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江西兴国良村萤石矿地质特征及其成因

2019-11-27向文渊吴枭

中国金属通报 2019年10期
关键词:萤石硅化燕山

向文渊,吴枭

(中化地质矿山总局湖南地质勘查院,湖南 长沙 410004)

1 地质背景

良村萤石矿床大地构造位属武夷云开台湾造山系相系华夏地块大相、武夷古弧盆相与武夷云开台湾系罗霄云开弧盆大相、罗霄岩浆弧相结合部位。区内萤石矿主要赋矿地层为青白口系万源岩组、南华系洪山组、白垩系周田组、茅店组。研究区内北东向构造系统与北北东向构造系统(与太平洋板块俯冲方向近一致)形变强烈并复合改造前期构造,为重要的新构造体系(包括北西向的横向断裂系)。它们的形成和发展,导致多期火山活动、岩浆侵入,以及不同性质的沉积、变形、变质作用的发生和演化,对非金属成矿地质构造环境及其演化、地质构造格局起着重要的控制作用[1]。区内岩浆岩分布较广泛,面积约占全调查区总面积三分之一,侵入岩面积约600km2。岩浆岩产出形成的地质时代主要有加里东、燕山等2个时期,其中以加里东期、燕山期岩浆活动最为强烈,以广泛分布的酸性—中酸性岩类最为重要。尤其是中晚侏罗世—早白垩世最发育,亦是与区内萤石矿成矿关系最密切的侵入岩,为赣南地区萤石成矿提供了热源及成矿物质[2,3]。

矿床位于南坑—城岗萤石矿成矿区南部,区内地层主要为一套浅变质岩系,为萤石赋存地层。该区北区为隆起区,南部为青塘—银坑晚古生代坳陷。NE向和NNE向两组区域上早期形成的主干断裂构造控制了区域成矿带和大岩体的产出。主干断裂的复合、包容和其所派生的次一级断裂共同制约着区内小岩体的侵入和矿体的分布。区内岩浆活动剧烈,有加里东期花岗岩及燕山期岩浆岩。与成矿关系密切的为燕山期岩浆岩,主要为中酸性、酸性,以小岩株、岩瘤、岩脉及岩墙产出,主要岩性为黑云母花岗岩二长花岗斑岩、石英斑岩等呈岩株或岩墙产出,它们与区内萤石等矿产成矿关系密切。萤石矿床的分布都集中在花岗岩分布区及其内外接触带3km范围内。

2 矿床地质特征

矿床主要发育在早震旦世沙坝黄组和晚震旦世坝里组,由变余砂岩、变余不等粒砂岩、变余凝灰质砂岩、千枚岩等浅变质岩组成。断裂构造主要有北北东向,其次为北东东向。北北东向区域性断裂 F1、F2 是连接城岗花岗岩浆房的通道,控制了区内中三叠世花岗岩和晚侏罗世花岗岩的侵入和定位,是区内导岩控岩控矿构造;北北东向断裂 F2 及派生的北北东向断裂与派生的北东东向断裂为岩浆及其热液运移沉淀提供了良好场所,区内石英-萤石型矿体严格受其控制,是区内的容矿、控矿构造。矿体围岩主要为震旦纪浅变质岩和中三叠世花岗岩。地层倾向东或南东东,倾角 35°~70°,蚀变主要为硅化、叶腊石化,次为绢云母化、绿泥石化、黄铁矿化和萤石矿化。区内蚀变具对称分布特点,其分布为:绢云母(绿泥石)→叶腊石→硅化→矿体→硅化→叶腊石→绢云母(绿泥石)。硅化可分两期:早期形成硅化带,并使两侧围岩受到不同程度的硅化和褪色;晚期硅化主要胶结各类破碎角砾,并形成石英细脉与网脉。萤石矿化与硅化呈消长关系。

图1 兴国县良村萤石矿地质简图

区内萤石矿体有 7条,其中有 5 条(V1、V2、V3、V4 和 V7)产于F2 断裂带中,2 条(V5 和 V6)产于 F1 派生的断裂中。产于 F2 断裂带中矿体长200~1100m,产于派生断裂中矿体长100m 左右,矿体形态较简单,沿走向和倾向呈脉状和透镜状,具有分枝复合现象,矿体走向除 V6 呈北东东向外,其余矿体均呈走向北北东,倾向北北西,倾角65°~82°;矿化控制标高50~400m,全矿区共获得推断资源量和预测资源量2654.3kt,CaF2(萤石)1438.9kt,规模达大型。其中,:V1矿体最大水平厚度 17.70m,最小水平厚度 1.00m,平均 4.06m,厚度变化系数69%,属形态较稳定类型;CaF2品位31.30%~74.50%,平均51.18%,变化系数31%,属有用组份较均匀型。

矿石矿物为萤石;脉石矿物:石英和硅质、微斜长石、绢云母、多水胶岭石、黄铁矿、针铁矿、磁铁矿。矿石矿物萤石有三个世代:第一世代萤石呈绿色,被第二世代紫色萤石和第三世代无色-淡黄白色萤石所包含;第二世代萤石呈紫色,被第三世代无色-淡黄白色萤石所包含,呈半自形晶,粒状或粒状集合体;第三世代萤石呈无色—淡黄白色,他形微粒状,粒径0.03~0.05mm,呈微脉、细脉穿切和环绕第一、二世代萤石分布,或与硅质—微晶石英组成胶结物沿网状裂隙胶结萤石角砾。

图2 不同颜色萤石之间的包含穿插关系

矿石结构主要有粒状结构、碎斑结构和粒状镶嵌结构。矿石构造主要有块状构造、环带状构造、角砾状构造和蜂窝状构造。

3 矿床成因

矿区内主要的岩浆岩是燕山早期的中粗粒状似斑状花岗岩,岩体呈株状沿断裂破碎带产出,属矿区西部金竹岩体的边缘相,其锆石U-Pb年龄169Ma,为铝饱和型高碱富钾的花岗岩,与华南燕山早期花岗岩地化特征基本一致。

地质特征及成矿物理化学条件表明:良村萤石矿与中生代燕山早期及期后花岗岩关系密切,矿床处于金竹岩体上部的边缘破碎带,是F富集有利部位,亦是F的主要矿源体。而燕山早期花岗岩侵位于矿区周边的震旦纪,石炭纪地层中,地下水淋滤溶解了该地层中石灰岩、大理岩等,获取Ca,及花岗岩所含少量的Ca,为萤石矿的形成提供了钙源。花岗岩与震旦纪、石炭纪地层呈侵入不整合接触,断裂硅化破碎带对矿体的控制极显著,既是构成地下水热液循环的通道的导矿构造,又是容矿场所。招携—中村大断裂在矿区多次继承性脉动,使断裂活动与成矿以及成矿时与断裂活动并存,导致矿脉膨胀收缩,矿石结构构造复杂多样,矿脉相互穿插。

矿床流体包裹体呈现出低温低盐度的特征,包裹体氢氧同位素投点远离岩浆水及变质水,多位于大气降水线附近,表明萤石矿成矿流体来源与大气降水关系密切,并处于相对还原和中性环境中沉淀成矿,与岩浆热液关系不大,岩浆热液肯仅仅提供了一定的热源,与其邻区南坑矿床成矿流体特征相似[4]。

综上所述,认为良村萤石矿床属产于花岗岩强硅化破碎带中的中低温地下水热液充填型脉状萤石矿床。

4 找矿标志

良村区内矿床为燕山晚期热液充填型脉状矿床,控矿构造主要为北北东向区域性断裂,含矿构造则为区域性断裂派生的次级北北东向断裂和北东东向断裂,尤其是北北东向断裂与三叠纪中世花岗岩与震旦纪浅变质岩侵入接触带叠合部位为矿化有利部位。通过野外地质特征,总结良村萤石矿主要找矿标志如下:

(1)硅化破碎带,主要是北北东向,其次是北东东向;

(2)地表具蜂窝状构造的硅化破碎带;

(3)具硅化、蛋白石化、褐铁矿化、白云母化、绿泥石化和萤石矿化蚀变地带,并具分带特征。

其成矿模式如下图所示:

图3 成矿模式图(据参考文献1修)

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