江西南城龙湖萤石矿矿床特征及矿床成因分析.pdf

50 2023 年第 5 期 中国非金属矿工业导刊 总第 161 期【矿产资源】江西南城龙湖萤石矿矿床特征及矿床成因分析谢瑞华(江西省地质局第二地质大队，江西 九江332000)【摘要】本文对龙湖萤石矿区的地质背景、矿床特征及矿床成因进行了研究分析。研究显示：燕山期岩体为研究区提供了矿物质来源；南华震旦系洪山组变质岩在燕山期岩体活动时为岩体的矿物质源提供了屏蔽空间；构造破碎带及次级断裂构造为该矿区提供了导矿通道及赋存空间。结合龙湖萤石矿的矿床成因分析认为，矿液在充填断裂带的同时也充填次级断裂构造机制，提出了对断裂构造带充填型脉状萤石矿床的找矿分析。【关键词】萤石矿；矿床特征；成矿规律；找矿思路【中图分类号】P619.215 【文献标识码】A【文章编号】1007-9386(2023)05-0050-05Analysis on the Deposit Characteristics and Gensisi of Longhu Fluorite Deposit in Nancheng County,Jiangxi XIE Rui-hua(The second Geological Brigade of Jiangxi Geological Bureau,Jiujiang 332000,China)Abstract:This paper studies and analyzes the geological background,deposit characteristics and ore genesis of Longhu fluorite mining area.Research shows that the Yanshanian rock mass provided mineral sources for the study area.The Metamorphic rock of the Hongshan formation of the Nanhua Sinian system provided shielding space for the mineral source of the rock mass during the Yanshanian rock mass activity.The structural fracture zone and secondary fault structures provide a guiding channel and occurrence space for the mining area.Based on the ore genesis analysis of Longhu fluorite deposit,it is considered that the ore fluid fills the fracture zone and also fills the secondary fault structure mechanism.Key words:fluorite ore;deposit characteristics;metallogenic regularity;exploration ideas萤石是自然界主要的含氟矿物，是工业上氟元素的主要来源，也是新材料领域的重要原料，广泛应用于新能源、新材料、制冷、光学、国防、电子、化工、冶金、原子能工业、建材、农药、医药等领域，是宝贵的不可再生的资源。自然资源部 2016 年发布的全国矿产资源规划(2016 2020 年)将萤石列入战略性矿产资源，因此开展萤石矿找矿及成矿规律的研究，具有重要的现实及科学意义。本文研究了龙湖萤石矿的成矿地质条件、控矿因素及矿体矿石特征，探讨其成矿物质来源与成矿构造的关系。通过分析构造断裂带与次级断裂的导矿、容矿及赋存空间的成矿关系，对面临资源枯竭的萤石矿山开展寻找接替资源工作具有重要的现实意义1-3。1成矿地质背景1.1 区域地质研究区位于扬子板块华南缘，系武夷山隆起之【作者简介】谢瑞华(1985-)，男，工程师，地质矿产，E-mail：。【引文格式】谢瑞华.江西南城龙湖萤石矿矿床特征及矿床成因分析 J.中国非金属矿工业导刊,2023(5):50-54.北东端。区域上断裂较发育，主要为大嵊探窠深断裂带，该构造线方向以北东向为主，区域岩浆活动强烈，特别是加里东运动和燕山运动形成了本区的构造骨架，岩浆活动随着褶皱造山运动的推进而不断发育，形成原地、半原地型花岗岩，晚期强烈混合岩化和酸性岩浆侵入，形成了区内燕山期混合岩及花岗岩体(图 1)。1.2 矿区地层矿区出露的地层较为简单，主要为南华震旦系洪山组(Nh2Z1h)变质岩及第四系残坡积层(Q)。南华震旦系洪山组变质岩分布于矿区的东南部，呈顶盖状覆以岩体，岩性主要为变粒岩夹二云母片岩、石英片岩等。该地层与岩体接触带附近，受高温热液作用，具角岩化蚀变形成角岩化蚀变带，在燕山期岩体活动时为岩浆的矿物质源提供了屏蔽空间，有效的阻止了矿液的扩散(图 2)。51谢瑞华：江西南城龙湖萤石矿矿床特征及矿床成因分析1.3 矿区构造矿区内褶皱构造不发育，断裂构造形式以构造破碎带为主，其次为次级断裂构造。构造破碎带(F1)：区域长度 5km，为大嵊探窠断裂的次级断裂。该断裂位于矿区中南部，横贯全区。走向为北东向，倾向南东 145 155，倾角 60 75，宽 4 20m。该构造破碎带产于中侏罗统上罗单元花岗岩中，由角砾和胶结物组成，角砾呈棱角状，大小不一，角砾原岩以花岗岩为主，矿体中的角砾以萤石为主，变粒岩、粉砂岩、片岩等少量；胶结物为硅质，含量一般为 30%40%，最高可达 40%60%，胶结物中见细小的粒状石英，粒径 1 3mm，并见浸染状黄铁矿，黄铁矿化很不均匀，一般含量 1%2%，局部最高可达 4%。局部见构造挤压花岗岩透镜体，长轴长 0.5 80cm，宽 0.2 40cm，长轴大致平行断裂走向。构造破碎带顶底板外侧形成 0.5 1m 的硅化蚀变岩带，蚀变岩带内硅化最主要表现为花岗岩的石英颗粒加粗，石英含量增高，可达 30%40%；硅化破碎带内常有石英细脉，脉幅 1 5mm。该断裂带控制了矿区内 I 号萤石矿体的空间展布。次级断裂构造(F2、F3)：区内与成矿关系密切的次级断裂构造有两条，即 F2、F3，属 F1 构造破碎带的次级断裂，其断裂面沿走向方向呈舒缓状，与主构造破碎带(F1)呈近平行产出，两条次级断裂其顶底板围岩均为中细粒黑云母花岗岩，F2、F3 断裂分别控制了区内、号萤石矿体的空间展布。F2 断裂，走向北东向，倾向南东,倾角 65 75，走向延长约 200m；F3 断裂，走向北东向，倾向南东,倾角 45 65，走向延长约 200m。1.4矿区岩浆岩矿区岩浆活动主要有燕山中早期(中侏罗统上罗单元)的中细粒黑云母二长花岗岩(J1S)，岩体侵入于洪山组变质岩中，呈岩株、岩墙产出，覆盖矿区的北西部。岩体与东南部洪山组变质岩的接触面走向呈北东 55，倾向南东，倾角 35 40，该岩体为本区萤石矿床提供矿物质来源，是成矿的主要母岩。2矿床与矿体特征2.1 矿床特征本区的矿床类型为硅酸盐岩中充填型脉状萤石矿床，充填型脉状萤石矿脉主要赋存于矿区 F1 构造破碎带及 F2、F3 次级断裂构造4-6，两种赋存状态分述如下：(1)构造破碎带赋存型矿脉。是区内的主要赋存类型，其资源量占全区总量的 75%。矿脉主要分布在矿区中部，走向长约300m，倾斜延伸 150m，矿脉主要赋存于构造破碎带内，受构造破碎带控制，集中分布于构造破碎带中部、底板附近。矿脉与构造破碎带的产状基本一致，总体走向北东向，倾向南东，倾角 65 75。呈似层状、透镜状、脉状产出，沿走向或倾向具有膨大缩小特征。矿石中的主要矿物为萤石、石英，少量黄铁矿、黄铜矿等，萤石和石英含量互为消长，构成萤石石英型和石英萤石型两种矿石类型。1 上白垩统河口组2 下侏罗统水北组3 南华震旦系洪山组4 青白口系万源岩组5 新元古界周潭组6 下侏罗统珠坑单元7 中侏罗通下严坑单元8 中侏罗统青里单元9 下侏罗统科家单元10 中侏罗统上罗单元11 下侏罗统杜里单元12 上奥陶统太和单元13 断层及产状14 萤石矿床图 1区域地质简图1 第四系洪冲积物2.南华震旦系洪山组3 侏罗系上罗单元4 断裂带5 矿体及编号6 钻孔编号7 剥土、探槽8 矿权线9 水塘图 2矿区地质简图52(2)次级断裂构造赋存型矿脉。矿区次要赋存类型，矿脉均赋存于上罗单元花岗岩中，受构造破碎带次级断裂构造控制，矿体总体走向北东向，倾向南东，倾角 45 75。本类赋存矿体具有以下几个特点：沿走向及倾向延伸规模较小；矿脉品位普通较高；沿走向及倾向均出现膨大缩小现象。矿石中主要矿物为萤石，少量石英，构成萤石型矿石类型。2.2 矿体特征研究区共勘查发现 3 条萤石矿体，即、号矿体，现将各矿体特征分述如下(表 1)。号矿体：矿区的主要矿体，分布于矿区的中表 1主要萤石矿体特征一览表 矿体编号 赋存类型 产状/矿体形态 赋存标高/m 走向长/m 倾斜延伸/m 水平厚度/m 平均品位 CaF2/%倾向 倾角 最大 最小 平均 构造破碎带 145 155 65 75 脉状、透镜状 140 -17 300 150 14.03 1.68 3.44 35.59 次级断裂 145 155 65 75 脉状 100 5 200 90 2.31 0.62 1.17 45.13 次级断裂 145 155 45 65 脉状 115 44 200 70 2.00 0.64 1.50 46.00 部，为构造破碎带充填型矿脉。矿体赋存于 F1 构造破碎带中，呈似层状、脉状产出，受断裂破碎带控制，产状与断裂破碎带基本一致，总体走向北东，倾向南东，倾向 145 155，倾角 65 75。走向长 300m，倾斜延深 150m。矿体出露地表，最大标高约+140m，控制最低标高-17m。矿体沿走向及倾向均具有膨大缩小、分枝复合等现象。矿化强弱不一，其中以中部矿体最厚，向两侧变薄或尖灭趋势，矿体厚度 1.68 14.03m，平均厚度约 3.44m，厚度变化系数为 80%。矿体的品位为两侧高，中部低，CaF2品 位 为 26.05%62.03%，平 均 品 位 为35.59%，品位变化系数为 27%。号矿体：分布于矿区的中部。矿体赋存于F2 次级断裂构造中，矿体呈脉状、透镜状产出。总体走向与 F2 次级断裂一致，呈北东向，倾向南东,倾角 65 75。走向延长约 200m，倾斜延深 90m。矿体出露地表，控制最低标高约 5m。矿体厚度变化相对较小，沿走向及倾向均出现膨大缩小现象，矿体厚度 0.62 2.31m，平均厚度约 1.17m，厚度变化系数 54%。矿化强弱不一，其中以矿脉中间矿化最强。矿体 CaF2品位在 35.72%57.88%，平均品位为 45.13%，品位变化系数为 32%。号矿体：分布于矿区的中部。矿体赋存于 F3次级断裂构造中，矿体呈脉状、透镜状产出。总体走向与 F3 次级断裂一致，呈北东向，倾向南东,倾角 45 65。走向延长约 200m，倾斜延深70m。矿体出露地表，控制最低标高约+44m。矿体厚度变化相对较小，沿走向及倾向均出现膨大缩小现象，矿体厚度 0.64 2.00m，平均厚度 1.50m,厚度变化系数 36%。矿化强弱不一，其中以矿脉中间矿化最强。矿体 CaF2品位在 35.52%58.65%，平均品位为 46.00%，品位变化系数为 25%。2.3 矿石特征(1)矿石结构、构造。矿石结构较为简单，以自形半自形晶粒结构为主，少量包含结构、交代残余结构等。矿石构造主要为块状构造、角砾状构造。角砾状构造(图 3a)：早期形成的萤石矿体因断裂构造继续活动，造成岩矿石破碎，后期热液继续充填胶结，形成了角砾状矿石。区内角砾状矿石有两种类型：一种角砾为围岩，萤石呈胶结物状包裹围岩角砾；另一种萤石为角砾，胶结物成分以硅质为主。角砾状构造萤石主要产于断裂带充填型矿脉。块状构造(图 3b)：矿石呈绿色、浅绿色，少量白色及紫色，致密块状构造，几乎全由他形不等粒萤石组成。萤石矿充填于开放性断裂、裂隙中，构成脉状的工业矿体，矿物集合体为不规则块状，无定向性分布，致密无空洞，矿物颗粒粒径相差不大，主要由萤石、石英组成。另外，见少量充填于萤石矿裂隙中的细脉状及发丝状石英脉。块状构造萤石主要产于次级断裂构造充填型矿脉。图 3角砾状、块状构造矿石及镜下特征aba 角砾状构造矿石b 块状构造矿石c 角砾状矿石二次充填镜下特征d 块状矿石单次充填镜下特征cd 2023 年第 5 期 中国非金属矿工业导刊 总第 161 期53(2)矿石矿物成分。矿石中矿物主要成分为石英及萤石，少量黄铁矿(褐铁矿)、黄铜矿、高岭土、云母等。石英：呈细脉状、团块状、粒状等多种形态分布于矿体中。主要呈乳白色，少量为无色透明，矿体中石英分布不均，含量与萤石呈此消彼长关系。萤石：萤石主要有绿色和白色，少量紫色，萤石矿物有粗晶和微晶两种结构，粗晶结构以自形晶为主，部分为半自形，晶面大小(12 1020)mm，他形粒状，粒径 0.03 0.2mm，与微粒状石英(硅质)紧密共生。粗晶萤石先期形成，微晶萤石后期形成，含量与石英呈此消彼长关系。(3)矿石化学成分特征。根据区内萤石矿石分析结果(表 2)，矿石中的主要化学成分为 CaF2和 SiO2，SiO2最高可达 46%，SiO2与 CaF2互为消长关系，当 CaF2含量高时 SiO2含量则低，反之亦然。矿石其他物质组分主要有Fe2O3、S、P、As等，含量均较低，尤其是有害组分S、P、As 含量极低。矿的断裂带中，在有利的构造部位富集成矿，矿体主体形成后，断裂构造继续活动，造成原矿体的破坏，原块状的萤石碎裂成角砾状，岩浆岩晚期，残余的岩浆热液及矿液继续沿主断裂上侵，充填在断裂带中，形成石英细脉(矿脉)或呈胶结物形式胶结矿石角砾，构成角砾状矿石(图 3a)，形成断裂带控制的热液型萤石矿脉(图4)。通过镜下角砾状矿石(图3c)观察其形态得出其萤石为两阶段充填矿液后的结果，符合以上断裂带控矿形成的推论。(2)次级断裂构控矿。矿区内的次级断裂构造(F2、F3)是矿区 F1 断裂带的多次运动而衍生的次级构造断裂，部分次级断裂延伸较深远，在后期含矿浆源的演化已进入岩浆期后阶段时，岩浆及构造作用促使富含 F 等元素的成矿溶液富集、迁移，而伴随构造运动灌入容矿的次级断裂中，构成块状矿石(图 3b)，形成受次级断裂控制的萤石矿脉(图 4)。块状矿石通过镜下(图3d)观察其萤石形态完整，属单次矿液灌入容矿通道的结果，符合以上次级断裂构造控矿形成的推论。表 2矿石主要共生组合成分含量表 (单位：%)样号 矿体编号 CaF2 SiO2 Fe2O3 S P As ZH1 I 31.88 46.02 1.47 0.042 0.03 0.0025 ZH2 I 55.57 11.53 2.5 0.014 0.03 0.0025 ZH3 I 59.44 18.41 1.2 0.008 0.013 0.0022 ZH4 I 34.8 45.55 1.32 0.55 0.024 0.0026 ZH5 I 40.02 40.99 0.9 0.39 0.018 0.00243矿床成因3.1 控矿因素燕山期岩体的活动提供了萤石矿物质的来源，上部南华震旦系洪山组变质岩与早期岩体形成的角岩化蚀变带为燕山期的矿物质源提供了很好屏蔽空间，矿物质源在岩浆的挤压机制及构造应力作用下，使矿物质源迁移灌入早期形成的断裂带中。岩浆岩晚期，断裂构造继续活动，残余的岩浆热液及矿液继续沿主断裂上侵充填赋存于构造破碎带及次级断裂，形成多条萤石矿脉7-9。(1)构造破碎带控矿。受矿区 F1 构造应力作用，断裂带内岩石大部分遭受了不同程度的动力及热液变质作用，形成以硅化构造角砾岩、硅化构造碎裂岩等为特征的组合，断裂带内最主要的蚀变为硅化、绿泥石化、绿帘石化、碳酸盐化等。深部含矿浆源体形成之后，北东向断裂再次活动，在构造应力场的作用下，切过含矿岩浆体。断裂带内的构造岩浆作用促使富含 F 等元素的成矿溶液富集、迁移，而伴随构造运动灌入容1 南华震旦系洪山组2 上罗单元花岗岩3 构造破碎带控矿4 次级断裂构控矿5 钻孔6 采空区图 4龙湖萤石矿区剖面示意图3.2 成矿环境矿体的围岩为上罗单元中细粒黑云母二长花岗岩，蚀变主要有硅化、绢云母化、高岭土化，为一套中低温热液蚀变组合。矿物的共生组合为萤石石英，且萤石以绿色为主，紫色、白色次之，为典型的中低温矿物组合特征。因此，初步确定该矿床为岩浆后期中低温热液成矿，属构造岩浆成矿系统的产物10-11。3.3 对比研究本人曾对江西省南城县小竺萤石矿做过矿产勘查，该矿的地质背景、矿床特征及矿床成因与本区极为相似，且也为构造破碎带赋存主要矿体，次级谢瑞华：江西南城龙湖萤石矿矿床特征及矿床成因分析54断裂构造赋存次要矿体的矿床12(图 5)。比对两个矿床的特征分析认为，矿液在充填构造破碎带的同时也充填次级断裂构造不是特例，是一种较为常见现象。1南华纪洪山组下段变质岩2燕山早期第二阶段花岗岩3 断列带4次级断列5地质界线6矿体7小竺矿权界线图 5小竺矿区地质简图4结论通过分析龙湖萤石矿的地质背景、矿床矿体特征、矿床成因关系及比对小竺萤石矿成矿规律有以下几点认识。(1)燕山期岩体的活动为该区提供了矿物质源，上部洪山组变质岩形成的角岩化蚀变带为矿物质源提供了很好屏蔽空间，构造破碎带及次级断裂构造为该区提供了导矿通道及赋存空间。(2)成矿溶液在构造 岩浆作用下充填主断裂构造带的同时也充填附近的次级断裂构造，且这种成矿规律具有普遍性。(3)断裂构造带控矿的萤石矿床周边及其成矿主构造带的附近易赋存次级断裂构造充填的矿脉。【参考文献】1 邹灏,张寿庭,方乙,等.中国萤石矿的研究现状及展望 J.国土资源科技管理,2012,29(5):35-42.2 王振亮,鲁瑞君,林天亮,等.浅谈世界萤石资源现状及萤石产业发展方向 J.中国非金属矿工业导刊,2013(3):3-5,8.3 占岗乐,吴火星.江西南城小竺萤石矿成矿作用及找矿方向 J.华东地质,2021,42(3):302-309.4 陈伦浩.湘西北地区重晶石萤石矿的矿床特征与成矿模式研究 J.国土资源导刊,2021,18(4):51-56.5 孙立岩,孙嘉更,周龙祥.吉林省萤石矿成因类型及成矿规律分析 J.吉林地质,2020,39(2):67-70,75.6 方贵聪,王登红,陈振宇,等.南岭东段北部花岗岩的萤石成矿专属性研究 J.大地构造与成矿学,2014,38(2):312-324.7 杨世文.赣南兴国宁都成矿带萤石矿床成因 D.北京:中国地质科学院,2019.8 杨镇熙,陈世明,赵青虎.甘肃北山前红泉萤石矿床地质特征及成因探讨J.中国非金属矿工业导刊,2020(2):13-15,31.9 刘丽珠.福建松溪井窠萤石矿床地质特征及成因探讨 J.福建地质,2009,28(4):302-304.10王振亮,鲁瑞君,林天亮,等.浅析中国萤石矿分布特征及其成矿规律J.中国非金属矿工业导刊,2013(5):56-59.11 刘磊,乔冠军,李爽,等.萤石成矿模式初探与热液充填型矿体预测 J.地质论评,2015,61(S1):511-512.12 谢瑞华,余牛奔,吴火星.江西南城县小竺萤石矿地质特征及周边找矿前景 J.中国非金属矿工业导刊,2022(1):33-36.【收稿日期】2023-06-13(上接第 49 页)6结论(1)楚山水泥用灰岩矿主要赋矿层位为茅口组(P2m)与长兴组(P3c)，含矿岩石主要为白云质灰岩、含燧石结核灰岩、生物屑泥晶灰岩、微晶灰岩。(2)矿区矿石质量具有有用组分含量高、有害组分含量低的特点。水泥用灰岩矿各主要化学成分平均含量为：CaO 52.25%、MgO 0.66%，符合水泥用灰岩矿一般工业指标。(3)该矿床成因属海相化学生物沉积型矿床，与省内重要的大、中型矿床含矿层位，主要化学组分含量、矿床成因等特点基本相似。(4)本区远景资源量十分可观。勘查区外围南部及东部(梓木岭一带)，为本矿山扩储增量最重要的资源远景区。勘查区外围东北角(枧冲村东北角)，可作为本区找矿远景区。【参考文献】1 王淼林.江西省萍乡市矿产资源开发利用适宜性 J.华南地质与矿产,2019,35(2):238-243.2 周小平.上栗县蕉源水泥用灰岩矿地质特征及找矿前景分析 J.中国资源综合利用,2019,37(11):83-85.3 曾书明,游玮,覃兆松.赣中西部早二叠世晚期晚二叠世地层 J.地质通报,2010,29(11):1619-1632.4 何伟相,周矿水,喻晓平,等.江西萍乐坳陷带西段早三叠世地层划分与对比及沉积环境分析 J.中国地质,2014,41(1):148-161.5 杨斌.萍乐凹陷带构造特征及其对卡林型金矿成矿的影响 D.北京:中国地质大学(北京),2011.6 钱国华,张立.赣西地区金矿类型、成矿规律及找矿标志 J.矿产与地质,2003,17(97):395-397.7 钱国华.赣西铜铅锌矿床类型、地质特征及找矿认识 J.矿产与地质,2003,17(97):338-341.8 查镇宝,黄辉明.江西省南城县上塘水泥用灰岩矿区地质特征及矿床成因和找矿标志 J.中国西部科技,2011,10(31):11-12.9 邓修林.安县大风岩水泥用石灰岩矿地质特征及成因 J.四川地质学报,2016,36(3):386-388.10 周梵，罗喜成，张勇.宜春市苍前水泥用灰岩矿地质特征及找矿前景分析 J.四川有色金属,2019(1):42-45.11 王超峰,许祥.宿州市大荆山水泥用灰岩矿地质特征及成因 J.中国非金属矿工业导刊,2020(1):56-5812 梁彬.福建大岩山矿区水泥用灰岩矿地质特征及成因 J.福建建材,2018(12):96-9813 李淑琴，周先军，何燕华江西万年大源鹅岭水泥用灰岩矿床地质特征及成因浅析 J.内蒙古煤炭经济,2021(20):190-19214 江西省地质矿产勘查开发局.中国区域地质志 M.北京:中国地质大学出版社,2017.【收稿日期】2023-05-18ggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggg 2023 年第 5 期 中国非金属矿工业导刊 总第 161 期