粵北半溪區域螢石礦地質特征及其成因探討

楊 林

（廣東省環境地質勘查院，廣東廣州510080）

1 區域地質背景

礦區位于湘粵褶皺帶，經歷了加里東、印支、燕山和喜山等多期次、多種性質的地殼運動，具有多階段活動的特點。由于歷次構造運動結果，形成了緯向構造、經向構造、粵北山字型構造及新華夏系等構造體系。

1.1 地層

區域內主要出露第四系大灣鎮組（Qdw）：主要分布于河流兩岸、山溝、山前平原中，地表多為耕積土覆蓋，多為農田耕地等。巖性為灰黑—黃白色松散堆積卵石層、砂礫層、含礫砂層、含砂粘土等。下部為砂礫層，上部網紋紅砂土層，礫石大小不一，磨圓度達次圓，礫間為泥砂質充填，厚度1～5.6m。

1.2 構造

區內大地構造位于華南褶皺系之粵北、粵東北—粵中坳陷帶二級構造單元、屬粵北坳陷帶之翁源凹褶斷束中心部位。區內地質構造復雜，主要受加里東運動、印支運動、燕山運動的影響，形成一系列復雜的構造形跡。

（1）北北東向斷裂。為區內最主要的一組斷裂。既是成礦構造較晚的一期，也是最強烈活動的斷裂構造帶。對礦區成礦具有明顯的控制作用。該組斷裂呈等間距（約3.5～4km）展布，總體走向為10°～35°、局部±0°或者50°，以北西傾向為主，局部為南東，單條斷裂長度一般在3～6km，寬1～10m。

（2）北東東向斷裂。主要為一組硅化蝕變碎裂巖帶，斷裂大體呈等間距（約2.5km）分布，總體產狀為50°～75°NW∠55°～80°，長 3～13km，寬 1～5m，最寬處大于10m。

（3）北西西向斷裂。該組斷裂發育多條基性巖脈和多條糜棱巖帶以及蝕變破碎、片理化帶等。斷裂呈等間距（約3km）分布，總體產狀為260°～300°N∠60°～82°，長8.5～153km，帶寬1.3～3.53km，單條長一般在4.5～7km，寬4～60m，一般寬約10～20m。

1.3 侵入巖

區內侵入巖主要為貴東巖體，是一個多期次、多階段巖漿活動形成的復式花崗巖體。

中三疊世（中）細粒二云母二長花崗巖（T21ηγ）。受北東向斷裂控制，呈巖株產出，被后期花崗巖侵入，受地形剝蝕改造呈殘留頂蓋出露。巖石呈淺灰色、灰白色，多具似斑狀結構，塊狀構造，基質以細粒花崗結構為主，局部具中細粒花崗結構，礦物粒徑以0.2～2mm為居多，少數3～4mm。斑晶主要為鉀長石，偶見斜長石斑晶，斑晶大小5～10mm，含量一般8%～15%，局部3%～5%。巖石成分以鉀長石（30%～45%）、斜長石（15%～25%）、石英（30%～35%）為主，次為白云母（2%～5%）、黑云母（2%～7%）。

早侏羅世二長花崗巖（J11cηγ）為貴東巖體的主體，分布廣泛，呈巖基產出。主要巖性為（粗）中粒斑狀黑云母二長花崗巖。中粒斑狀黑云母二長花崗巖呈淺灰—灰白色、淺肉紅色，似斑狀結構，塊狀構造，巖石由斑晶及基質組成，基質以中粒花崗結構為主，局部為中粗粒、細中粒花崗結構。基質粒度一般為3～5mm，少數粒度為5～12mm，雜亂分布。侵入體內斑晶含量變化較大，大小懸殊，一般2～3cm，少數3～5cm，主要為鉀長石，次為斜長石，石英斑晶少見。礦物成分為鉀長石（30%～40%）、斜長石（25%～30%）、石英（20%～30%）、黑云母（3%～8%）、白云母（0%～3%）。

1.4 變質巖

區內氣液變質巖主要分布于侵入巖體頂部和內外接觸帶、斷裂帶及其附近、熱液礦體的周圍等氣水熱液活動范圍，多呈脈狀、帶狀、透鏡狀、囊狀及不規則狀產出。主要巖性有云英巖類、硅化巖類、綠泥石化類等。

（1）云英巖類。區內多見于花崗巖侵入體的邊部及斷裂帶附近的巖體及圍巖中，為酸性侵入巖及其頂板泥質巖、長英質巖石在高溫氣液交代蝕變作用下形成；主要巖性有磷灰石—輝鉬礦云英巖、絹云母化云英巖、云英巖、絹云母—伊利水白云母化富云母云英巖、含氧化鐵質云英巖。巖石具鱗片花崗變晶結構、顯微鱗片花崗變晶結構、顯微鱗片粒狀變晶結構、鱗片片狀粒狀變晶結構等，塊狀構造；礦物成分主要為白云母、石英，次為伊利水、絹云母及原巖殘留礦物等，局部見輝鉬礦、氧化鐵等微弱的礦化。

（2）硅化巖類。該類巖石區內分布較廣，見于侵入巖體頂部和圍巖內外接觸帶斷裂帶及其附近、熱液礦體的周圍等氣水熱液活動處；主要巖性有硅化板巖、硅化千枚巖、硅化角礫巖、硅化石英礫巖、硅化破碎帶角礫巖、碎裂化硅化二長花崗巖、碎裂化硅化斑晶二云母花崗巖、硅化碎粒巖等：巖石具交代結構、柱狀粒狀變晶結構、殘留文象結構、殘留熔蝕結構、殘余碎裂結構等，塊狀構造；巖石主要礦物為石英、次為絹云母、少量白云母、綠泥石、黃鐵礦等，原巖僅殘留部分石英，其它礦物被次生石英和絹云母交代。

（3）綠泥石化類。綠泥石是中低溫氣液蝕變的一種重要和常見的礦物，因而綠泥石化巖類在測區氣液蝕變巖中普遍發育或伴生發育；巖石具片狀變晶結構、殘留斑狀結構，塊狀構造；巖石變質礦物主要為綠泥石，次為絹云母及少量褐鐵礦，微量礦物有錫石、瑩石等，原巖中的斑狀礦物已完全蝕變為綠泥石，但可見保留較好晶體形態。

2 礦床地質特征

2.1 礦體特征及類型

礦體主要產于硅化破碎帶中，受區內斷裂的控制并沿斷裂破碎的方向延伸。礦體呈脈狀產出，受斷層的影響，礦體整體較破碎，厚度變化較大，一般厚度約在1～3m，局部小于1m甚至不連續。

區域內目前發現一條主螢石礦脈，長度大于2km，厚度約在1～3m，礦體產狀50°～75°NW∠55°～80°。根據礦體開采情況及地表出露情況，在主礦脈周圍存在著一系列的小礦脈，小礦脈總體延伸10～30m，厚度1m以內，小礦脈延伸方向大體和主礦脈相平行。

2.2 礦石特征

區內礦石中主要礦物為螢石和石英。礦石多呈紫色、淺紫色、綠色或無色等，偶見黃色及紅色，粒狀變晶結構，塊狀構造。礦石裂隙發育，硬度較高但易碎，半透明—透明，玻璃光澤。

肉眼觀察礦石主要為螢石，少量石英脈穿插其中，局部夾雜碎塊化的花崗巖等。鏡下觀察巖石的主要礦物為螢石，半自形粒狀的大顆粒螢石構成巖石主體。

根據礦物的成分，礦石可以分為2類：

（1）螢石—石英類：該類礦石中螢石含量約在90%～95%，石英含量約為3%～5%，其余礦物2%±。礦石手標本下無色、綠色、紫色，鏡下觀察無色透明，不規則粒狀，粒徑大體0.8～2mm，負中—高突起，糙面顯著，發育2組菱形解理，正交鏡下全消光，顯示其均質體特性，在紫外線下強烈發光。

石英—螢石類：該類礦石中螢石含量約在50%～70%，石英含量約為40%～45%，其余礦物5%±。鏡下觀察巖石主要礦物螢石，穿插石英，兩者呈粒狀變晶結構。

石英多為無色，透明，大小不等，呈脈狀穿插在螢石顆粒中，部分為隱晶質，正低突起，一級灰白干涉色。螢石在手標本下深紫色—淺紫色，部分無色或綠色調，鏡下無色透明，不規則粒狀，粒徑大體0.5～2mm，負中—高突起，糙面顯著，正交鏡下全消光，發育2組菱形解理，具均質性，在紫外線下強烈發光。

2.3 圍巖蝕變

礦體周邊圍巖蝕變沿硅化斷裂帶兩側呈帶狀分布，具有一定的分帶性特征，從構造中心部位往兩側分別為云英巖化、絹云母化、綠泥石化等。

3 礦床類型及成因分析

根據王吉平[1]對中國螢石礦床類型的劃分，本礦床屬于熱液充填型礦床，成礦因素為侵入巖+斷裂，該類螢石礦多受斷裂控制，其形成與侵入巖尤其是燕山期侵入巖有關，多呈脈狀產出。

李長江、蔣敘良[2]將螢石礦床與巖漿巖的關系分為2類，與燕山期花崗巖有關的礦床成礦年齡在70Ma～90Ma，溫度主要集中在100°～165°，氣液比一般小于20%。

螢石為氣成熱液礦物，根據本區礦體及礦石特征分析，礦床屬于低溫熱液型脈狀螢石礦，礦體受斷裂構造影響較大。本區內劇烈的侵入巖活動為礦床提供了礦源物質，而構造斷裂所形成的破碎帶為熱液提供了良好的流動通道和成礦場所。

根據以上分析，區內螢石礦找礦可以有以下幾個規律：（1）北東東向硅化蝕變碎裂巖帶為區內主要的控礦構造；（2）本地構造發育，礦石局部裸露，可沿斷裂方向追溯，尋找螢石礦床。

[1]王吉平，商朋墻，等.中國螢石礦成礦規律[J].中國地質，2015，42（1）：18-32.

[2]李長江，蔣敘良.中國東南部兩類螢石礦床的成礦模式[J].1991（3）：263-274.

[3]中國環境科學研究院，廣東省環境地質勘查院.翁源縣壩仔鎮滃江上游流域周邊環境基礎調查與風險管控項目報告[R].2017.