福建浦城地区萤石矿床围岩和矿石地球化学特征及成因

2021-11-04朱利岗王春连商朋强高立湧王占兵

岩石矿物学杂志 2021年5期

朱利岗,金松,2,王春连，商朋强，高立湧,王占兵

(1. 中化地质矿山总局地质研究院，北京 100101； 2. 河北地质大学，河北石家庄 050031； 3. 中国地质科学院矿产资源研究所，北京 100037； 4. 中化地质矿山总局，北京 100013)

萤石被广泛应用于生产氢氟酸和医药、玻璃、陶瓷、水泥等行业中，为我国战略性新兴矿产(邹灏等， 2012；郭佳等， 2018；方贵聪等， 2020)。我国萤石矿床分布广泛，大中型萤石矿床集中分布于东部沿海、华中及内蒙古中东部，可以划分为热液充填型、热水沉积型和伴生型(徐少康等， 2001；王吉平等， 2010， 2014， 2018；成功等， 2013；王振亮等， 2013)。福建省萤石资源比较丰富，其中大型矿床6处，中型矿床21处，小型矿床63处，全省累计查明资源储量超过2 000万吨，主要分布于闽西北南平地区的浦城、光泽、建阳、邵武等地，主要赋存于燕山晚期北东-北北东向构造断裂带中，与燕山早期花岗岩关系密切，属于闽北萤石矿矿集区(李建碧等， 1990；林国宣， 2004；刘磊等， 2013；王吉平等， 2015， 2018；林子华， 2018)。浦城地区现有萤石矿(点)30余处，前人的相关研究主要集中在矿床成矿地质特征等方面(蔡建设， 2011；尤阳正， 2018)，但对浦城地区围岩对萤石的成矿作用分析还不足。本文从浦城地区萤石矿石和围岩二长花岗岩地球化学特征角度进行成矿流体示踪，以探讨成矿物质来源及成矿大地构造背景，判别矿床成因类型，分析成矿作用，为区域找矿提供依据。

1 地质概况

1.1 大地构造位置

研究区处于欧亚大陆板块东南缘，位于华夏块体上，濒临太平洋板块，是环太平洋中、新生代巨型构造-岩浆带陆缘的一部分。区域上处于北武夷隆起区北东部，政和-大埔北东向断裂带以西，浦城-光泽北东东向断裂带、崇安-石城北北东向断裂带、浦城-永泰南北向构造带与松溪-宁德北西向构造带的交汇部，地质构造较为复杂，总体构造线呈北北东至北东向。

1.2 区域地层

区内地层结构复杂，具有明显的基底和盖层二元结构。基底主要为元古宇，盖层主要为中生代地层，而中生代地层分布受构造控制较为明显。地层发育较为齐全，出露面积较大，以元古宙变质岩、中生代火山岩地层为主，中生代沉积岩地层次之。地层自下而上为古元古界麻源岩群大金山岩组和南山岩组、上三叠统焦坑组、下侏罗统梨山组、中侏罗统漳平组、上侏罗统长林组、上侏罗统南园组、下白垩统下渡组、上白垩统沙县组、上白垩统寨下组及全新统冲洪积物。

1.3 区域岩浆和区域构造

区域上岩浆构造活动强烈，经历多旋回、多阶段地壳运动，在隆起带边缘产生不同规模的岩浆活动，为成矿提供强大热动力，使地层中成矿物质得到活化、迁移和聚集。岩浆活动有多期次、多阶段的特点，主要产物有晋宁期、加里东期、华力西-印支期、燕山早期、燕山晚期及喜山期岩浆岩，以晚侏罗世—白垩纪大规模岩浆侵入和火山喷发活动为主要特征，该期侵入也是研究区萤石重要赋矿围岩。

区内火山岩分布广泛，有古元古代变质基性火山岩、新元古代变质中酸性火山岩、侏罗纪、白垩纪火山岩等，以晚侏罗世南园期及早白垩世下渡期火山岩最为发育。这两期火山岩也与区内萤石矿关系十分密切。

区内中生代中三叠世、晚侏罗世-晚白垩世侵入岩占侵入岩出露面积98%以上，岩浆侵入活动受区域构造制约明显，具多个构造岩浆旋回活动特征，形成的主要岩石类型有石英闪长岩、石英二长闪长岩、石英二长岩、二长花岗岩、正长花岗岩、花岗斑岩以及辉绿玢岩、闪长玢岩、石英正长斑岩、花岗斑岩脉等(图1)。

图 1 研究区内岩浆岩分布和萤石矿分布图(福建区测队， 1972❶；江西省地质局区域地质调查大队， 1977❷)Fig. 1 Distribution of magmatic rocks and fluorite deposits in the study area(Regional Geology Survey Team of Fujian Province, 1972❶; Regional Geology Survey Team of Jiangxi Province, 1977❷)❶福建区测队. 1972. 浦城幅G-50-5 1∶20万区域地质矿产调查报告.❷江西省地质局区域地质调查大队. 1977. 广丰幅H-50-35 1∶20万区域地质调查报告.

区域上构造复杂，呈现多期构造活动特点。褶皱构造以紧密线形的复式褶皱为主，走向北东东-北东，次级倒转褶曲也较发育。断裂构造以政和-大埔北东向断裂带、宁德-浦城北西向断裂带、崇安-石城北东向断裂带等为代表。

2 矿床地质

2.1 矿区地质

研究区属于闽北萤石矿矿集区，地处闽西北隆起带，位于武夷山成矿带的浦城-顺昌、政和-南平成矿亚带北端，成矿地质环境较好，区内矿产资源较丰富，空间分布明显受北东向构造-岩浆带控制。区内以萤石矿、铅锌多金属矿为主，区内共有萤石矿床(点)35处(表1，中化地质矿山总局地质研究院， 2019(1)中化地质矿山总局地质研究院. 2019. 福建浦城-江西上饶地区萤石矿调查报告.)，其中包括羊角尾大型萤石矿、龙堂寺中型萤石矿、杨高山中型萤石矿，此外小型矿床包括刘家田、南山尖、黎处、下沿坑、安国寺、外洋、吴山、旱塘坞等。

表 1 福建浦城地区萤石矿床(点)特征Table 1 The characteristics of fluorite deposits(spots) in Pucheng district, Fujian Provnice

区域内二长花岗岩手标本呈灰色，半自形粒状结构，块状构造。主要由石英、斜长石、碱性长石及黑云母组成，他形-自形晶，粒径一般为2.1～4.5 mm，其次为0.90～1.95 mm，个别为6.0～15.6 mm。石英无色透明，无解理，干涉色一级灰-黄；长石发育轻微土化、绢云母化，碱性长石为钾长石，见斜长石穿孔；斜长石粒内聚片双晶发育；黑云母呈无色片状，见一组极完全解理，部分析出铁质。

2.2 主要矿体特征

本区萤石矿床矿体产在北东向断裂带内，赋矿围岩为二长花岗岩。

羊角尾萤石矿为大型矿床。区内出露地层为侏罗系梨山组、漳平组，晚侏罗世正长花岗岩侵入，北东向断裂构造发育。圈定工业矿体2条，Ⅰ号矿体赋存于下侏罗统梨山组的F1断裂带中，其产状、规模受F1断裂控制，矿体呈脉状，走向45°～87°，倾向北西，倾角54°～89°。矿体与围岩界线较清楚，矿体产状较稳定，未见有较大的断层破坏矿体。Ⅱ号矿体呈脉状，厚度1.09～1.77 m，走向65°，倾向北西，倾角67°。累计查明CaF2资源量183.79万吨。

龙堂寺萤石矿为中型矿床(蔡建设， 2011)。区内出露地层为侏罗系梨山组、古元古界大金山岩组，北东向断裂构造发育，多见花岗斑岩脉。圈定工业矿体5条，Ⅰ号矿体呈脉状赋存于麻源群大金山组变质岩中的F1断裂带中，矿体长度约285 m，厚度1.65～8.46 m，矿体产状与F1断裂产状一致，走向32°～55°，倾向南东，倾角74°～88°。Ⅱ-1号矿体走向43°～65°，倾向南东/北西，倾角61°～87°。Ⅱ号矿体呈脉状赋存于麻源群大金山组变质岩中的F2断裂带中，矿体长350 m，平均品位62.92%，矿体产状与F2断裂产状一致，走向北东43°～65°，倾向南东或南西，倾角68°～87°。Ⅲ号矿体呈透镜状产出，赋存于花岗斑岩中F3断裂带中，矿体长度100 m，斜深50 m，平均厚度1.92 m，矿体平均品位76.64%，矿体产状与F3断裂产状一致，走向北东40°，倾向南东，倾角83°。Ⅱ-2号矿体为一盲小矿体，呈脉状产出，赋存于麻源群大金山组变质岩中，走向长约45 m，矿体厚度1.08～1.25 m，品位54.14%～56.42%，平均品位55.74%，矿体走向50°，倾角61°。Ⅱ-4号矿体为一盲小矿体，呈脉状产出，赋存于麻源群大金山组变质岩中，矿体长约50余米，倾向延伸大于30 m，矿体厚度1.62 m，品位为47.62%，矿体走向50°，倾角84°。累计查明CaF2资源量138.98万吨。

杨高山萤石矿为中型矿床。区内出露下渡组地层，发育一条北东向和一条北北西向断裂，且北东向断裂被北北西向断裂错段，见一处矿体，萤石矿体产于断裂破碎带中，地表呈单脉状产出，矿体走向50°～70°，倾向北西，倾角56°～75°。地表出露长度约350 m，控制长度约600 m。厚度最大5.19 m，最小0.30 m，平均厚度1.97 m。矿体总的产状为简单连续单脉矿体。

黎处萤石矿为小型矿床(尤阳正， 2018)。矿体主要分布在晚白垩世正长岩中。区内见有4条断裂带，均为北东向断裂，总体走向40°～60°，倾向南东，倾角70°～75°。矿区内见6条萤石矿体，均受断裂构造控制，其产状与断裂构造产状基本一致，走向一般30°～70°，倾向南东，倾角63°～80°，沿走向较平直，沿倾向上变化较大。矿体长40～320 m，厚度0.35～3.69 m，斜深40～302 m。矿体呈透镜状、细脉状，矿体与围岩界限清楚。

南山尖萤石矿为小型矿床。区内见北东东向断裂，断裂总体走向65°～85°左右。倾向NNW，倾角为63°～75°左右，走向贯穿全区。围岩蚀变主要为绢云母化、高岭土化，次有硅化等。区内见一个矿体，呈脉状，总体走向70°～85°，倾向NW，倾角较陡。矿体地表走向长416 m，平均厚度约1.09 m。

外洋萤石矿为小型矿床。区内大面积出露中三叠世深灰色少斑中粒石英二长岩，西北部见早白垩世浅肉红色中细粒花岗闪长岩出露。发育2条北东向的压扭性控矿断裂，总体走向50°～65°左右，倾向SE、NW，倾角为60°～78°，走向延伸1.0～1.6 km，破碎带最大宽度约6.5～8.0 m，一般4～5 m，破碎带中由硅化、萤石化构造角砾岩及萤石矿体组成。围岩蚀变主要为硅化、高岭土化，次有绢云母化等。区内见5条萤石矿体，矿体均为不规则状透镜体，矿体总体走向55°～65°，倾向SE，一般为72°～80°。地表沿走向控制长度92～256 m，斜深96～242 m，见矿厚0.40～3.45 m。

2.3 矿石类型

研究区萤石主要呈翠绿色、浅绿色，其次为浅紫色、紫黑色、淡白色(图2)。萤石矿矿物组合简单，主要由萤石和石英组成，还有少量方解石、蛋白石、黄铁矿，微量的绢云母、钾长石及钠长石。萤石沿断裂带裂隙充填，断裂带由硅化、萤石矿化构造角砾岩及萤石矿体组成，矿体呈不规则的脉状、透镜状、细脉状、条带状分布，局部呈晶簇状(图3)。按矿石结构构造划分，可分为致密块状矿石、条带状矿石、网脉状矿石，其中致密块状、网脉状为矿石主要类型。按矿石矿物组分可划分为萤石型、石英-萤石型、萤石-石英型。

图 2 区内不同萤石矿床矿石类型Fig. 2 The different ore types of fluorite deposits in study areaa—羊角尾矿床条带状萤石； b—南尖山矿床紫黑色萤石； c—黎处矿床翠绿色萤石； d—仁峰矿化点浅绿色萤石； e—外洋矿床条带状萤石； f—外洋矿床块状萤石，有立方体晶体； g—外洋矿床淡白色萤石； h—外洋矿床二长花岗岩中侵入有脉状黄铁矿化； i—龙头洋矿床条带状萤石，紫色与浅绿色相间分布； j—龙头洋矿床萤石矿体呈透镜状出露； k—龙头洋矿床条带状矿石呈脉状分布； l—龙头洋矿床浅紫色萤石； m—龙头洋矿床浅绿色萤石a—banded fluorite from the Yangjiaowei deposit; b—purple-black fluorite from the Nanjianshan deposit; c—emerald fluorite from the Lichu deposit; d—light green fluorite from the Renfeng mineralization spot; e—banded fluorite from the Waiyang deposit; f—massive fluorite with cubic crystals from the Waiyang deposit; g—pale white fluorite from the Waiyang deposit; h—intrusive vein-like pyrite mineralization in the monzonitic granite from the Waiyang deposit; i—striped fluorite with purple and light green interspersed from the Longtouyang deposit; j—the fluorite ore body of the Longtouyang deposit is exposed in a lenticular shape; k—the striped ores of the Longtouyang deposit are distributed in a vein shape; l—light purple fluorite from the Longtouyang deposit; m—light green fluorite from the Longtouyang deposit

图 3 研究区内出露的萤石与围岩Fig.3 The outcrop of fluorite and host rock in the study areaa—萤石呈透镜体状出露； b—网脉状矿石，萤石和石英共生； c—萤石呈细脉状分布； d—北东向断裂内出露有萤石矿脉； e—区内出露破碎带； f—块状凝灰岩； g—区内出露凝灰岩； h—区内出露二长花岗岩岩体； i—块状二长花岗岩a—fluorite exposed in the form of a lens; b—vein-shaped ore, fluorite and quartz coexist; c—fluorite distributed in the shape of small veins; d—fluorite veins are exposed in the NE trending faults; e—fragmentation zone; f—massive tuff; g—tuff; h—monzonite granite body; i—massive monzonitic granite

2.4 围岩蚀变

萤石矿体通常受北东向断裂带控制，沿层面及节理裂隙普遍见有铁染现象，围岩为二长花岗岩、花岗斑岩等，围岩蚀变主要为硅化、高岭土化，次为绢云母化、黄铁矿化。黄铁矿化呈星点状、条带状分布，破碎带由硅化、萤石化构造角砾岩及萤石矿体组成。萤石矿(化)体两侧硅化蚀变强烈(图3)。

3 样品采集与分析

本次研究系统采集了不同类型萤石矿石样品，主要来自外洋萤石矿、黎处萤石矿、南山尖萤石矿、龙头洋萤石矿、仁峰萤石矿化点及矿区出露较好的围岩二长花岗岩，对其进行了主量元素、微量元素、稀土元素分析。样重一般大于1 000 g，对萤石单矿物进行分选，样品粉碎至200目。测试分析在中化地质矿山总局中心实验室采用电感耦合等离子体原子发射光谱法完成。

4 主微量元素地球化学特征

本次采集的围岩样品的主量元素分析结果见表2。在TAS图解上样品绝大多数落入花岗岩区域，一个样品为二长岩，一个样品为石英二长岩，均属亚碱性系列(图4a)。在K2O-SiO2图解(图4b)上花岗岩绝大多数落入高钾钙碱性系列。岩石SiO2含量为58.31%～77.51%，平均71.74%；Al2O3含量为10.70%～16.42%，平均13.40%；Na2O+K2O含量为7.14%～8.79%，平均7.84%，含量较高，Na2O/K2O值为0.52～1.18；CaO含量为0.07%～3.63%，平均1.12%；岩石铝饱和指数A/CNK值为1.02～2.55，平均1.66，A/NK值1.40～2.60，平均1.86。岩石为过铝质岩石，且碱含量较高。

表 2 福建浦城地区花岗岩主量元素组成 wB/%Table 2 Major elements analysis results of granite in Pucheng district, Fujian Province

图 4 TAS岩石图解(a，底图据Middlemost, 1994)和K2O-SiO2 图解(b，底图据Peccerillo & Taylor, 1976)Fig. 4 TAS diagram (a， base map after Middlemost, 1994) and K2O-SiO2 diagram (b, base map after Peccerillo & Taylor, 1976)

不同矿床的萤石和围岩二长花岗岩的微量元素测试结果见表3。萤石的Li含量4.38×10-6～83.90×10-6，平均33.43×10-6；Be含量0.25×10-6～1.34×10-6，平均0.72×10-6；U含量0.09×10-6～2.38×10-6，平均0.52×10-6；Ba含量7.10×10-6～168×10-6，平均40.33×10-6；Sr含量124×10-6～252×10-6，平均190×10-6；U含量0.09×10-6～2.38×10-6，平均0.52×10-6；Th含量0.20×10-6～11.00×10-6，平均2.05×10-6。Nb含量0.54×10-6～8.63×10-6，平均2.04×10-6；Zr含量2.22×10-6～49.75×10-6，平均12.98×10-6。在微量元素原始地幔标准化蛛网图(图5a)中可以得出，不同萤石矿床(点)总体上曲线一致，亏损高场强元素Nb、Zr，富集La、Ce、Sm、Nd和Y，表明其来源具有相似性。

表 3 福建浦城地区萤石和围岩中微量元素组成 wB/10-6Table 3 Trace elements composition of fluorite and host rock in Pucheng district, Fujian Province

围岩二长花岗岩的Li含量为6.86×10-6～38.90×10-6，平均19.23×10-6；Rb含量181×10-6～411×10-6，平均277.75×10-6；U含量0.99×10-6～15.10×10-6，平均8.25×10-6；Th含量11.90×10-6～55.20×10-6，平均33.61×10-6；Zr含量37.11×10-6～253.70×10-6，平均114.85×10-6；Ba含量89.30×10-6～1 803.00×10-6，平均486.44×10-6；Sr含量37.80×10-6～563.00×10-6，平均178.79×10-6。在微量元素蛛网图(图5b)中可以得出，岩石明显富集大离子亲石元素Rb和高场强元素U、Th，亏损高场强元素Zr，岩体中Ba和Sr含量较低，说明花岗岩物源可能是壳源物质部分熔融产物。此外，有一个二长花岗岩样品中F含量高达1.65%。

5 稀土元素地球化学特征

5.1 萤石稀土元素特征

测试结果表明(表4)，萤石∑REE=12.22×10-6～154.44×10-6，平均67.85×10-6；Y含量为5.68×10-6～114.90×10-6，平均值61.66×10-6；萤石中LREE/HREE值为1.10～4.67，平均2.68；(La/Yb)N值为0.85～5.04，平均2.51；δEu值为0.55～1.05，平均0.73；δCe值为0.73～0.95，平均值0.91。由以上数据及图6a可知仁峰萤石矿化点灰绿色萤石∑REE(平均127.06×10-6)和Y(平均111.75×10-6)含量最高；外洋矿床中紫色萤石和绿色萤石∑REE(平均95.76×10-6)、Y(平均80.13×10-6)含量次之，绿色萤石ΣREE和Y含量大于紫色萤石；龙头洋萤石矿床灰绿色、绿色、紫黑色萤石∑REE(平均66.78×10-6)、Y(平均60.51×10-6)含量居中，紫黑色萤石稀土元素和Y含量大于灰绿色萤石；南山尖矿床紫黑色萤石∑REE(平均31.16×10-6)、Y(平均39.61×10-6)含量第四；黎处萤石矿绿色萤石∑REE(平均19.05×10-6)、Y(平均16.91×10-6)含量最少。LREE/HREE值表明轻稀土元素和重稀土元素之间发生分异，轻稀土元素相对富集，配分典线具有左陡右缓特点，Eu处出现一个明显“V”形，存在负Eu异常。

表 4 福建浦城地区萤石和围岩中稀土元素组成 wB/10-6Table 4 REE composition and characteristic parameters of fluorite and host rock in Pucheng district, Fujian Province

图 5 福建浦城地区萤石矿石(a)和围岩(b)的微量元素蛛网图(标准数据引自Sun and McDonough， 1989)Fig. 5 Plots of trace elements content of fluorite(a) and host rock(b) from Pucheng district, Fujian Province (standard data from Sun and McDonough, 1989)

5.2 赋矿围岩稀土元素特征

围岩∑REE=112.30×10-6～340.42×10-6，平均值195.61×10-6；Y含量为15.37×10-6～90.49×10-6，平均值61.94×10-6； LREE/HREE值为1.54～15.47，平均5.67；(La/Yb)N值0.85～42.51，平均10.02；δEu值为0.10～0.72，平均0.29；δCe值为0.36～1.64，平均值0.96。其中二长花岗岩∑REE(平均149.77×10-6)和Y含量(平均74.76×10-6)。外洋矿区围岩LREE/HREE值为7.08～15.47，表明轻重稀土元素间发生了较强的分异，轻稀土元素分异更明显，具有轻稀土元素相对富集、重稀土相对亏损的右倾型配分模式，与I型花岗岩的稀土元素特征相符(图6b)。南山尖矿床和黎处矿床围岩二长花岗岩具有S型花岗岩稀土元素组成模式图(图6b)，其更富集重稀土元素，同时具有负Eu异常。

整体上看，围岩的∑REE和Y含量要高于萤石的∑REE和Y含量，二者都有Eu负异常(图6)。

图 6 福建浦城地区萤石(a)和围岩(b)稀土元素配分模式图(标准化数据参照Sun and McDonough， 1989)Fig. 6 Chondrite-normalized REE patterns of fluorite(a) and host rock(b) in Pucheng district, Fujian Province (Standardized data from Sun and McDonough,1989)

6 讨论

6.1 萤石矿化作用期次

稀土元素作为化学性质相似、地球化学行为相近的元素组，常被用来解释成矿流体物质来源和反演热液成矿过程。萤石是以含有一系列类质同像元素(特别是稀土元素)为特征的矿物，稀土元素常常以类质同像形式进入萤石晶格中，反映了与成矿作用密切相关的地球化学信息。Eu、Ce是稀土元素中具有指示意义的变价元素，通常可作为萤石矿成矿流体氧化还原条件、温度和pH值变化的指示剂(夏学惠等， 2009)。

在稀土元素配分模式图(图6a)和萤石野外出露关系(图2k)可以看出，龙头洋萤石矿中存在两种类型萤石，都具有Eu负异常。绿色和黑绿色萤石的(La/Yb)N>1，稀土元素配分曲线较为“陡峭”，LREE富集，表明流体中稀土元素主要以吸附形式存在，萤石矿化发生在早期热液和成矿活动过程中(许东青等， 2009)。紫黑色萤石(La/Yb)N<1，HREE略为富集，稀土元素主要以络合物形式存在，说明成矿流体有较长的演化过程，稀土元素在形成络合物离子的流体中得到充分分异(许东青等， 2009)，表明萤石结晶发生在成矿流体演化后期，即为后期形成的萤石。这也同野外观察到萤石紫色和绿色呈条带状分布的现象相吻合(图2k)，说明至少存在两期次萤石成矿作用。

黎处、南山尖、仁峰和外洋萤石矿床(点)的萤石(La/Yb)N>1，表明其为区域上早期形成的萤石，稀土元素主要以吸附形式存在。绝大数萤石δEu<1，表现为Eu负异常，为还原条件下的成矿作用，即为低温环境下形成。早期形成的萤石稀土元素配分模式同区域上花岗岩稀土元素配分模式相似(图6a)，表明区域花岗岩对萤石的形成提供了一定物质来源。外洋矿区出露的花岗岩稀土元素配分模式为I型花岗岩模式(图6b)，其与萤石的成矿作用最为密切。研究区内萤石矿的微量元素整体上表现为亏损Nb、Zr，富集Rb、Th、U的特点。

6.2 成矿构造环境

微量元素构造背景判别图不仅用于岩石形成构造背景的识别，还可以示踪岩浆岩成岩过程，这是基于构成构造图解的微量元素参数是岩石源区物质和成岩过程(交代富集、部分熔融、分离结晶等)的指标。区域上花岗岩总体上表现为非常低Sr高Yb型(Sr<100×10-6，Yb=2×10-6～18×10-6)，说明其源区深度浅，花岗岩形成时华南的地壳厚度较薄(张旗等， 2005)。Pearce(1984)对花岗岩类的Rb-(Y+Nb)、Ta-Yb构造背景判别图解和源区及成岩过程进行了较系统总结，认为花岗岩岩浆主要来自于地幔和地壳，花岗岩主要来自于这两个纯端员的熔融和分离结晶，但大多数花岗岩岩浆来自于这两个端员不同比例的混合。花岗岩Rb-(Y+Nb)、Ta-Yb构造背景判别图解不仅可区分不同构造背景的花岗岩，而且还可以根据样品的投影位置解释花岗岩的源区及其成岩途径。区内花岗岩样品主要投于板内花岗岩区域(图7a、7b)，说明其形成于板内构造环境。研究区花岗岩的微量元素特征与板内花岗岩明显亏损Ba和富集Rb、Th、Ta的特点相吻合，也进一步说明萤石形成于华夏地块的板内构造环境背景，其时地壳变薄，地幔物质上涌，重熔岩浆上侵到上地壳，壳幔物质相互作用引发下地壳物质重熔混染和结晶分异(张旗等， 2005)。

图 7 福建浦城地区花岗岩的Rb-(Y+Nb)(a)和Ta-Yb(b)构造环境判别图解(底图据Pearce et al., 1984)Fig. 7 Rb-(Y+Nb)(a)and Ta-Yb(b)tectonic setting discrimination diagrams of granite in Pucheng district, Fujian Province (Base map from Pearce et al., 1984)

6.3 萤石矿成因

萤石中微量元素Y/Ho与La/Ho的双变量关系图解能有效判别成矿流体来源(Bau & Dulski， 1995)。同源形成的萤石在Y/Ho-La/Ho图中呈水平分布，有重结晶作用参与的萤石矿Y/Ho值基本不变，La/Ho值变化范围较大。萤石样品的La/Ho值为3.64～23.24，Y/Ho值为39.40～59.24，在图8a中可以看出萤石矿样品分布基本呈水平，也就是说该区萤石的成矿物质是同源的。

Tb/Ca-Tb/La图解被应用于判断萤石矿床的伟晶岩成因、热液成因及沉积成因等成因类型(Molleretal., 1976；夏学惠等， 2009；孙海瑞等， 2014；张成信等， 2019)。Tb/Ca值变化反映萤石形成的地球化学环境， Tb/La值反映稀土元素分馏作用与萤石形成先后顺序。萤石样品投在Tb/La-Tb/Ca图解的热液成因区(图8b)，表明本区萤石矿是热液成因的产物。龙头洋萤石矿样品在投图中落在两个区域，说明早期形成的萤石富Tb贫La，晚期形成的萤石富Tb贫La，这是由于成矿流体在迁移的过程中，Tb和La所形成络合物的稳定性有差异而致。

图 8 福建浦城地区萤石的Y/Ho-La/Ho图解(a，底图据Bau & Dulski, 1995)和Tb/Ca-Tb/La图解(b，底图据Moller et al., 1976)Fig. 8 Y/Ho-La/Ho diagram (a, base map from Bau and Dulski, 1995) and Tb/Ca-Tb/La diagram (b, base map from Moller et al., 1976) of fluorite in Pucheng district, Fujian Province

6.4 成矿物质来源及成矿过程

不同的学者对该区成矿物质来源有不同认识。曹俊臣(1987， 1994， 1995， 1997)认为此区的萤石成矿产于火山岩及次火山岩中，大气降水组成的地下热水溶液不断对围岩进行淋漓，使Ca、F、REE等重新活化、迁移成矿。李长江等(1991)建立了晚白垩世地热水环流汲取成矿模式——浅循环淋滤汲取模式。中国东南部在早古生代到晚白垩世时，古太平洋板块对欧亚板块发生了大规模的俯冲(胡受奚等， 1994)，大陆性地壳直接推覆在大洋性地幔岩石圈之上，这种俯冲作用使得软流圈地幔物质上涌，并与上地壳物质发生熔融，位于华夏地块研究区内存在多期次板内燕山期花岗岩体，这就是该区萤石矿成矿的大地构造背景。

研究区内花岗岩为过铝质，具有高钾钙碱性质，为区内萤石矿形成提供成矿热液和物质来源，区域上I型花岗岩与萤石矿化关系密切。研究区内萤石形成于一个相对开放的成矿体系，热液体系经历了不同的矿化阶段，为热液成因矿床。尽管对二长花岗岩中F元素含量分析样品数量较少，有一个二长花岗岩样品中F含量高达1.65%，据此可以大致判断围岩二长花岗岩中F为该区萤石矿中F的主要来源。研究区成矿过程可以概括为：三叠纪—早白垩世，具有幔源性质花岗岩经过强烈风化作用，大气降水后经地下循环进入深部，在深处这些热液流体与上侵岩浆相互作用，随着温度、压力、pH值变化，Ca2+、F-等被淋滤出来，在有利构造部位沉淀成矿；区内北东走向断裂破碎带，为矿液运移、沉淀提供了良好空间通道和场所，在接触面有一定程度的硅化、黄铁矿化等蚀变，且萤石沉淀富集出现多期次性。