资源调查与环境 第33卷第3期 RESOURCES SURVEY&ENVIRONMENT V01.33 No.3 文章编号:1671—4814(2O12)O3—163—05 北武夷葛山坞萤石矿床地质特征及成因探讨 李康东,吴德来,华嵘辉,秦志刚,徐庆胜 (江西省地质矿产勘查开发局赣东北大队,江西上饶334000) 摘要:武夷山成矿带是我国十九个成矿带之一,分布着众多的萤石、叶腊石、石墨等非金属矿床及铜铅锌银等 多金属矿床,矿床类型多样。本文在讨论葛山坞萤石矿成矿地质特征的基础上,对该矿床的成因进行了探讨,对北 武夷地区下一步寻找萤石矿床具有指导意义。 关键词:北武夷;葛山坞;萤石矿;成因探讨 中图分类号:P619.2 文献标识码:A 葛山坞萤石矿区位于江西省上饶县南南东150。 1.3岩浆岩 方向、直距约40 km处。本区为2010年~2Ol1年江 1.3.1侵入岩 西省地质矿产勘查开发局赣东北大队详查工作区之 区域岩浆活动频繁,侵入岩分布广泛,岩石类型 一,现已探明的萤石资源储量(331+332+333):矿 主要为花岗岩,其次有少量基性、中性及碱性岩类分 石量440.04千吨,CaF 矿物量238856吨,CaF:平 布。活动时期主要为燕山期,东部呈大岩基产出,西 均品位54.28%。其中探明的+控制的资源储量(331 北部则以发育岩株、岩滴、岩瘤为特征。 +332)矿石量313.82千吨,CaF 矿物量172171吨, 1.3.2 火山岩 属中型萤石矿床。 区内火山岩主要为喷发岩,主要岩性为流纹岩、 1 区域成矿地质背景 粗安岩等,赋存于侏罗系上统鹅湖岭组(J。e)地层 中。 葛山坞萤石矿区大地构造上位于钦杭结合带南 侧的华夏板块之北武夷隆起带北缘。 2矿区地质特征 1.1地层 2.1地层 区域地层主要分布有蓟县系周潭岩组、青白口 矿区出露的地层主要为中生代侏罗系下统水北 系万源岩组、侏罗系下统水北组、中统漳平组、上统 组、上统鹅湖岭组(图1)。 鹅湖岭组及第四系等地层。 侏罗系下统水北组(J s)广泛出露于区内,是本 1.2构造 区的主要地层。该组分上下两段。下段(J s )岩性主 本区经历了多期构造变动。基底褶皱构造线展 要为深灰一浅灰色厚层一块状中粗粒一中细粒长石 布方向大致近东西向,轴面略向南倾,显示了由南往 石英砂岩、中粒长石杂砂岩、中一细粒石英杂砂岩、粉 北推覆的特点,具紧闭线状褶皱特征;后期叠加褶皱 砂岩、含炭泥质粉砂岩、泥质硅质页岩,底部为灰白 构造形态复杂,早期面理为变形面,形成以北西向为 色厚层状石英砂砾岩、含砾石英砂岩。上段(J S )为 一主的背向形片褶。区内断裂构造极为发育,构造线展 套灰一灰黑色细碎屑岩沉积,主要岩性有黑灰色 布方向以北东向为主,其次为南北向及北西向,并具 含炭粉砂岩、中一薄层中细粒长石石英砂岩、粉砂 继承发展性质。 岩、含炭泥岩等,微细水平层理发育。 侏罗系上统鹅湖岭组(J。e)为一套流纹质陆相 ÷收稿日期:2012—02—22 第一作者简介:李康东(1967 ̄),男,硕士学位,地质矿产工程师,长期从事地质矿产勘查工作。 164 资源调查与环境 l—鹅湖岭组第—段(流纹质熔结凝灰岩,底部为复成分砾岩、砾质岩屑杂砂岩); 2_ E钼E段(粉砂岩、炭质页岩,泥岩夹细砂岩);3_ 随下匿(含砾砂岩 及中细粒砂岩夹粉砂 底部为单成分砾岩); 外湾独立单元(中粗粒石英正 长 ;予_花岗斑剀8c: 整合地质界畿7-aA ̄ 誊 质界线8 堤 及编号;9_勘探线及鳞} lo姑孔位置及缩 1l-2s3m ̄断水平断面图位置 图1北武夷葛山坞萤石矿区地质略图 Fig.1 Geological sketch map of Geshanwu fluorite de— posit,northern Wuyishan 火山碎屑岩夹火山熔岩建造,呈喷发不整合覆盖于 中下侏罗统地层之上,共分三段①,本区内只发育第 一段,分布于矿区南东面。第一段(J。e )岩性主要为 流纹质熔结凝灰岩、含角砾熔结凝灰岩,底部为复成 分砾岩及砾质岩屑杂砂岩。该段呈喷发不整合覆盖 于水北组下段之上。第二段(J。e )岩性主要为熔结 凝灰岩、含集块角砾晶屑凝灰岩,底部为粉屑沉凝灰 岩。第三段(J。e )岩性主要为流纹质熔结凝灰岩、流 纹岩夹数层流纹质含角砾熔结凝灰岩。 2.2构造 矿区褶皱构造属单斜构造。断裂比较发育,主要 有北东向、北西向、近南北向三组,其中北西向构造 和近南北向构造控制着矿区矿体的空间分布、规模 及形态产状。 2.2.1 北东向断裂 主要为F。断裂,是区域性田棚坂一朱坑断裂的 一部分,区内延长1.1千米,带宽3~2O米,总体走向 35。~5O。,倾向南东,倾角46。~85。,为压性断层。断 层面舒缓波状,带内岩石硅化破碎强,挤压片理、节 理及硅化石英脉发育。局部见挤压透镜体,主要成分 为长石石英砂岩、粉砂岩,大小为6×10~15×4O cm,呈定向排列。带中见有硅化、绿泥石化、绢云母 化、叶腊石化,并伴有黄铁矿化。 2.2.2近南北向断裂 主要为F 断裂,走向延长约400 m,带宽约2~ .15 m,断裂面总体走向342。~350。,倾向南西西,倾 角70。左右。被北东向F1断裂错断。该断裂为一先压 后张断裂,带内岩石硅化强,挤压片理、构造角砾岩 发育,见有硅化、绿泥石化、和萤石化。 2.2.3北西向断裂 主要有F。断裂,为区内V1、V2矿体的控矿构 造。长大于1200 m,延深大于430 m,总体走向305。 ~330。,倾向南西,倾角6O。~75。。一般以硅化破碎 带、碎裂岩带形式产出,地表带宽一般2~10 m不 等。中深部钻孔中最厚约50 m,显示明显的膨大缩 小特征,沿走向和倾斜方向均呈舒缓波状延展,断面 光滑,下盘断面常发育有镜面及擦痕,断层性质以张 性为主。破碎带由构造角砾岩、碎裂岩、硅化石英脉、 萤石石英脉及萤石脉等组成。构造角砾岩中角砾成 分主要为长石石英砂岩、粉砂岩及花岗斑岩,呈尖棱 角状——次棱角状,大小一般为0.5×1~2×4 cm。 硅化石英脉呈细脉状、网脉状及不规则团块状,脉宽 一般1~3 cm。硅化石英脉、萤石石英脉常充填于构 造角砾岩中充当胶结物。破碎带内岩石硅化强,另见 绿泥石化、绿帘石化、叶腊石化、碳酸盐化及黄铁矿 化,旁侧岩石往往破碎,并具硅化现象。 2.3岩浆岩 矿区内发育燕山晚期复式花岗岩,为葛仙山复 式杂岩体外湾独立单元,其同位素年龄值为83.8 Ma(K—Ar),主要岩性为肉红色粗粒石英正长岩、 肉红色多斑石英正长岩及肉红色似斑状正长花岗 岩,岩石副矿物主要有磁铁矿、褐铁矿、黄铁矿、锐钛 矿、萤石、磷灰石、绿帘石、锆石等。该岩体在本区呈 岩枝状侵入于侏罗系水北组上段地层中,与本区萤 石矿韵成矿关系密切。 矿区内脉岩主要发育有花岗斑岩,走向近北东, 倾向南西,倾角约52。。花岗斑岩脉走向长约210 m, ①江西省地质矿产勘查开发局赣东北大队。江西省上饶县葛山坞矿区萤石矿详查地质 报告(内部),2011.4. 第33卷第3期 李康东,等;北武夷葛山坞萤石矿床地质特征及成因探讨 165 东端延出矿区外,地表出露宽约3~17 nl。对本矿区 内的ZK5孔的花岗斑岩中的一个样品(ZK5一b5),挑 选其中锆石,采用LA—ICP—MS(激光探针等离子质 谱)锆石U—Pb法定年,测得花岗斑岩的年龄为 164.614-0.99 Ma(MSWD=3.1),说明本区的花岗 斑岩岩体侵位时间限定在163~165 Ma之间相当于 晚侏罗世。花岗斑岩侵位时间早于本区萤石矿的形 成时间,说明花岗斑岩与本区的萤石矿成矿没有直 接关系。 3矿体地质特征 3.1矿体的分布规模、形态产准状及其质量变化 依据矿体的空间分布及其产出特征,区内有 V1、V2二个工业矿体,其形态、产状均受北西向F3 断裂控制,沿走向及倾向大致平行分布,且均呈陡倾 脉状产出,地表未见萤石矿化露头,为隐伏矿体(图 2、图3)。 叵・圆E]s 厨 l-水北组下段(古砾砂岩,中细粒砂岩夹粉砂岩,底部为单成分砾岩);2—外湾单元(中粗粒 钾长花岗岩);3—花岗斑岩脉;4_地质界线; 构造破碎带及断层编号:6_萤石矿体及编号: 7一皓孔及其编号 图2葛山坞萤石矿区253 m中段水平断面地质略图 Fig.2 Geclogical sketch map at 253 m level section in Geshanwu fluorite deposit 3.1.1 V1矿体 为主矿体,分布于7—4线问,F3断裂破碎带的下 部,地表未见露头。中深部矿体赋存于侏罗系水北组 地层的F3构造破碎带中,由硐探SJ1—297 m—YM、 SJ2—253 m—YM及钻孔ZK501、ZK502、ZK301、 ZK3O2、ZKlO1、ZK102、ZK002、ZK004、ZK005、 ZK201、ZK601控制。矿体总体走向302。~344。,倾 『_侏罗纪下统水北组下 2-自要纪外湾独立单元:3嘶 岩;4碳质泥质糟砂岩;5_炭 质粉砂岩;6.粉砂质泥岩;7—石荚细砂岩;8-长石石英细砂岩; 钾长花岗岩;uo-*t岗斑 11.萤石矿体及编号:l2啵碎艳l3_萤石矿他l 黄铁矿化15罐化16.叶腾石 化:”_地屡产状:18_钻孔匿缭 1 }层及编号; D—253m中断水平断面位置 图3葛山坞萤石矿区3线地质剖面图 Fig.3 Geological profile of the No.3 exploration line in Geshanwu fluorite deposit 向南西,倾角一般为5O。~72。呈舒缓波状延展,矿体 长306米,埋藏深度11~233 m,延深一般为100 m (最大165 m),赋存标高+74.5O~+312.07 m。矿 体真厚度为0.56~4.76 rrt,平均2.17 rft,厚度变化 系数54.14 ,属厚度变化中等类型;单样CaF 品位 21.24%~93.69 ,平均47.97%,品位变化系数为 4O.98%,属有用组份分布较均匀型。 3.1.2 V2矿体 矿体分布于7—4线间,F。断裂破碎带的中部或 上部,V1矿体的上部。与V1矿体大致平行展布,两 矿体相隔间距主要为2~14 111。中深部由钻孔 ZK701、ZK501、ZK502、ZK301、ZK302、ZK101、 zK102、ZK002、ZKO04、ZK201、ZK601控制。矿体走 向295。~32O。,倾向南西,倾角一般为55。"-'75。。呈舒 缓波状延展,矿体长307 m,埋藏深度47---264 111,延 深一般为60 m(最大135 m),赋存标高+65.O0~+ 278.O0 121。矿体真厚度为0.61~4.34 1TI,平均2.27 m,厚度变化系数59.63%,属厚度变化中等类型;单 样CaF 品位20.O9 ~99.O7%,平均62.73 ,品位 变化系数为40.O7%,属有用组份分布较均匀型。 3.2矿石的物质组成、结构构造及矿石类型 3.2.1矿石的物质组成 本区矿石的矿物成分简单,萤石是唯一的矿石 资源调查与环境 矿物。脉石矿物以石英为主,玉髓(蛋白石)、方解石 等脉石矿物少量。根据野外宏观及镜下微观观察,矿 物的生成顺序大致确定为:暗紫色萤石一紫色萤石一 深绿色萤石一绿色、浅绿色萤石一乳白色萤石一石英一玉 髓(蛋白石)一方解石。 3.2.2矿石的结构构造 区内矿石多呈半自形粒状结构,少量角砾状结 构、碎裂状结构,局部微粒状、纤维状、梳状结构。矿 石构造以块状构造为主,一般分布在矿脉的中心部 位;次为条带状构造。条带状构造主要分布两侧脉 壁,并且常形成对称条带状构造。 3.2.3矿石类型 按区内矿石的主要矿物组份及其结构构造特 征,可划分如下矿石类型: 块状萤石型矿石:主要为萤石组成,含少量杂 质,矿石呈粒状结构、块状构造; 块状石英一萤石型矿石:为萤石含量大于石英含 量呈块状构造的矿石。 以上两种矿石类型为矿区主要矿石类型,其次 为条带状、角砾状及碎裂状石英一萤石型矿石;并有 少量块状、角砾状萤石一石英型矿石(萤石含量小于 石英含量)。 纵观本区,块状萤石型、块状石英一萤石型及条 带状石英一萤石型矿石主要分布于矿体的中心部位, 而角砾状、碎裂状石英一萤石型和萤石一石英型矿石 则主要分布于块状矿体两侧或边部。 3.3矿体围岩及夹石特征 矿体呈脉状产出,围岩为硅化长石石英砂岩、石 英砂岩、粉砂岩、局部碎裂花岗斑岩,两者接触界线 清楚,有用组份含量突变。矿体沿断裂破碎带充填的 特征表现十分明显,有时脉壁上常保留断面。 由矿体中心向外侧常出现侧向分带现象,即中 心向两侧依次出现萤石脉一萤石石英脉(条带)一含 萤石石英(岩)脉一(硅化萤石化构造角砾岩)一围岩 (长石石英砂岩、粉砂岩、花岗斑岩等),带宽一般为0 ~数米不等,有时呈现不对称性即矿体的一侧发育 另一侧不发育或发育不全。 矿体较完整,仅在V2矿体北西端见厚度约6 m 的碎裂花岗斑岩夹石,对矿体的完整性影响不大。 3.4围岩蚀变 区内围岩蚀变种类主要有硅化、萤石化、绿泥石 化,次为绿帘石化、碳酸盐化、叶腊石化和黄铁矿化。 ’ 3.4.1硅化 硅化为本区主要蚀变,在不同岩石中普遍发育, 只是强弱程度及表现形式不同而已。在长石石英砂 岩、粉砂岩等围岩中,硅化作用的强弱与其破碎程度 有着密切的关系。远离断裂破碎带其表现形式主要 为沿岩石裂隙面被硅质交代;于断裂破碎带两侧则 表现为硅化石英脉穿插,或交代构造角砾岩使原岩 硅质增多,形成宽度数米一数十米不等,呈带状分布 的硅化蚀变带。断裂破碎带或矿体中,主要表现为大 量的硅化石英脉的穿插,或以胶结物形式充填于构 造角砾的空隙中并交代构造角砾岩。石英脉以平行 细脉、网脉、不规则团块状为主,石英大脉较少见,部 分钻孔中见及0.5~1.5 mm厚的石英微脉,多数以 0.5~5 cm石英脉为主。区内有两期硅化作用,早期 硅化与成矿关系密切,其结晶程度差,多呈浑浊状, 乳白状,为非晶质玉髓、蛋白石等,同时伴有大量萤 石化。晚期硅化脉多为灰白色微一细粒石英,往往切 割早期硅化脉,并沿碎裂面交代萤石,晚期硅化伴有 少量萤石化。 3.4.2绿泥石化、绿帘石化 绿泥石化、绿帘石化在花岗斑岩、矿化层及两侧 围岩中普遍发育,呈显微鳞片状结晶,常与硅化相 伴生。 3.4.3 萤石化 萤石化一般伴随硅化出现,常常充填交代围岩 的裂隙或断裂破碎带的角砾,形成萤石石英脉或萤 石石英团块,局部地段形成有工业意义的矿体。 3.4.4黄铁矿化 黄铁矿化在区内普遍发育,呈星点浸染状、稠密 浸染状、粉晶集合状、细粒状及小团块状。结晶较好 者呈立方体状,颗粒大小一般0.2~2 mm之间,多 沿裂隙及硅化脉空洞分布,常伴有硅化、绿泥石化。 综上所述,矿区围岩蚀变种类简单,以硅化、绿 泥石化最为普遍发育,其中硅化、萤石化、绿泥石化 三者叠加与成矿关系较为密切。 4矿床成因探讨 矿区及外围侏罗系水北组下段地层中隐伏的发 育于燕山晚期复式花岗岩,为葛仙山复式杂岩体外 湾独立单元(∈K。ww),其副矿物中普遍含有萤石, 说明该岩体含氟较高,与成矿关系密切,即高挥发性 组分的酸性岩浆侵入活动形成的岩浆期后热液为成 矿提供了成矿能量和成矿物质(挥发组份如F一、 Cl一、H O等)。当富含萤石的含矿热液在运移过程 中含萤石矿流体不断分离、逐次富集,最终形成富矿 热液。在岩浆演化的晚期,富矿热液在地表附近沿着 岩体与围岩接触带和近接触带附近的断裂破碎带充 第33卷第3期 李康东,等:北武夷葛山坞萤石矿床地质特征及成因探讨 167 填而形成矿萤石矿床。 矿区萤石矿体呈脉状产于岩体与围岩接触带和 近接触带附近的断裂破碎带中,与围岩界线清楚,矿 石具对称条带状构造和角砾状构造,为典型的充填 矿床特征。矿物的共生组合为:萤石、石英、玉髓(蛋 白石),少量方解石等,且萤石以浅色为主(萤石低于 175。C时即消失颜色),显然为典型的中低温矿物组 合特征。 综上所述,本矿床成因类型应属于中低温热液 充填型萤石矿床。矿床工业类型应为硅酸盐岩石中 的充填型脉状萤石矿床。 ’ 在成文过程中,承蒙江西省地质矿产勘查开发 局赣东北大队刘显沐教授级高级工程师及罗平教授 级高级工程师的指导,在此深表感谢! 参考文献 E1-1 袁见齐,朱上庆,翟裕生.矿床学I-M].北京:地质出版 社,1985. 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Key words:northern Wuyishan ̄Geshanwu;fluorite deposit;genesis