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江西省大余县典型矿区地质特征及成因探讨

2021-01-25

世界有色金属 2020年20期
关键词:北东硅化萤石

(赣州市地质队,江西 赣州 341000)

营子里萤石矿区位于江西省大余县城北东方向直距14.5公里,自2015年设立探矿权后经多年勘探,发现一条萤石矿体,圈定萤石资源量一百多万吨,储量规模可达大型。属大余县境内的第一个大型萤石矿床,本文根据在勘查的过程中所获得的经验与成果,总结矿区的地质特征,探讨矿区萤石矿的控矿因素及成因。

1 地质特征简述

图1 大余县营子里萤石矿区域地质略图

江西省大余县营子里矿区位于华南褶皱系赣中南万洋山~诸广山复式向斜西南段,南岭钨锡成矿带东段,处于崇余犹钨锡矿集区西华山-杨眉寺矿田的南东部,崇义~武阳东西复杂构造带与崇义~万安北东向大断裂复合部位。矿区内主要出露有寒武系、白垩系地层。寒武系中统高滩组(∈2gt)有青灰色、浅灰色变余长石石英砂岩以及夹杂其中的板岩以及千枚岩。大面积出露于矿区中部及西北部。白垩纪上统南雄组(K2n)岩性为紫红色砂砾岩、含砾砂岩、砂岩、粉砂岩,砂砾状结构,厚层状构造,主要分布在矿区的东南部。矿区主要断裂F(1北东向断裂带)为燕山运动形成的区域性大断裂,从西华山、楼梯岭一直延伸至下石门,延伸长有30km以上,主要以硅化构造角砾岩或脉石英出现,西南段倾向西北,中部及东北段倾向东南,倾角在70°~80°,硅化带宽度在20m~150m。该断裂产生了一系列的北北东-北东向的次级断裂,萤石矿体即赋存在次级断裂F2中,其走向与主断裂基本一致,倾角45°~60°,延伸大于1km,宽8m~30m。为硅化构造角砾岩带,主要由萤石、石英以及变余长石石英砂岩角砾等组成。有明显的局部膨大缩小特征。矿区附近岩浆岩呈岩滴产出,为燕山早期第一阶段第一次侵入的花岗岩(γ52-1a),岩性为中粗粒斑状黑云母花岗岩。花岗岩岩滴位于F1断裂带的上盘位置,与断裂带呈接触状态,且与F2断层的西南侧相连,这就为萤石的成矿提供了必要的地质条件。

2 矿体特征

矿区内已查明的唯一矿脉产于硅化构造角砾岩带(F2)中的下盘位置,其产状与硅化构造角砾岩一致,倾向南东,倾角42°~65°,大致上在西南侧倾角较缓、东北侧陡,浅部缓、深部陡;走向延伸近700m,倾向延深约375m;矿体较稳定,矿脉基本连续,平均厚度7.04m,总体呈北东向脉状侧伏产出。有多个厚大部位,最大厚度可达19.22m,且厚大部位大致呈线状分布,整体上似串珠状。矿体品位变化较小,平均品位51.62%,品位变化呈中间品位高,四周品位低直至尖灭。区内萤石矿类型主要为石英-萤石型,矿石较易选出。矿物成分比较简单,矿石中的主要有用矿物为萤石,主要脉石矿物为石英,次要矿物为长石、高岭土、水云母,另外还有少量褐铁矿、锆石、榍石等。萤石在矿石中主要以碎裂角砾状,偏光显微镜下常见的为角砾大小一般为2mm~5mm,其次还以碎斑状或不规则脉状产出;局部呈碎粒碎粉状或浸染状分布。在矿体中角砾状矿石主要分布于矿体内部,萤石矿化强,品位高。脉状矿石主要分布于矿体下盘边缘部位,浸染状及条带状矿石主要分布于矿体上盘边缘部位,其萤石矿化较弱,品位较低。

图2 萤石角砾(左)及萤石呈浸染状分布(右)

3 矿床成因探讨

从本区矿床地质特征及成矿规律可以发现:寒武系高滩组的变余长石石英砂岩、侏罗系燕山岩浆旋回早期第一阶段第一次侵入的竹头窝花岗岩滴(Jγ52-1a)、F1(西华山 -楼梯岭-下石门断裂)及其次生断裂带F2等这些因素的共同作用下,使得区内萤石矿体的形成提供了可能。

(1)成矿物质来源。萤石矿体赋于北东向硅化构造角砾岩带(F2)内,围岩为绢云板岩及变余长石石英砂岩。断裂带及周边的寒武系变余长石石英砂岩为主要的成矿钙质来源;通过表1可知,根据侵入岩的性质划分来看,F含量最高的是酸性岩,而根据花岗岩的形成时代来划分,F含量最高的是燕山期的花岗岩[2]据统计,华南花岗岩地区的萤石矿,有80%以上与黑云母花岗岩有关,其主要原因也是由于黑云母是花岗岩中F的主要携带者[3]。

表1 我国侵入岩和花岗岩时代不同所含有的F物质含量划分表(10-4)

因此本区的侏罗系燕山期花岗岩岩体(Jγ52-1a)的侵入、北东断裂带F1及其次生断裂带F2的多期次活动,携带大量含F热液向上侵位,多次与地下水交汇、循环,为区内萤石成矿提供了重要的成矿热液和热源保障。

(2)成矿时间与空间。成矿时间上,本区萤石成矿时间应属侏罗系燕山期岩浆旋回早期第一阶段第一次花岗岩岩滴(Jγ52-1a)侵入期;地质年代为侏罗纪。成矿空间上,矿体严格受北东向断裂构造F2控制,源于主构造带(F1),由北东向南西发生次级羽裂构造,形成F2,这为矿体的赋存提供了充足的成矿空间。

(3)成矿作用过程。矿区在震旦系~寒武系变质岩地层组成区内褶皱基底隆起,侏罗系燕山期岩浆旋回早期第一阶段的花岗岩岩体(Jγ52-1a)侵入,并伴随区域地层强烈挤压变形构成了次生断裂带F2,为成矿提供了导矿和容矿空间。矿体顶、底板围岩有绢云板岩及变余长石石英细砂岩。断裂带带内发育萤石脉体,且矿石构造特征多表现为角砾状、脉状、条带状或环带状构造,表明萤石矿体为多期多阶段矿化形成,成矿时间较为漫长。燕山早期第一阶段,断裂构造运动及酸性岩浆的侵入(形成中粗粒斑状黑云母花岗岩),提供了大量的热液,含F热液在构造带内多次循环往复,并且含矿热液在迁移过程中与发生充填交代作用,使围岩发生不同程度的蚀变,使围岩中的有用成份活化、迁移,热液中的F与围岩中的Ca结合,在一定条件下晶出沉淀,形成规模性的形成以萤石-石英脉为主,并包括石英-萤石、萤石脉类型的萤石。后期,断裂构造的多次活动,致使早期形成的萤石矿(化)体发生再碎裂,携带大量含F低温热液向上再次与围岩及构造角砾岩中的Ca在F2断裂带内融汇。且在含矿热液的再次充填交代作用下,使早期形成的萤石矿(化)体得到叠加和改造,并伴有硅化、碳酸盐化等,后期随着温度与压力下降,热液中超量Ca与F结合,晶出沉淀,在断裂带带中附近形成厚大的萤石矿体。最终萤石定位成矿。至此,萤石的成矿作用基本结束。

(4)矿床成因类型。矿区内唯一的萤石矿体严格受F2断裂带控制,矿体产于断裂带内,矿体呈单一脉状,缓倾,形态简单,界线清楚,充填交代现象明显;围岩热液蚀变略微显著,主要有硅化、碳酸盐化、绢云母化及绿帘石化。矿石矿物组合简单,以萤石、石英为主;围岩为绢云板岩、变余长石石英细砂岩及硅化构造角砾岩;结合矿体控制因素、矿物组合和围岩蚀变等特征分析,本矿床成因类型应属中低温热液充填交代型脉状萤石矿床。

4 控矿因素

综上所述,区内寒武系变余长石石英砂岩及绢云板岩为区内萤石成矿提供了一定的物质基础;燕山期酸性岩浆侵入为萤石成矿提供了重要的热液保障及物质来源;断裂带F2及其多次活动为萤石成矿提供了导矿和容矿空间,为成矿元素的迁移提供了沉淀和富集的空间,这也本区萤石矿的主要控矿因素。

5 成矿富集规律

根据矿体地质特征、野外实地观察及工程揭露结果,可将本区成矿富集的一般规律,归纳如下①断裂构造带中深部内硅化构造角砾岩及其附近地段,萤石富集成矿。②北东向断裂构造发育,且断裂带内部后期平行断裂或裂隙发育地段,萤石富集成矿。③石英萤石细脉带发育地段,萤石富集成矿。④硅化、碳酸盐化、绿帘石化、高岭土化等围岩蚀变强烈发育地段,萤石富集成矿。

6 找矿方向及成矿预测

①矿区外F2断裂构造带西南端硅化构造角砾岩带的中浅部。②北东向深大断裂F(1西华山-楼梯岭-下石门断裂)上的东西两个花岗岩滴附近的级断裂带内中深部位。

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