(桂林理工大學(xué),廣西 桂林 541006)
八面山礦床位于浙江衢州市常山縣芙蓉鄉(xiāng)。1997年,中化地質(zhì)礦山總局浙江化工地質(zhì)勘查院進(jìn)行了常山東魯-芙蓉一帶礦點(diǎn)進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)了該地區(qū)礦化點(diǎn)較多。2003年~2006年,該院對(duì)高鎢山礦床進(jìn)行了詳查,發(fā)現(xiàn)了一個(gè)大型礦床,平均品位39.20%。浙江省八面山地區(qū)礦床大多分布于巖前短軸背斜的周圍地區(qū),自南翼北東端繞至北翼,可分為安坑、高塢山、焦坑塢、苦麻嶺和下徐5個(gè)礦段,圍繞侵入巖體呈環(huán)狀分布。
此次研究的礦床位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)華埠—新登陷褶帶上方—羅村拗褶束西南段內(nèi)[1]。礦區(qū)地層為下震旦統(tǒng)、寒武系、奧陶系和中下志留統(tǒng)。震旦系主要是一套以細(xì)砂巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、凝灰質(zhì)粉砂質(zhì)泥巖、泥頁(yè)巖為主。寒武系自下而上為荷塘組、楊柳崗組、華嚴(yán)寺組及西陽(yáng)山組。寒武系荷塘組以靜水環(huán)境下產(chǎn)出的炭質(zhì)硅質(zhì)頁(yè)巖、炭質(zhì)頁(yè)巖、硅質(zhì)頁(yè)巖為主,底部含有礦層,內(nèi)部見星點(diǎn)狀黃鐵礦;楊柳崗組以炭泥質(zhì)灰?guī)r和鈣質(zhì)泥頁(yè)巖為主,常夾有灰?guī)r透鏡體;華嚴(yán)寺組以淺海相灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r為主;西陽(yáng)山組巖性為鈣質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r、瘤狀灰?guī)r及泥質(zhì)灰?guī)r互層。
礦區(qū)內(nèi)燕山期黑云母二長(zhǎng)花崗巖分布在巖前背斜的核部,侵位于寒武紀(jì)地層中,出露面積約2.94km2,呈不規(guī)則狀。
巖體的大小和形態(tài)反映是與現(xiàn)今地表的剝蝕關(guān)系。巖體與圍巖呈整合侵入接觸關(guān)系,接觸面平直或緩波狀,呈層狀或巖床產(chǎn)出。巖體從外向內(nèi),巖性表現(xiàn)出細(xì)?;◢弾r→中細(xì)?;◢弾r→中粒、中粗?;◢弾r,結(jié)晶程度具有由小變大的趨勢(shì)。
八面山地區(qū)礦體規(guī)模以中型為主,最大的礦體長(zhǎng)約500m,寬200余米,最厚14m。礦體呈似層狀、透鏡狀、脈狀產(chǎn)出。礦體圍巖為上寒武統(tǒng)西陽(yáng)山組條帶泥質(zhì)灰?guī)r、華嚴(yán)寺組大理巖化灰?guī)r及楊崗組泥質(zhì)灰?guī)r。根據(jù)礦體與圍巖的產(chǎn)狀關(guān)系,礦體可分為3種類型:①產(chǎn)于花崗巖體與灰?guī)r接觸帶內(nèi)的透鏡狀礦體;②產(chǎn)于灰?guī)r層間破碎帶中的緩傾斜型礦體;③構(gòu)造帶中的陡傾斜脈狀型礦體。
此類礦體數(shù)量少,一般為隱伏礦體,規(guī)模一般較大。礦體產(chǎn)于花崗巖體與灰?guī)r的接觸面上或外接觸帶內(nèi)。礦體形態(tài)為透鏡狀、似層狀,受接觸面控制,產(chǎn)狀一般較緩,局部較陡,可達(dá)45°。礦體長(zhǎng)一般400m~500m,寬一般80m~280m,厚度一般2m~4m,最厚可達(dá)14m左右。礦體頂板為華嚴(yán)寺大理巖、大理巖化灰?guī)r或楊柳崗組泥質(zhì)灰?guī)r,底板一般為花崗巖,局部為灰?guī)r。
礦體形態(tài)復(fù)雜,大致呈似層狀、長(zhǎng)板狀等。產(chǎn)狀與圍巖總體上一致,有的礦體有穿層現(xiàn)象,角度平緩,一般為50~300。圍巖主要為上寒武統(tǒng)華嚴(yán)寺碳酸鹽巖,少數(shù)為西陽(yáng)山組碳酸鹽巖和楊柳崗組碳酸鹽巖。頂、底板巖性一般為灰?guī)r、大理巖化灰?guī)r、大理巖、泥質(zhì)灰?guī)r、矽卡巖化灰?guī)r。礦體長(zhǎng)300m~500m,厚度2m~26m。
本類型礦體呈脈狀,產(chǎn)狀較陡,傾角一般為800左右或近于直立;受北北東向或北北西向斷裂控制。圍巖為花崗斑巖或中上寒武統(tǒng)碳酸鹽巖。礦體長(zhǎng)一般100m~190m,最長(zhǎng)500m,厚度一般為1m~14m,沿傾向延伸一般25m~50m。
礦石中的灰?guī)r和泥質(zhì)灰?guī)r在成礦過程中可為稀有礦物的形成提供充足的鈣。礦物中87Sr/86Sr在0.7145830~0.7217120之間,與華嚴(yán)寺組灰?guī)r接近,鈣主要來(lái)源于寒武系華嚴(yán)寺組灰?guī)r和泥質(zhì)灰?guī)r。
本區(qū)花崗巖F含量0.12%~0.31%,平均0.23%。沉積巖F含量0.16%~1.16%,平均0.42%,尤其是泥質(zhì)灰?guī)rF含量高達(dá)1.16%,高出正常沉積巖16倍,沉積巖中的F含量明顯高于花崗巖[1]。
泥質(zhì)灰?guī)r如此高的F,反映地層作為礦源層,為該地區(qū)提供了重要礦物質(zhì)來(lái)源。
此次研究的礦床中包裹體氫氧同位素測(cè)定結(jié)果表明,成礦流體主要為大氣降水與變質(zhì)水,成礦流體在運(yùn)移過程中受到巖漿作用的影響,變質(zhì)水和大氣降水混合受花崗巖侵入熱源加熱作用形成了該區(qū)成礦流體。
根據(jù)資料[2],對(duì)八面山的灰黑色細(xì)粒條帶狀礦石包裹體均一溫度115℃~250℃,屬于中低溫?zé)嵋骸?/p>
礦體受寒武系楊柳崗組和華嚴(yán)寺組大理巖化灰?guī)r控制,以相對(duì)較純灰?guī)r為佳,次為泥質(zhì)灰?guī)r,泥頁(yè)巖內(nèi)螢石礦化不發(fā)育。
條帶狀和紋層狀礦石,具有沉積作用的特征,可能反映了其早期形成礦源層的特點(diǎn)。
礦體賦存于巖體接觸面和層間破碎或虛脫帶、斷裂,構(gòu)造不僅為成礦熱液提供了運(yùn)移通道,同時(shí)也為成礦熱液卸載提供了儲(chǔ)集空間。
近東西向和北西向斷裂是礦體的產(chǎn)出的部位,同樣反映了斷裂為成礦熱液提供了運(yùn)移通道和儲(chǔ)集空間。
部分礦體產(chǎn)于花崗巖體與灰?guī)r的接觸面上或外接觸帶內(nèi),礦區(qū)內(nèi)巖前巖體平均含氟量達(dá)0.46%,與螢石成礦關(guān)系密切。燕山期早期侵入巖為礦石提供了熱源和部分F物質(zhì)。
八面山礦床由于燕山期巖漿侵入,帶來(lái)熱源,使成礦物質(zhì)重新活化,熱液萃取礦源層中的F-、Ca2+,形成含礦熱液,含礦熱液在接觸帶、層間破碎帶和斷裂等低壓處沉淀成礦。在以上的知識(shí)基礎(chǔ)之上認(rèn)為該區(qū)域礦床為中低溫?zé)嵋撼涮钚偷V床。