王振亮，魯瑞君，林天亮，吳新剛

(中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所，河北 廊坊 065000)

螢石的主要成分是氟化鈣(CaF2)，晶體屬等軸晶系的鹵化物礦物，在紫外線、陰極射線照射下或加熱時(shí)，發(fā)出藍(lán)色或紫色螢光。自然界中的螢石常顯鮮艷的顏色，純凈的螢石為無(wú)色，常見(jiàn)的顏色有淺綠至深綠、藍(lán)、綠藍(lán)、紫、紫羅蘭、褐、玫瑰紅、深紅等。螢石廣泛應(yīng)用于冶金、化工工業(yè)，其產(chǎn)品用于航天、航空、制冷、醫(yī)藥、農(nóng)藥、防腐、滅火、電子、電力、機(jī)械和原子能等多個(gè)領(lǐng)域。對(duì)國(guó)家安全、國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展有重要影響，許多國(guó)家將螢石列為戰(zhàn)略性資源，對(duì)其開(kāi)發(fā)利用采取多種保護(hù)措施[1-2]。

1 螢石資源在全球的分布概況

螢石資源在世界各大洲均有發(fā)現(xiàn)，已探明螢石儲(chǔ)量分布在40多個(gè)國(guó)家，從成礦地質(zhì)環(huán)境來(lái)看，環(huán)太平洋成礦帶的螢石儲(chǔ)量最多，約占全球儲(chǔ)量一半以上。螢石資源主要分布在亞洲的中國(guó)、蒙古，北美洲的墨西哥、美國(guó)等地；非洲的南非、肯尼亞和歐洲的西班牙、法國(guó)等地也有一定的儲(chǔ)量[1-2]。據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局2009年《礦產(chǎn)品概要》數(shù)據(jù)，截至2009年，世界螢石儲(chǔ)量為2.3×108t，其中南非、墨西哥、中國(guó)和蒙古這4個(gè)國(guó)家的螢石儲(chǔ)量占到全球的46%左右，南非的螢石儲(chǔ)量占世界螢石總儲(chǔ)量的17.83%，其次是墨西哥、中國(guó)和蒙古，分別為13.91%、9.13%和5.22%；據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局2012年《礦產(chǎn)品報(bào)告》數(shù)據(jù)，截至2011年，世界螢石儲(chǔ)量為2.4×108t，其中南非、墨西哥、中國(guó)和蒙古這4個(gè)國(guó)家的螢石儲(chǔ)量占到全球的49.58%左右，依次為南非17.08%、墨西哥13.33%、中國(guó)10.00%、蒙古9.17%(見(jiàn)表1)。從表1中看出2011年中國(guó)和蒙古的儲(chǔ)量比2009年增加了300×104t和1000×104t，其他國(guó)家的儲(chǔ)量沒(méi)有變化。

表1 全球螢石礦產(chǎn)儲(chǔ)量

2 中國(guó)螢石礦資源分布特征

中國(guó)地處環(huán)太平洋成礦帶，螢石資源十分豐富，已探明螢石礦區(qū)有500多處,已勘查的271處主要集中在4個(gè)礦產(chǎn)帶，北部主要集中在內(nèi)蒙古，中部主要在河南、湖北、湖南，東部集中在福建、浙江、江西和安徽，西南主要在云南、貴州及四川南部，分布在27個(gè)省(直轄市、自治區(qū))(見(jiàn)表2)。

其中，內(nèi)蒙古自治區(qū)、浙江省、福建省、江西省和湖南省螢石資源儲(chǔ)量合計(jì)占70%多[2]。從礦床規(guī)模看,以大中型為主，已勘查的271處螢石礦床中，大型礦床41處，中型89處[3]，主要集中于中國(guó)東部沿海地區(qū)、華中地區(qū)和內(nèi)蒙古中東部，大中型礦床數(shù)量占48%，其儲(chǔ)量占資源量的93%。中國(guó)螢石礦單一型螢石礦床有450多處，大部分礦床儲(chǔ)量只有數(shù)萬(wàn)噸至數(shù)十萬(wàn)噸，只有內(nèi)蒙古自治區(qū)四子王旗蘇榮查干敖包螢石礦區(qū)，礦石儲(chǔ)量約2000萬(wàn)t。有色金屬礦產(chǎn)伴生螢石礦區(qū)50多處，湖南省郴縣柿竹園鎢錫鉬鉍礦伴生螢石礦區(qū)資源量達(dá)6500萬(wàn)t，是世界第一大伴生螢石礦[2]。

表2 全國(guó)螢石礦分布

2010年，王吉平等[3]根據(jù)以下3項(xiàng)原則在全國(guó)劃分出10個(gè)螢石礦礦集區(qū)：①首先考慮螢石礦床的分布集中程度，同時(shí)考慮大地構(gòu)造分區(qū)和成礦區(qū)帶范圍，礦集區(qū)不跨Ⅰ級(jí)成礦域，一般不跨Ⅱ級(jí)成礦省[4]；②按礦床類型中的一種類型為主進(jìn)行圈閉，圈閉的礦集區(qū)中可以有一種礦床類型，也可包含有兩種礦床類型；③每一礦集區(qū)必須有中型及以上規(guī)模的螢石礦床，只有小型礦床不單獨(dú)劃分礦集區(qū)。

在這10個(gè)螢石礦礦集區(qū)中甘中螢石礦礦集區(qū)、承德—阜新螢石礦礦集區(qū)、魯東螢石礦礦集區(qū)、浙中螢石礦集區(qū)、豫南螢石礦礦集區(qū)、贛北—皖南—浙西北螢石礦礦集區(qū)、閩北螢石礦礦集區(qū)、湘東—贛南—粵東螢石礦礦集區(qū)以熱液充填型螢石礦床為主；滇東—黔西南螢石礦集區(qū)以沉積改造型和熱液充填型為主，內(nèi)蒙古四子王旗螢石礦集區(qū)以沉積改造型為主；湘東—贛南—粵東螢石礦礦集區(qū)西部有少量伴生型螢石礦床。

3 中國(guó)螢石礦成礦規(guī)律

3.1 螢石礦類型

隨著對(duì)螢石礦認(rèn)識(shí)程度的加深，很多學(xué)者對(duì)中國(guó)螢石礦的類型進(jìn)行了總結(jié)。1980年，安德烈耶娃等[5]在尋找熱液鈾的過(guò)程中認(rèn)為螢石是熱液鈾礦床的典型伴生礦物。1985年，蔡國(guó)祥[6]研究湖南螢石礦產(chǎn)資源后，將螢石礦按礦床類型分四類：Ⅰ類產(chǎn)于巖漿巖和碎屑巖中的脈狀充填螢石礦床；Ⅱ類產(chǎn)于酸性巖漿巖與碳酸鹽巖接觸帶中螢石礦床；Ⅲ類產(chǎn)于碳酸鹽巖中層控螢石礦床；Ⅳ類外生風(fēng)化礦床，礦石類型有單一螢石和伴生螢石兩種。同年，曹俊臣[7]認(rèn)為中國(guó)層控螢石礦床可分為沉積改造礦床和后成礦床。1999年，徐旃章等[8]、張壽庭等[9]在浙東南地區(qū)發(fā)現(xiàn)的螢石型金礦系為一新類型金礦床。2000年，劉鐵庚等[10-11]認(rèn)為銀礦床或螢石礦礦床中的銀和氟有相同的來(lái)源，不少銀礦床中共伴生螢石化，特別是大型—超大型銀礦床四周常有螢石礦分布。2001年，徐少康等[12]提出我國(guó)單一螢石礦床，成礦大地構(gòu)造單元主要為華南造山帶和北山內(nèi)蒙吉林造山系，成因類型有熱液充填型和熱水沉積型兩種。2010年，熊先孝等[13]把中國(guó)的螢石礦床劃分為3種礦床類型，即：熱液充填型、沉積改造型和伴生型，以熱液充填型、沉積改造型螢石礦為主，主要分布于東經(jīng)95°以東地區(qū)。大地構(gòu)造分區(qū)屬天山—興蒙造山系、華北陸塊北緣、秦祁昆造山系、西藏—三江造山系東端以及揚(yáng)子陸塊、華南武夷—云開(kāi)—臺(tái)灣造山系。這些螢石礦床的形成受區(qū)域深大斷裂控制，受火山、巖漿活動(dòng)的影響[3]。

3.2 螢石礦成礦溫度

目前，利用礦物母液包裹體測(cè)定成礦溫度應(yīng)用較廣，也是行之有效的方法。一般把熱液礦床成礦的溫度劃分為：高溫300～500℃、中溫200～300℃、低溫50～200℃；在總結(jié)了大量前人關(guān)于螢石礦成礦溫度的研究成果后，得知中國(guó)大多數(shù)螢石礦的成礦溫度都低于300℃，屬于中低溫礦床[1]。

3.3 螢石礦成礦流體來(lái)源

馬元海[14]認(rèn)為青海省大通縣寶庫(kù)鄉(xiāng)花石掌—其美螢石礦的成礦熱液中的水介質(zhì)是大氣降水與巖漿水的混合體。潘忠華等[15]認(rèn)為川東南脈狀螢石—重晶石礦床成礦流體主要來(lái)源于地層水(如封存的海水等)，部分為大氣降水。韓文彬等[16]提出浙江武義螢石礦成礦流體以大氣降水補(bǔ)給的地?zé)崴疄橹?。夏學(xué)惠等[17]認(rèn)為浙江八面山螢石礦床成礦流體水具有多源性，成礦流體具有大氣降水、變質(zhì)水和巖漿水共同混合作用的結(jié)果。孫祥等[18]認(rèn)為遼西義縣螢石礦成礦流體主要來(lái)源于中侏羅世髫髻山旋回巖漿熱液，成礦過(guò)程為巖漿熱液與圍巖(主要為白云質(zhì)灰?guī)r和灰?guī)r)的相互作用，并有大氣降水的混入。方乙等[19]認(rèn)為浙江縉云縣骨洞坑螢石礦成礦流體主要為大氣降水補(bǔ)給的地下水。從前人研究成果中證實(shí)，大氣降水在螢石礦成礦流體的來(lái)源中占有十分重要的地位。

3.4 熱液充填型螢石礦成礦規(guī)律

浙江地區(qū)螢石礦床均賦存于斷裂和裂隙中，螢石礦床的分布、規(guī)模和礦體形態(tài)均受北東、北西、東西和南北四個(gè)方向的斷裂構(gòu)造所控制，北東、北西、東西向斷裂為主要控礦斷裂[20-21]。

圍巖對(duì)成礦的控制作用不明顯。從前震旦紀(jì)到白堊紀(jì)不同時(shí)代的地層和不同類型的巖石均有螢石礦產(chǎn)出。礦床圍巖主要為上侏羅統(tǒng)，其次為下白堊統(tǒng)、前寒武系(變質(zhì)巖)和下古生界。從分布的巖性上看，主要與火山碎屑巖系列有關(guān)?；鹕剿樾紟r屬于剛性巖石，性脆，受力后易形成較寬廣的破碎空間，易形成大型礦床，但礦石品位相對(duì)偏低，而柔性巖石的圍巖中，礦體變化較大，規(guī)模較小，但礦石品位一般較富[21]。

浙江地區(qū)螢石礦床成礦溫度主要集中在80～240℃左右，屬中低溫?zé)嵋旱V床[1]。螢石、石英等礦物的氫氧同位素研究表明，其成礦流體的δ18O和δD分布在大氣降水線與原生巖漿水之間，表明其成礦流體主要為晚白堊世大氣降水成因的地?zé)崴?，礦床熱液系統(tǒng)的水巖交換反應(yīng)較強(qiáng)烈，主要與其熱水循環(huán)的深度有較大關(guān)系[3]。鍶同位素和稀土元素研究表明，螢石成礦物質(zhì)主要來(lái)自賦礦巖石下伏的基底變質(zhì)巖[22]。

呂新前[23]認(rèn)為浙江湖山與螢石礦成礦有關(guān)的花崗巖體多形成于燕山時(shí)期，成巖年齡多在140Ma左右。李長(zhǎng)江等[24]則提出浙江螢石礦床的礦化年齡約為80Ma，圍巖的K-Ar等時(shí)年齡為(150±10)Ma。盧武長(zhǎng)等[25]估計(jì)浙江黃雙嶺螢石礦的成礦年齡大約為107Ma；浙江武義礦田螢石礦賦礦地層其同位素年齡值為160～111Ma，螢石為85Ma[16]。從前人的研究成果可知浙江地區(qū)螢石礦床主要形成于燕山時(shí)期。

3.5 沉積改造型螢石礦床成礦規(guī)律

蘇莫查干敖包螢石礦產(chǎn)于下二疊統(tǒng)西力廟組三巖段流紋巖段所夾的碳酸鹽巖層中，頂板為碳質(zhì)板巖，近火山地區(qū)礦層底板為片理化流紋斑巖，遠(yuǎn)火山地區(qū)為凝灰?guī)r。下部礦體嚴(yán)格受碳酸鹽巖層位控制，螢石礦呈層狀和似層狀產(chǎn)出。礦體后期改造因地而異，可分為弱改造型和強(qiáng)改造性礦體。無(wú)論宏觀還是微觀，均保留了較多的沉積本色和改造特征[26]。

沉積改造型螢石礦床的形成分為海西期原生螢石礦沉積階段和燕山期改造階段[3]。海西晚期，產(chǎn)出有紋層狀和條帶狀螢石集合體以及富螢石塊體(礦胚)，隨著海底火山噴發(fā)活動(dòng)的進(jìn)行，一方面，揮發(fā)性組分和成礦元素隨火山碎屑、火山灰和噴氣進(jìn)入海水或直接沉淀下來(lái)，造成氟和鈣的初步富集；另一方面，火山活動(dòng)亦可導(dǎo)致區(qū)域地?zé)崽荻炔粩嘣龈吆蜔崛顒?dòng)加劇,并且構(gòu)成海水與圍巖的對(duì)流循環(huán)，進(jìn)而形成紋層狀或條帶狀螢石礦體[27]。燕山旋回中期，中酸性巖漿活動(dòng)頻繁，在構(gòu)造薄弱地帶，富揮發(fā)性組分流體可沿特定構(gòu)造部位運(yùn)移，在螢石成礦作用的早期階段，含氟離子或氟絡(luò)合物的熱水溶液可通過(guò)巖(體)層粒間孔隙或原生冷凝細(xì)微裂隙進(jìn)行擴(kuò)散與運(yùn)移，進(jìn)而在構(gòu)造有利地段形成微細(xì)粒和浸染狀螢石和含螢石石英脈。隨著成礦作用時(shí)間的推移和成礦體系的開(kāi)放，大氣降水和變質(zhì)流體將會(huì)不斷參與到成礦熱液體系中來(lái)，并且與以巖漿水為主的含礦流體混合，進(jìn)而形成混源型熱液流體，這種熱液流體在海西期形成的紋層狀或條帶狀螢石粒間空隙或裂隙中沉淀(積)，對(duì)早期火山—沉積巖地層和螢石礦(化)體進(jìn)行過(guò)不同程度的交代改造作用[3]。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)我國(guó)螢石礦的分布特征及成礦規(guī)律的分析研究可以得出以下結(jié)論：

(1)我國(guó)螢石礦主要分布在27個(gè)省(直轄市、自治區(qū)),其中內(nèi)蒙古自治區(qū)、浙江省、福建省、江西省和湖南省螢石資源儲(chǔ)量合計(jì)占70%多，從礦床規(guī)?？矗源笾行蜑橹?。

(2)我國(guó)螢石礦按成因類型可劃分為：熱液充填型、沉積改造型和伴生型，以熱液充填型、沉積改造型螢石礦為主；我國(guó)大多數(shù)螢石礦的成礦溫度都低于300℃，屬于中低溫?zé)嵋旱V床；大氣降水在我國(guó)螢石礦成礦過(guò)程中起著非常重要的作用。

(3)熱液充填型浙江地區(qū)螢石礦主要受斷裂構(gòu)造控制，礦床成礦溫度主要集中在80～240℃左右，屬中低溫?zé)嵋旱V床，成礦流體主要為晚白堊紀(jì)大氣降水成因的地?zé)崴?，主要形成于燕山時(shí)期。

(4)沉積改造型蘇莫查干敖包螢石礦的形成分為海西期原生螢石礦沉積階段和燕山期改造階段，海西晚期，產(chǎn)出有紋層狀和條帶狀螢石集合體以及富螢石塊體(礦胚)，燕山旋回中期，大氣降水和變質(zhì)流體與以巖漿水為主的含礦流體混合，這種熱液流體對(duì)早期火山-沉積巖地層和螢石礦(化)體進(jìn)行不同程度的交代改造作用。

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