赣南地区萤石矿床成矿规律及勘查方向的探讨

陈 铖，陈四宝，成绪光

（江西省煤田地质局 二二四地质队，江西 分宜 336600）

赣南地区是江西省南部区域的地理区域简称，地理坐标为：东经113°49′～116°40′，北纬24°28′～27°07′，面积3.94万平方公里，占江西省的总面积的1/4。区内矿产资源极为丰富，素有“世界钨都”和“稀土王国”之称，现已发现矿种106种，其中探明资源储量的有75种，有色和非金属矿产以钨、锡、稀土、萤石最突出。矿业经济已经成为赣南的经济支柱，为当地经济建设和社会发展起了重要作用。

萤石是国家规定限制性开采矿种，是一种不可再生的有限的矿产资源。区内萤石资源基本情况：矿区（点）72处，其中大型4处、中型7处、小型8处，矿点55处；持证矿山开采的矿区59个，生产矿石能力80万吨/年。萤石矿区（点）除安远、大余两县外，其他县市均有分布，开采集中在兴国、瑞金、会昌、宁都四县市。长期以来，人们对区内萤石矿床的成因、地质特征进行了多方面、多方位的研究，积累了大量的地质资料及研究成果。本文在分析现有资料的基础上，从萤石矿所处地质环境入手，运用成矿的物质和构造因素以及岩浆岩分布情况，分析探讨本区域成矿的一般规律，为未来的勘查方向提供一些认识。

1 区域地质背景

赣元属华南褶皱系之东北域，是江西省乃至华中地区重要的萤石成矿区。

在地层上，与赋矿地层有关的主要为中生界白垩纪（K）、侏罗纪（J）；古生界奥陶纪（O）、寒武纪（ε）；新元古界震旦纪（Z）。在构造和岩浆岩上，分别以晚三叠世—新生界发展时期（即燕山、喜马拉雅旋迥）和晚三叠世—白垩纪岩浆岩，对萤石成矿最为有利。

2 萤石矿分布及矿床地质特征

2.1 萤石矿的分布

区内萤石矿点主要分布在于都至兴国、宁都；崇义至上犹；信丰至会昌至瑞金；三南及寻乌地区。以此相对应，依据萤石矿点出露所在地及矿点出现的频率将全区分成五个区段，见表1、图1。

表1 赣南萤石矿点分布

2.2 矿床地质特征

区内萤石矿（化）体基本赋存在北北东向和北东东向的断裂破碎带中，其空间形态、分布主要受断裂控制，矿体沿走向和倾向具有膨大或缩小现象，总体形态呈脉状、透镜状，藕节状、团块状。矿石的物质组成主要有萤石、石英、长石、黑云母，副矿物主要有黄铁矿、方解石、粘土矿物等；矿石结构为玻璃～油脂光泽，自形至半自形似伟晶-伟晶；构造为块状、条带状、角粒状、粒状、环带状；矿物共生组合多为萤石、石英、方解石；矿石类型主要的三类：萤石型、石英—萤石型和萤石—石英型；近矿围岩及夹石主要为构造角砾岩、花岗岩、石英岩脉、硅化岩，围岩蚀变多表现为硅化、绢云母化、绿泥石化、高磷土化。

2.3 萤石矿区（点）的分布与围岩关系

对此区域51个矿区（点）进行数学统计，见表2。从表中可以看出同，萤石矿（点）在燕山期的花岗岩中出现次数为：早期37次，占72.6%；中期9次，占17.6%；小计46次，占90.2%；其它时期花岗岩出现次数为5次，占9.8%。萤石矿（点）周围地层出现的次数为：白垩纪与震旦、寒武、奥陶纪地层出现小计次数为32次，占62.7%；震旦与侏罗、石炭、泥盆、寒武、奥陶纪地层出现合计次数为19次，占37.2%。由此可见，萤石矿体主要形成于燕山早期，成矿主要在白垩纪中。

表2 萤石矿（点）与不同时期花岗岩和周围地层次数统计

图1 赣南构造萤石矿点

3 成因分析

同其它种类矿床一样，控制萤石成矿作用的主要因素为岩石类型和构造。适宜的岩相和岩性，往往是萤石成矿物质来源的重要基础；一定的褶皱和断裂，为成矿溶液提供通道和有利的容矿空间。

这方面研究成果有：姚洪烈认为成矿溶液为中－低温热液，矿床成因类型为中－低温火山热液充填型矿床；张惠堂等（1984年）在研究了武义地区萤石矿床物质来源和成矿作用特征后指出，物质来源与火山活动及淋滤作用有关，分散的氟聚集于地下水体，再上升成矿；徐有华的《赣南萤石矿成矿地质条件及成矿预测研究》（2008年5月）一文中通过对矿物包裹体研究，提出萤石矿形成的温度变化在102°～378°间，最适合的为130°～190°。从区域萤石矿床分布情况来看，矿体周围地层以震旦纪和白垩纪为主，侏罗纪次之，矿床往往赋存于岩体的边缘相或过渡相，特别是岩体的外接触带，矿体有成群出现的现象，如兴国一带的萤石矿床和全南青龙山矿。矿体与围岩的接触关系，表现为界线清楚，围岩蚀变以硅化为主，次有高岭土化、绢云母化、黄铁矿化、绿泥石化，萤石的颜色变化等，表明区内矿床成因类型为中－低温火山热液充填型矿床。

3.1 成矿物质来源

赣南地区的萤石矿体多储存在基岩为中酸性—酸性的花岗岩中，不同时期的花岗岩类化学成分各有差异，此类花岗岩主要有加里东运动期和燕山运动期。

（1）加里东运动期：造岩矿物主要为斜长石、钾长石、石英、黑云母等。花岗岩中斜长石含量远超过钾长石含量，石英的含量为不饱和状态，以暗色的亲铁、镁矿物为主，属半原地型混合花岗岩和混染型花岗岩。从图1可知萤石矿点基本上分布在此类花岗岩中。

（2）燕山运动期：该时期对萤石矿成因来说最为有利。从物质上，其基岩为一套中粗粒似斑状黑云母花岗岩，钾长石含量大于斜长石，石英的含量基本达到饱和状态。矿物以浅色亲氧矿床为主，属陆壳改造型花岗岩成岩系列共生组合。石英脉成矿模式为黑云母花岗岩—钾长石化花岗岩—钠长石化花岗岩—云英岩化花岗岩—云英岩—似伟晶岩壳—石英脉。用石英脉成矿模式来推演萤石成矿模式有着相似的一面，两者都为花岗岩结晶分异—交代蚀变伟晶型矿床。区内萤石矿体硅化是萤石矿床最普遍的蚀变现象，硅化不仅是一种重要的找矿标志，而且一般形成于早期阶段，成为一种天然隔挡层，有利于含氟流液的成矿作用。有的矿床，随硅化强度的增加，矿体加厚，规模增大。有时地表有一定规模的硅化时，常指示下部有盲矿体存在。从区内萤石矿出露情况可以证实：矿体围岩多为震旦纪和白垩纪地层，物质成分多来源于震旦纪的变质岩和岩浆岩本身，多形成于燕山运动晚期。

3.2 岩浆作用与成矿

从图2可知，区内分布有不同时期的岩浆岩，其地质时代的确定由以往的同位素年龄数据佐证。分布状态是：北部与南部出露面积大，各时期岩浆岩都有分布；西部呈条带状出露在南岭断裂带至湖南一线；东部呈零星状分布在武夷山构造带附近。分布基本规律是：从北部到南部，从西北向东南，从西向东，岩浆岩类的时代渐趋变新。大量的资料证明萤石的成矿总是伴随着强烈的构造运动和岩浆活动。因此，应对萤石矿赋存环境和成矿空间进行分析。从区内萤石矿点分布情况可知，酸性—中酸性花岗岩类对成矿最为有利。

（1）加里东运动的花岗岩：区内都有表现，其特点是经过“深熔作用”形成的花岗岩类。早期为原地型、半原地型混合花岗岩；晚期，由于“深熔作用”的不断发展，导致花岗岩浆上侵，形成以混染型花岗岩和岩浆侵入型花岗岩。混合花岗岩均赋存中震旦—寒武系地层中，如会昌城西郊；混染型花岗岩形成晚奥陶世；岩浆侵入型花岗岩形成于志留纪时期，如信丰龙迥岩体，上犹岩体。

（2）印支运动的岩浆岩：零星出露在宁都附近、会昌的东部。岩性由花岗岩、二长花岗岩组成。对萤石成矿基本上不构成影响。

（3）燕山运动的花岗岩：整个燕山期，岩浆岩均有分布，表现也最强烈。据研究成果表明为多期多阶段性，如下：

① 早期（晚三叠世—中侏罗世）：主要分布在崇义至兴国、龙南至会昌一线。此期岩浆岩可分为二类，即基性岩类和花岗岩类，前者多侵入于震旦—寒武变质岩中且被中侏罗世岩浆体侵入，分布面积不大，如三南和寻乌地区；后者按其先后可分为二个阶段，第一阶段岩体多侵入泥盆系地层和石炭系地层中，如于都和三南地区；第二阶段，其岩体多继承、叠加在早侏罗世花岗岩体之上，如宁都罗坑、兴国月形黑云母花岗岩。

② 中期（晚侏罗世—早白垩世）：大面积分布在三南及九连山地区，宁都、兴国地段也有零星出露。此期火山活动可分二阶段，第一阶段（晚侏罗世）主要由黑云母花岗岩组成，部分地段也有玄武岩（岩熔岩类）出现，如龙南东坑的玄武岩，属火山岩和次火山岩类；第二阶段（早白垩世）是侏罗世岩浆活动的继续，一般叠加在晚侏罗世花岗岩体中或其周围，形成复式岩体，岩石多为酸性熔岩及火山碎屑岩类。

③ 晚期（晚白垩世—早第三纪）：零星分布在九连山地区，是燕山运动早、中期分异产物，规模较小，岩性为细粒花岗岩、花岗斑岩及少量的石英斑岩，如赣州组岩层。

3.3 构造作用与成矿

该区构造单元为华南褶皱系之东北域，不但具有构造运动、岩浆活动、变质作用、沉积作用及成矿作用的多旋迥性，而且具有地质构造发展的多阶段性及其在空间上的不平衡性。但就本区域内萤石矿床形成时代而言，主要为晚三叠—新生代发展时期（燕山—喜马拉雅旋迥），即滨太平洋大陆边缘活动阶段。在洋壳板块与欧亚板块之间相互作用和俯冲挤压下，总的特点表现为大陆地壳在隆起的背景上，以强烈而广泛的差异块断运动为主，并在先成或新生断裂的影响或制约下，形成一系列规模不等的块断隆起和盆地。这些断陷盆地或断陷带，主要受基底构造和深大断裂的控制，呈北北东向和北东东向展布。区内主要有兴国盆地、赣州盆地、池江盆地、信丰盆地、菖蒲盆地、会昌盆地。

断裂裂隙既是成矿溶液的通道，又是容矿的空间。在相同条件下，断裂裂隙发育、岩石构造破碎的地段容易成矿。从图1可知，区内主要发育三条呈北北东向展布深大断裂以及呈北北东向、北东东向数百条各类性质、大小不等的断裂。萤石矿体基本上储存在断裂带、断陷盆地或断陷带中，且在构造带密集交错处，北东-北东向断裂与东西向断裂的复合部位，萤石矿体发育更好，明显受控于断裂带的性质和大小及展布。区内萤石矿体总体呈北北东向、北东东向展布。其规模大小与断裂性质有着密切的关系，从区内已开采的萤石矿可知，大中型矿赋存在压扭性断裂中，中小型矿在压扭、张性断裂中都可见。究其原因，可能压扭性断裂不易导水，不便于矿流长期流动富集和储存空间较小有关联。

3.4 成矿模式

成矿物质的演化：成矿物质是不同性质的热水溶液交代过程中获得的，并在有利的物理—化学条件下和有利于成矿的地段集中的，是在不断的环流和交代蚀变作用下，不断获得成矿物质和聚集成矿的，反映了成矿流体随条件不同而变化的一个复杂过程。

由于燕山早期构造运动的影响，为成矿元素的迁移提供了沉淀和富集的空间，地下水沿裂隙运动，地温也随着岩浆的喷发和地热梯度的增高而增加，形成热液；此时花岗岩的分异演化作用以及热液过程的碱交代作用，使成矿元素从原岩中的分散状态，类质同像、包裹体和离子吸附状态得已释放，并与围岩发生物质交换，改变热液物质成分；氟元素和钙元素在化学上都属于活性离子比其他元素更容易产生化学反应，也容易活化；这些热液在后期构造运动中，沿断裂上升，并使围岩产生硅化、绢云母化、绿泥石化等蚀变，含矿热液在条件合适的破碎带空隙中，尤其是在断裂产状变化处，更容易结晶形成萤石—石英脉、石英—萤石脉、萤石脉。期后断裂继续活动，致使先形成的矿石破碎成角砾状，如此循环，早期形成的萤石角砾被晚期萤石矿液胶结或呈脉状再次充填，形成厚大和品位较富的萤石矿体。

成矿物质富集推演模式为花岗岩在交代和重熔作用过程中，金属活性元素钙与非金属活性元素氟得到活化和结合，然后再转移，当结合达到饱和状态时，开始沉淀富集，如此不断地多次循环，导致成矿元素在年青的燕山运动期后花岗岩中不断充填，最终成大小不等的矿床。

4 成矿规律

通过上述对萤石矿点所处的地质环境分析，认为矿体与岩浆岩、构造和地层有着紧密关系，在长期的演化过程中，它们相互关联和制约着矿体的发育成长，在三者适宜条件下，造就萤石矿床。其萤石成矿规律概括如下：

1）萤石矿床基本生长在燕山运动期的黑云母花岗岩中，具有多期多阶段成矿特点，矿床成因类型主要为中－低温热液充填型矿床，矿床发育在燕山早、中期，大中型矿成矿在晚期。

2）滨太平洋大陆边缘活动阶段的构造是成矿的容矿空间，主导控矿断裂为北北东向和北东东向，且在构造带密集交错处、北东-北东向断裂与东西向断裂的复合部位，萤石矿体发育更好。

3）矿体周围以震旦纪、白垩纪地层出现最为频繁，因此认为围岩为震旦纪、白垩纪地层最有利于成矿；成矿的物质主要来源于震旦纪的变质岩和侵入岩体本身；在花岗岩体的边缘相或过渡相，特别是花岗岩体的外接触带处，大、中型萤石矿床多于其他地段，且有矿体成群出现的现象。

4）从加里东期至印支期，再到燕山期，都有岩浆岩频繁活动，往往造就大中型矿床，如兴国地区就有此现象。分布基本规律是：从北部到南部，从西北向东南，从西向东岩浆岩类的时代渐趋变新。

5）矿体产于花岗岩中的构造破碎带；如具有硅化、褐铁矿化、绿泥石化和萤石矿化，或因风化淋滤作用产生的蜂窝状构造的硅化，成为找矿标志。

5 找矿模型和勘查方向

通过上述对比分析，以现已发现的萤石矿体所处的地质环境为依据，找出其相似或相关联之处，预测未来的勘查方向。预测模式见图2。

图2 划分萤石矿勘查区模式

从预测模式图可知，对规划勘查区和远景规划勘查区的划分是区内萤石矿体赖以生存的地质环境背景下，运用条件判断得出结论，即4个规划勘查区；3个远景规划勘查区，共计7个区段。规划勘查区为所有的条件满足可作为勘查的地段；远景规划勘查区为部分条件不满足或如今萤石矿点出露少的地段，可作为未来勘查方向，具体见图1、表3。

表3 赣南萤石矿规划勘查区

6 结语

从萤石矿点所处的地质环境入手，分析成矿规律，在此基础上建立起预测模式，预测勘查方向。其论据围绕着萤石矿体成矿的物质来源，岩浆、构造作用对成矿的影响，找出成矿相同或相近的内在联系，推导成矿模式，用“条件判断”得出结论。理论依据运用了“就矿找矿理论”进行划分，同时认为可建立一套数学模型，当条件数据的不断完善与充实后，用计算机处它建立将为矿政管理部门提供科学管理的依据。

本文是在华星氟化学公司的支持帮助下，得到了该公司和矿产部门专家的指导，在此一并致谢。由于作者水平有限，缺点和不足难免，敬请批评指正。

〔1〕A.N列别金采夫.萤石矿矿床类型和勘探方法.

〔2〕江西省地质矿产局《江西区域地质志》.北京地质出版社，1984（6）.

〔3〕《江西省赣州市萤石矿产资源勘查开发规划》（2005-2010年）.江西省赣州市人民政府，2005（9）.

〔4〕张惠堂，等.武义地区萤石矿床物质来源和成矿作用特征研究，1984.

〔5〕徐有华.赣南萤石矿成矿地质条件及成矿预测研究，2008（5）.