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青塘萤石矿床地质特征及找矿方向

2021-05-06曾庆友彭蜀涛潘世语

矿业工程 2021年2期
关键词:硅化萤石石英

丁 亮 曾庆友 彭蜀涛 潘世语

(江西有色地质矿产勘查开发院,江西 南昌 330001)

0 引言

青塘萤石矿位于江西省广丰区145°方位直线距离19 km处,成因类型属于中低温热液充填型,该矿床自发现以来,地勘部门先后在该区开展了不同层次的地质找矿工作,对矿区成矿基本地质要素做了较详细的研究,矿床具埋藏浅、品位富、加工技术性能好之特点。通过总结青塘萤石矿床地质特征,对萤石特征及生成顺序等进行分析研究,同时指出了该区见有萤石矿与铅、锌、钨、铍、铀共生之现象,此为该区后续开展综合找矿工作提供了地质依据。

1 矿区地质特征

青塘萤石矿床在大地构造位置上位于华南褶皱系(Ⅰ)赣中南褶隆(Ⅱ)饶南坳陷(Ⅲ)中,萍乡-广丰深断裂带南侧,成矿区带属华南成矿省下属怀玉钽铌多金属-萤石-滑石非金属成矿亚带中广丰矿田的一部分[1,2]。区域地层主要为侏罗系上统鹅湖岭组(J3e)、白垩系下统石溪组(K1s)和白垩系上统南雄组(K2n);区内断裂构造发育其中NW向断裂带控制着萤石矿点(床)的空间分布,构成了呈NW向展布的曹坑-青塘萤石矿田(图1);区内岩浆活动强烈,岩性主要有燕山早期花岗岩、花斑岩、花岗正长岩及晚侏罗世潜火山岩。

1—白垩系上统南雄组;2—白垩系下统石溪组;3—侏罗系上统鹅湖岭组;4—燕山早期花岗岩;5—燕山早期花岗斑岩;6—燕山早期花岗正长岩;7—晚侏罗世潜火山岩;8—晚侏罗世潜火山岩;9—辉绿岩;10—压扭性断裂;11—地层产状;12—萤石矿点(床)

1.1 地层

矿区出露地层简单,主要为白垩系上统南雄组下段(K2n1)和白垩系下统石溪组(K1s),两者呈不整合接触,第四系(Q)仅于沟谷零星分布。其中南雄组下段(K2n1)主要岩性为紫红色,砖红色厚层状砂砾岩(杂砂砾岩)夹薄层状粉砂质泥岩、含砾粉砂岩、流纹质凝灰岩、安山岩、玄武岩等;石溪组(K1s)主要岩性包括斑杂色流纹质岩屑凝灰岩、凝灰质砂岩及粉砂岩等。

1.2 构造

矿区总体构造呈单斜构造,地层走向NW,倾向NE,倾角30°~50°,区内断裂构造较发育,主要有NW向,次为近EW向、NE向三组断裂。

NW向断裂:主要有F1、F2,属压扭性断裂。F1断裂地表以硅化破碎带形式出现,规模较大,走向长800 m,总体走向300°~310°,倾向SW,倾角50°~65°,断裂面上斜冲擦痕发育。地表硅化破碎带0.2~2 m,走向上具明显膨大缩小现象,呈舒缓波状展布,破碎带见有硅化构造角砾岩,并被硅化(梳状)石英脉和后期萤石脉充填(见图2),萤石脉中局部见残留硅化构造角砾岩团块,该断裂系矿区M1主矿体的控矿构造;F2断裂地表以硅化石英脉形式出现,破碎带规模不大,走向长350 m,走向300°~310°,倾向SW(局部反向),倾角65°~87°,走向上呈舒缓波状延展,局部断面上见擦痕和磨光面,该断裂为次矿体M2的控矿构造。

图2 萤石脉及石英脉沿破碎带充填

近EW向断裂:主要有F3、F4、F5,呈右行侧列展布,属压扭性断裂。该组断裂地表均以硅化破碎带和硅化(梳状)石英脉形式出现,浅部则有后期萤石脉充填,F3、F4、F5,断裂延长分别为400 m、500 m、350 m,总体走向85°~100°,倾向S,倾角65°~85°,断裂沿走向呈锯齿状曲折延展,破碎带厚度变化大,多呈串珠、透镜状,该组断裂为次矿体M3、M4、M5的控矿构造。

NE向断裂:NE向断裂规模小,多被石英脉和辉绿玢岩脉所充填。

1.3 岩浆岩

区内除白垩系火山岩外,尚有长石斑岩、辉绿玢岩和煌斑岩出露,岩性特征分述如下:

长石斑岩:为一隐伏岩体,呈岩株状产出,具明显向NW倾伏之特点,岩体与南雄组下段地层呈侵入接触关系,并具同化现象。岩石为浅灰-灰白色、浅肉红色,斑状结构,块状构造,主要由斑晶(长石占5%~15%、黑云母占2%~5%)和基质(微晶长石、石英占75%~85%)组成,并含微量(1%~2%)的星散状黄铁矿,岩石蚀变强烈,长石斑晶多数被绢云母和水云母置换,黑云母斑晶被绿泥石交代。

辉绿玢岩:绿色、灰绿色,呈辉绿结构或细粒斑状结构、块状构造,由约5%斜长石斑晶和约90%斜长石、辉石的基质及少量磁铁矿等矿物组成,具绿泥石化和微弱碳酸盐化,呈脉状产出,规模小,零星分布,多见于近矿体顶、底板处,偶见于NE向断裂带中或其一侧。

煌斑岩:灰绿色,风化后呈土黄色,细粒斑状结构、块状构造,斑晶主要由长石(60%)、辉石、角闪石、黑云母及少量石英和隐晶质组成,具绿泥石化、碳酸盐化,呈沿脉产出,规模小,偶见于断裂带一侧。

2 矿床地质特征

2.1 矿体特征

矿区内萤石矿(化)体的分布规模、形态产状严格受断裂构造所控制。地表均以不含萤石的硅化破碎带或硅化(梳状)石英脉形式呈现,但沿倾向一般数至十米即可见萤石矿(化)体,属半隐伏矿(化)体。矿区内圈定萤石矿(化)体5个(编号分别为M1、M2、M3、M4、M5),赋矿层位岩性均为南雄组下段砂砾岩,M1矿体为矿区主矿体。

M1矿体:呈单脉状产于F1压扭性硅化破碎带中,总体走向300°~310°,倾向SW,倾角45°~65°,矿体走向长700 m,单工程矿体厚度0.75~1.7 m,平均厚度1.03 m,厚度变化不大,矿体厚度变化系数38.9%,矿体埋深3~10 m,赋存标高280~485 m,倾向控制延深100 m,单工程CaF2品位为62.68%~92.2%,平均品位72.46%,品位变化系数16.6%,属有用组分分布均匀型,矿体顶底板岩性为砂砾岩夹粉砂质泥岩。

矿体沿走向具膨缩现象,矿石品位与厚度一般呈正相关系(见图3),沿倾向矿体厚度具有变薄或变厚现象,矿石品位由浅部向深部具总体变低的趋势,且存在若干工程含矿部位(含石英脉破碎带)连续肉眼观察未见萤石矿物,反映出矿体沿倾向变化较大的特点(见图4);从M1矿体埋藏标高来看,自SE向NW依次降低,与上次斑岩体的倾伏方向一致,反映出两者可能存在一定的关联。

图3 沿走向矿体厚度、品位变化曲线图

图4 沿倾向矿体厚度、品位变化曲线图

M2、M3、M4、M5矿体:M2矿体位于M1主矿体北西侧,受NW向F2压扭性断裂控制,其产状、形态及矿化基本与M1相似;M3、M4、M5矿体位于矿区北部,受一右行侧列展布的近EW向张扭性断裂F3、F4、F5的硅化破碎带控制(见图5),矿(化)体呈串珠、透镜状产出,总体走向85°~100°,倾向S,倾角65°~85°,M3、M4、M5地表硅化(石英脉)破碎带走向长分别为400 、500 、350 m,矿体厚度0.4~1.3 m,CaF2品位45.91%~84.5%,该组矿(化)体具品位较富,厚度变化较大之特点。

图5 呈右行侧列展布的近EW向含矿硅化破碎带

2.2 矿石质量

2.2.1 矿石组成

矿石的矿物组分简单,组成矿石的主要矿物为萤石,金属矿物微量,主要为菱铁矿、针铁矿、黄铁矿及铁锰质氧化物,脉石矿物主要为石英,次为隐晶质硅质物(玉髓、蛋白石),少量白云石、方解石、高岭石等矿物;矿石化学成分主要为CaF2、SiO2,两者呈明显的镜象负相关关系(见图6),其中有用组分CaF2大于65%(富矿品级),杂质组分SiO2含量均低于32%,有害组分S含量偏低(<0.15%)。

图6 矿石主要化学成分相关曲线图

2.2.2 矿石组构

矿区矿石结构构造简单,矿石结构主要为粒状或不等粒状结构;矿石构造为块状构造,少量呈碎裂状、角砾状构造[3]。

2.2.3 矿石类型

按矿物矿石的矿物组分进行划分,矿区矿石类型主要有三类,分别为萤石型、石英-萤石型、萤石-石英型[4]。具体特征分述如下:

萤石型:主要为萤石组成,系萤石单矿物建造。由自形、半自形粒状萤石组成致密块状构造,分布于矿体膨大部位。

石英-萤石型:主要由自形、半自形萤石和它形粒状石英组成致密块状构造。其间尚见有萤石矿破碎后胶结的角砾状构造及其两侧淋滤形成隐晶质皮壳状构造和钟乳状构造,常分布于矿体由膨大趋向收缩部位。

萤石-石英型:主要由它形粒状石英和粒状、粉粒状萤石呈共溶物结晶而组成致密块状构造,在其旁侧常见有石英与萤石相间组成条带状构造,此类型矿石多分布于矿体缩小及矿脉分支处。

2.2.4 萤石特征及生成顺序

区内所见萤石颜色各异,结晶程度不一,具体特征如下:

淡绿色萤石:玻璃光泽,透明度强,它形粒状结构,性脆易碎,解理发育,偶夹无色(白色)萤石,质地纯净,多赋存于矿脉中心部位,呈包体出现,偶见无色透明可作天然光学萤石之用。

翠绿色萤石:基本特征同淡绿色萤石,解理及透明度弱,与淡绿色萤石呈渐变过渡关系。

绿色、深绿色萤石:松脂光泽,结晶程度较高,见有八面体、自形立方体,块度大,透明度较差,其间常夹玫瑰色萤石,经手选可作工艺品。

淡紫色、紫色萤石:多为它形-自形粒状结构,块状构造,透明度较差、块度大,具松脂光泽,贝壳状断口,多沿脉壁产出,有时呈单脉产出,切穿主矿体,偶见菱形十二面体的晶形出现。

上述各色萤石由矿脉中心向外至矿层顶底板,呈似对称排列,皆为渐变过渡关系,而无截然界线可寻。依据各种颜色萤石的特征和赋存部位,生成顺序确定为紫色萤石-淡紫、深绿色萤石-绿色萤石-白色萤石-紫色萤石-皮壳状、钟乳状萤石[5]。

2.3 蚀变与矿化关系

矿区蚀变类型简单,主要为硅化、高岭土化,次为绿泥石化、绢云母化,近矿围岩蚀变主要是硅化、萤石化及绿泥石化叠加现象,局部尚见有微弱的黄铁矿化、针铁矿化,在强蚀变花岗斑岩中,可见萤石呈微-细脉状、细脉浸染状、星散状出现,而黑云母含量则大幅减少,蚀变带宽度,下盘大于上盘,其高岭土化、糜棱岩化又强于下盘。

3 成因类型及找矿方向

3.1 矿床类型

综前所述,矿区矿体围岩为砂砾岩,其空间定位及产状严格受断裂构造控制,呈陡倾斜脉状产出,矿床类型应属岩浆期后中低温热液充填型萤石矿床。

3.2 找矿标志

矿区找矿标志可分构造标志、岩浆岩标志、围岩蚀变标志、民窿标志四类。构造标志主要是发育有硅化(梳状)石英脉的断裂破碎带,区域上以NW向断裂成矿远景最大;岩浆岩标志是区域上广泛发育的火山-潜火山岩作为寻找萤石矿的间接标志;围岩蚀变标志主要是硅化、萤石化及绿泥石化叠加部位,尤其是以带状分布的硅化可作为寻找萤石矿的重要标志;民窿标志是对于类似本矿区的半隐伏矿床最为直接的找矿标志。

3.3 找矿方向

近矿床外围为萤石成矿有利地段,萤石矿点星罗棋布,该区为赣东萤石成矿带的重要组成部分,起于赵家地区,向北西延伸至东坑岭,长约20 km,宽约10 km,即位于岭底花岗斑岩岩株外缘或接触带和广丰白垩系断陷盆地两侧,构成岭底地区萤石矿集区,其成矿条件优越,具有良好找矿潜力,目前已知有东坑岭、大东坑、三滩、青塘、半溪、石人底、赵家等萤石矿床(点),严格受NW、NE向断裂构造控制,故沿NW、NE向控矿构造是今后区内找矿的重要方向,此外,部分萤石矿与铅、锌、钨、铍、铀共生,此为区内综合找矿提供了方向。

4 结语

1)萤石矿体空间定位及产状严格受断裂构造控制,呈陡倾斜脉状产出,属岩浆期后中低温热液充填型萤石矿床。

2)矿体的分布规模和形态产状严格受断裂构造控制,矿石品位与厚度呈正相关系,矿石主要矿物为萤石,脉石矿物主要为石英,矿石类型主要有萤石型、石英-萤石型、萤石-石英型三类。

3)萤石矿受NW、NE向断裂构造控制,在近矿床外围为萤石成矿有利地段,沿NW、NE向控矿构造是今后区内找矿的重要方向。

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