含量仅为0.024%，黑云变粒岩氟含量为0.151%。以上表明黑云变粒岩和花岗岩为区内萤石矿形成提供了丰富的氟来源，二者蚀变后导致大量氟活化、转移。区内断裂构造长期活动，具有不同程度的绢云母化、叶蜡石化、绿泥石化蚀变现象，这些蚀变矿物系由斜长石蚀变而来并同时析出钙，这可能是北区萤石矿钙的部分来源。

综合以上特征分析，区内萤石矿为中低温热液充填型矿床，萤石矿为硅酸盐岩石中充填型脉状萤石矿床。

4.2 控矿条件

4.2.1 大地构造位置 寨里—司前一带萤石矿处于司前—光泽燕山期构造岩浆岩带。区内已知的大坑、金垄坡、关上萤石矿及区外的夫人村、羊古庵大型萤石矿及区内新发现的萤石矿（床）点均位于该岩浆岩带上。

4.2.2 构造控矿条件 全区由一系列北东向、北北东向断裂组成的区域性光泽—武平断裂带控制着燕山期以来岩浆活动和沉积作用，形成北北东向规模宏大的光泽燕山期岩浆岩带。断裂带具有长期活动性和先压扭后引张的特点，为含矿热液上侵和萤石矿就位提供了时间、空间，带内具有强烈的硅化、绿泥石化、绢云母化和叶蜡石化等蚀变特点。带内北东向、近南北向断裂构造为区内主要的控矿和储矿构造， 尤其是与北西向断裂交汇部位是区内萤石矿有利成矿部位。

4.2.3 围岩条件

（1）燕山期酸性岩浆岩与围岩接触带：综观区内萤石矿床（点）主要分布在燕山早期花岗岩与围岩接触部位内外各1km范围内的北动向、北北东向、近南北向断裂破碎带中，部分位于花岗岩岩体内，萤石矿床（点）在其周围1km范围内均发现有围岩俘虏体（或残留体）的存在。区外羊古庵、南山下、建阳回潭等大型萤石矿均是如此。

（2） 燕山期花岗岩：区内萤石矿直接或间接围岩主要是晚侏罗世正长（二长）花岗岩，区内大坑中—大型萤石矿浅部为变质岩，但其深部坑道已经揭露矿体围岩主要为花岗岩。燕山期花岗岩岩浆提供了区内萤石矿液重要的物质来源和热源。

5 找矿标志

综合分析区内各萤石矿床（点）地质特征、控矿条件，总结了区内萤石矿以下几点找矿标志：

（1）断裂构造破碎带

区内萤石矿均严格受断裂控制，矿体主要赋存与北东向构造破碎带中，次为近南北向、近东西向构造破碎带中。因此断裂构造破碎带是本区中低温热液充填型萤石矿必要的找矿标志，尤其是燕山早期花岗岩与围岩接触部位 1km范围内和不同走向断裂交汇部位的张性断裂破碎带位置是寻找萤石矿有利部位。

（2）地表标志

萤石矿矿石较脆，地表风化后很容易破碎成碎块、碎粒散落分布在萤石矿体上部或周围地表土层中，因此在地表土层中发现萤石碎块颗粒，在其下部或周围必然存在萤石矿体。

（3）硅化蚀变带标志

区内萤石矿成矿与硅化蚀变关系密切，硅化越强烈萤石矿规模越大、品位越高。硅化带中如果存在蜂窝状、炉渣状、立方形、六面体形空洞，则其下必然存在萤石矿体。另外，区内萤石矿与硅化破碎带关系密切，硅化带相比围岩抗风化能力强，沿硅化带往往会形成正地形或脊背状山脊，因此相对的正地形、脊背状山脊或陡崖为区内寻找萤石矿的地形标志。

（4）风化物标志

矿体围岩由于钾长石发生泥化，斜长石、黑云母发生绢云母化并析出铁质，岩石结构松弛，岩性变软并发生变色褪色现象。花岗岩变为褐黄色、棕褐色、土黄色、黑色，变质岩则变为褐红色、赤红色。因此对于地表分布黑土、棕褐色、褐黄色、褐红色、砖红色泥土部位，其下很可能分布萤石矿体。

（5）化探标志

根据以往地质资料和本次调查阶段性成果，在萤石矿分布区绝大多数分布有 F、Ca、Mo等元素异常及U元素负异常边缘。

6 结论

（1）区内萤石矿为中低温热液充填型矿床，萤石矿为硅酸盐岩石中充填型脉状萤石矿床。

（2）区内萤石矿受司前—光泽燕山期构造岩浆岩活动控制，萤石矿主要形成于燕山期花岗岩与新元古界变质岩内外接触带 1km范围内的北东向、近南北向、近东西向张性断裂内，尤其是以上断裂与北西向压扭性断裂交汇部位；燕山期花岗岩体内的老变质岩残留体（俘虏体）附近也是成矿有利部位。

1 曹俊臣. 热液脉型萤石矿床萤石气液包裹体氢、氧同位素特征[J]. 地质与勘探，1994，30（4）：28～29

Mineralization geological characteristics and genesis analysis of fluorite ores in Zhaili-Siqian area in Guangze County, Fujian province

Chen Xinli Li Kekun Han Zhikun
Henan Geological Exploration Institute, China Chemical Geology and Mine Bureau, Zhengzhou, Henan 450011, China

Zhali-Siqian area is located in the fluorite mineralization belt of the northwest of Fujian province. There are many fluorite ore occurrences or deposits in the area, most of which are found around contact zone or in the body of Yanshanian acidic granites, and few of which are found in the Mesozoic volcanic rocks. Orebodies are mainly controlled by NE-striking faults, so that the occurrences of orebodies and faults are nearly same. Directcontact wall rocks of orebodies are silicified-cataclastic-altered rocks, and indirect- contact wall rocks are granites, biotite-plagioclase leptynites, and a spot of pyroclastic rocks. The borderline between orebodies and wall rocks is clear. Wall-rock alterations are mainly silicification, sericitization, and secondarily chloritization, pyrophyllitization. The deposit in the study area is a hydrothermal filling fluorite deposit formed at medium-low temperature.

fluorite ores, mineralization geological characteristics, genesis, Guangze county

P619.215

A

1006–5296（2017）01–0001–09

*第一作者简介：陈新立（1966～），男，矿产地质勘查专业，高级工程师

2017-01-10；改回日期：2017-02-06