劉增政 張青松 栗克坤 蔣濟勇

中化地質礦山總局河南地質局，河南 鄭州 450000

邵武地區(qū)是福建省重要螢石產(chǎn)地之一，螢石礦集中分布在潛力資源評價圈出的邵武南山下-龍湖（V-3）螢石礦成礦遠景區(qū)內(nèi)[1]。該地區(qū)勘查程度較高，已有較多作者對該區(qū)進行過研究，如陳新立等[2]，提出礦體主要產(chǎn)于硅化破碎帶膨大部位的觀點。但對單獨礦床研究的不多（僅黃衛(wèi)文[3]），尤其對螢石礦的地球化學特征方面尚未進行過系統(tǒng)的研究。本文將從礦床地質特征，尤其地球化學特征的角度對螢石礦成因、成礦物質來源及礦床形成等成礦環(huán)境進行分析探討，為該區(qū)螢石礦成礦規(guī)律研究及找礦工作提供借鑒。

1 研究區(qū)地質概況

1.1 區(qū)域地質背景

邵武市新坪螢石礦地區(qū)大地構造位置：I級構造單元屬武夷-云開-臺灣造山系（V）；Ⅱ級構造單元位于華夏陸塊（V-3）；Ⅲ級構造單元位于武夷基底雜巖（V-3-1）。調(diào)查區(qū)西北部屬光澤-泰寧古弧間盆地（V-3-1-2），東南部屬蒲城-順昌古弧后盆地（V-3-1-3）[4]（圖1）。

圖1 大地構造位置簡圖Fig.1 Geotectonic location map

區(qū)內(nèi)巖漿巖時代為晚侏羅世（燕山期）。花崗巖巖體整體呈北東向分布，受區(qū)域北東向大斷裂控制，巖性主要為晚侏羅世正長花崗巖（ξγcJ3）和晚侏羅世黑云母二長花崗巖（ηγcJ3）。另外區(qū)內(nèi)也分布有白堊世花崗斑巖脈（γπK），與花崗巖巖體走向基本一致，呈北東向斷續(xù)延伸，個別沿北東向呈串珠狀分布。

研究區(qū)位于崇安-石城斷裂帶部位，區(qū)內(nèi)次級構造整體與區(qū)域大斷裂一致，區(qū)內(nèi)大致有三組斷裂構造發(fā)育：北東向、北北東向和近東西向。其中以北東向斷裂為主，該組斷裂數(shù)量較多，規(guī)模較大，蝕變強烈，具有壓扭-旋轉和多期次活動特征，該斷裂為區(qū)內(nèi)螢石礦的主要控礦構造，邵武一帶大大小小螢石礦（點）多產(chǎn)于該斷裂中，如張厝、大坪、新坪、俞厝墩螢石礦；次為北北東向斷裂，形成時間較晚，多表現(xiàn)為先壓后張性質；其次為近南北向和近東西向斷裂，這些斷裂規(guī)模較小，延伸長度不大，斷層性質以拉張性斷層為主。

1.2 研究區(qū)賦礦構造

1.2.1 賦礦節(jié)理

新坪北東向斷裂內(nèi)節(jié)理構造非常發(fā)育，垂直斷裂走向從斷裂最北端到最南端依次測量37組不同方向的節(jié)理構造。賦礦斷裂節(jié)理走向北北東向（NNE 2°～40°）約占43.2%，北東東向（NEE 60°～90°）約占24.3%，北東向（NE 40°～60°）約占16.2%，北北西向（NNW 330°～350°）約占8%，北西向（NW 290°～320°）約占8%。傾向主要為南東向，東傾向，少量為北西向、南南東向、北東向。傾角一般55°～70°，個別近于直立。

1.2.2 賦礦斷裂

新坪螢石礦處，賦礦斷裂寬度3～50m，一般30m左右，走向延伸幾十公里，規(guī)模大。一般規(guī)模較大的礦床，都產(chǎn)于較大斷裂規(guī)模的構造中。斷層走向北東向，斷層傾向南東，局部北西向，具有壓扭性旋轉特征，傾角65°～85°，局部近直立，斷面局部見擦痕，斷面呈舒緩波狀，顯示左旋走滑性質，斷裂內(nèi)部巖石見硅化、破碎，具綠泥石化，絹云母化蝕變。

賦礦斷裂性質為先壓后張，左行壓扭性，具有燕山期長期活動性。斷裂構造規(guī)模大，具有多期次活動特性，內(nèi)部巖性分帶復雜，在新坪螢石礦點處測制構造地質剖面，可見斷裂構造總厚度45.19m，巖性分帶自上到下分布如下：裂隙蝕變帶（12.9m）→蝕變花崗巖（6.37m）→硅化蝕變巖（1.67m）→蝕變花崗巖（2.43m）→閃長玢巖（0.46m）→蝕變花崗巖（2.05m）→閃長巖（0.38m）→蝕變花崗巖（4.32m）→螢石礦化帶（0.46m）→蝕變花崗巖（6.95m）→螢石礦帶（1.55m）→硅化帶（0.55m）→無色、淺綠色螢石礦（0.55m）→白色、灰白色螢石礦（0.7m）→硅化帶（1m）→蝕變花崗巖（0.6m）夾石少斑中細粒正長花崗巖螢石礦（1.05m）→硅化帶（0.45m）。

2 礦床地質特征

2.1 礦體特征

新坪螢石礦的螢石顏色總體上以淺綠色、翠綠色、墨綠色為主，白色、紫色、紫紅色為輔。螢石礦體賦存于北東向斷裂構造破碎帶中，形態(tài)整體簡單，可見條帶狀、脈狀、透鏡狀等（圖2），礦體沿走向上具有扭轉彎曲，膨大縮小、分散復合現(xiàn)象。

圖2 新坪螢石礦床地質略圖Fig.2 Geological sketch map of Xinping Fluorite deposit

新坪處礦體傾向為南東向，礦體傾角較大（70°左右）。就單個礦體而言，由于礦體基本上為陡傾礦體，礦體部分部位在走向和傾向延伸方向上出現(xiàn)產(chǎn)狀翻轉的現(xiàn)象。區(qū)內(nèi)螢石礦體地表出露長度約150m；礦體傾向垂直延伸0.5～50m，平均10m左右；礦體厚度地表出露0.2～3m，平均2m左右。礦體厚度在三維立體上均有中部大、兩端小，并具有尖滅再現(xiàn)特征。

2.2 礦石特征

2.2.1 礦物組分

礦石礦物組分主要為螢石和石英，次要礦物為長石，少量為絹云母、高嶺石等。礦石類型主要為石英-螢石型、螢石-石英型，少量螢石型。螢石類型礦體品位較高，一般呈脈狀、致密塊狀分布；螢石-石英類型礦體品位較低，一般呈網(wǎng)脈狀、條帶狀、角礫狀；石英-螢石型達到工業(yè)品位要求，一般呈脈狀、條帶狀、塊狀、透鏡狀分布。

2.2.2 化學組分

區(qū)內(nèi)螢石礦礦石化學成分主要是CaF2和SiO2，礦石主要有害組分為SiO2。其他有害組分為鉛、鋅、硫、磷等，含量甚微。區(qū)內(nèi)螢石礦品位最低21.19%，最高93.84%?？傮w品位及礦脈可采厚度達到最低工業(yè)要求。另外礦體與圍巖及夾石接觸或鄰近的地段，礦體品位較低，一般具有強烈硅化、絹云母化蝕變，蝕變巖具有較強圍巖原巖特征。

2.2.3 結構和構造

區(qū)內(nèi)礦石螢石顆粒大小為中粗粒，螢石結構主要有半自形-它形粒狀、它形板狀，次為自形粒狀、角礫狀。局部少量見同心圓狀、交代溶蝕結構。螢石礦構造主要為致密塊狀、條帶狀，網(wǎng)脈狀，次為角礫狀、晶洞狀，個別礦石較強風化之后呈現(xiàn)蜂窩狀構造。

2.3 礦體圍巖蝕變特征

區(qū)內(nèi)螢石礦圍巖簡單，為晚侏羅世二長花崗巖。圍巖蝕變以硅化、絹云母化為主，高嶺土化、綠泥石化次之。硅化、絹云母化是區(qū)內(nèi)螢石礦最重要的蝕變特征，一般厚度大、品位高的螢石礦體常伴隨著強烈的硅化、絹云母蝕變。另外礦體圍巖是花崗（質）巖石，再加上斷裂帶越寬大，越破碎，蝕變就越強。

2.4 礦體地表風化特征

地表風化垂直厚度在2m以內(nèi)，物理風化為主，化學風化為輔，近地表風化為蜂窩狀多孔硅質蝕變巖或紅褐色砂質粘土、膠泥等，部分蜂窩狀硅質蝕變巖表面可見螢石顆粒流失后殘留的立方形、六面體空洞，部分空洞充填有紅褐色黏土。

3 礦床地球化學特征

為了研究新坪螢石礦成礦條件，在新坪螢石礦床、吳家塘螢石礦床內(nèi)和閩西北典型礦點處，選擇具有代表性硅質巖、蝕變巖樣品14件，花崗巖（圍巖）樣品5件、螢石礦樣品2件，進行了化學全分析（表1）；在新坪螢石礦床內(nèi)選擇螢石礦樣品4件，在新坪螢石礦床和大坪螢石礦床內(nèi)選擇蝕變巖樣品7件、花崗巖（圍巖）樣品2件進行了稀土元素分析（表2，表3）。

表1 研究區(qū)與周邊典型礦床硅質巖、蝕變巖及圍巖硅酸鹽分析結果表（%）[2]Table 1 Silicate analysis results of siliceous rock,altered rock and surrounding rock in study area

表2 新坪礦床螢石礦、硅質巖、蝕變巖及圍巖稀土元素（×10-6）和Ca（×10-2）分析結果表Table 2 Table of Ca and REE analysis results of fluorite, silicalite, altered rock and surrounding rock in Xinping deposit

表3 大坪礦床螢石礦、硅質巖、蝕變巖及圍巖稀土元素分析結果表（×10-6）Table 3 REE analysis results of fluorite, siliceous rock, altered rock and surrounding rock of Daping deposit

3.1 主量元素

由于Gs7、Gs13、P5HQ11、P8HQ1四件樣品中CaF2含量較高，對于硅酸鹽特征不參與評價。從表1中可見：圍巖及硅質巖K2O/Na2O均大于1，個別達到39.3，平均16.9，表明巖石富鉀；強烈絹云母化蝕變巖SiO2含量與圍巖大致相當；賦礦硅質巖SiO2含量84.83%～97.04%，平均90.25%，較圍巖花崗巖（平均73.4%）高16.86%，較未發(fā)現(xiàn)螢石礦硅質巖（平均91.24%）低百分之一；硅質巖、蝕變巖中Fe3O2、FeO、MnO含量與圍巖含量相似，Al2O3、K2O、TiO2、MgO、Na2O含量明顯低于圍巖；蝕變巖CaO含量較圍巖略高，部分螢石含量較高的硅質巖，CaO含量明顯高于圍巖含量。

在Harker[5]圖解中，硅化帶、蝕變帶圍巖（新坪、吳家塘、測家山、羅家坑、羊古庵）具有相似的化學性質和演化特征，構成了較好的線性相關關系，其主要氧化物如Fe2O3、TiO2、MgO、FeO等隨著SiO2含量的增加而逐漸降低，這表明他們經(jīng)歷了明顯的結晶分異作用、部分熔融作用等演化。而斷裂帶硅質巖、蝕變巖（新坪、吳家塘、測家山、大坑、曹家、金壟坡、梅溪、富家坪）并沒有規(guī)則的化學性質和演化特征，說明蝕變花崗巖經(jīng)過了復雜的物理的或者化學的外因作用，導致主量元素圖解不顯示明顯的連續(xù)變化趨勢[5]（圖3）。

圖3 閩北地區(qū)10個螢石礦床中蝕變巖與圍巖哈克圖解Fig.3 Huck diagram of altered rock and surrounding rock in 10 fluorite deposits in northern Fujian

3.2 稀土元素

由表2可見新坪螢石礦稀土總量∑REE 76.51×10-6～115.3×10-6；輕 重 稀 土 比 值（LREE/HREE）為0.2～1，（La/Yb）N為0.38～4.68，平均2.25，(Ce/Yb)N為0.41～3.48，平均1.8，屬于重稀土富集型；蝕變巖及圍巖輕重稀土比值（LREE/HREE）為3.74～9.44，（La/Yb）N為8.31～63.48，平均31，(Ce/Yb)N為6.58～32.3，平均15.4，屬于輕稀土富集型；研究區(qū)稀土元素δEu樣品（P5XTF3、P5XTF6、P5XTF10、P5XTF11、NSX-XTF1、DP-XTF1、NZ-XTF1）：0.23～1.54，平均0.72，樣品整體表現(xiàn)δEu值較小，巖石的分異度較大，螢石礦以及蝕變巖都進行過多次分餾、廣泛交代作用及多階段分離結晶的結果[6]。

從稀土球粒隕石標準化分布曲線圖中可看出，圍巖與蝕變巖整體表現(xiàn)為向右傾斜曲線，δEu為0.23～0.49，處于δEu負異常，曲線圖并在Eu點處凹陷。螢石礦整體表現(xiàn)為平緩曲線，δEu為0.45，處于δEu負異常，曲線圖也在Eu點處凹陷（圖4）。

圖4 螢石、蝕變巖與圍巖稀土配分曲線Fig.4 REE Distribution pattern of fluorite of fluorite,altered rock and surrounding rock in XinPing area

4 討論

4.1 研究區(qū)構造背景

Roser等[7]提出K2O/Na2O-SiO2的構造背景判別圖解，硅質蝕變巖樣品（新坪、吳家塘、測家山、大坑、曹家、金壟坡、梅溪、富家坪）投影點均落入被動大陸邊緣背景區(qū)，結果反映了研究區(qū)的構造背景為被動大陸邊緣[7]（圖5）。

圖5 螢石礦賦礦斷裂帶K2O/Na2O-SiO2圖解[7]Fig.5 K2O/Na2O-SiO2 Diagram of Fluorite host fault zone

4.2 新坪礦床的形成深度

Y/La值反應巖石形成深度，Y/La值與深度成正比[7]，新坪礦床內(nèi)螢石礦的Y/La值為0.47～5.04，遠遠大于圍巖與蝕變巖（Y/La值：0.03～0.11），說明螢石礦的形成深度較大。

4.3 新坪礦床的成因

Motler等[8]根據(jù)世界150多個螢石樣品的測試結果，設計出Tb／Ca-Tb/La(原子比)關系圖，圖中分出3個螢石成因類型區(qū)：偉晶巖區(qū)、熱液區(qū)和沉積區(qū)。

采集新坪螢石礦床內(nèi)典型螢石礦樣品4件（P5XTF11、NSX-XTF1、DP-XTF1、NZ-XTF1）螢石礦Tb/Ca值為分別為4.24E-06、1.58E-06、4.98E-06、5.03E-06，Tb/La值分別為0.16、0.06、0.09、0.72，樣品投影在熱液成因區(qū)（圖6）。

圖6 Moller的螢石礦床成因判別圖Fig.6 Moller's genesis discriminative diagram of fluorite deposit

4.4 研究區(qū)成礦物質主要來源

（1）新坪礦床稀土元素配分曲線圖（圖4），圍巖及蝕變巖個別部位有些差異，但整體形態(tài)具有相似性和同步性；顯示它們之間具有較近親緣性[9]。但螢石的稀土分布模式形態(tài)與蝕變圍巖、花崗巖差別較大，稀土模式不同，不具有相似性和同步性，顯示螢石礦與黑云母二長花崗巖(ηγcJ3）之間不具有親緣性，表明新坪礦床螢石中的稀土元素可能不是來源于圍巖[9]。

（2）為了進一步研究新坪礦床內(nèi)螢石礦稀土元素的來源，選擇附近典型大坪螢石礦床內(nèi)螢石礦、蝕變巖和花崗巖（圍巖）樣品，進行稀土元素分析，進行對比研究。

由表2、表3可見新坪螢石礦與大坪螢石礦均屬于重稀土富集型，蝕變巖及圍巖屬于輕稀土富集型。

在稀土元素配分曲線圖中，新坪螢石礦與大坪螢石礦、圍巖及蝕變巖均在Eu點處凹陷；稀土元素配分曲線圖個別部位有些差異，但整體形態(tài)具有相似性和同步性；顯示它們之間具有較近親緣性。顯示螢石礦與正長花崗巖(ξγcJ3）之間具有親緣性,表明研究區(qū)螢石中的稀土元素可能來源于正長花崗巖(ξγcJ3）[9]（圖7）。

圖7 新坪螢石與大坪地區(qū)蝕變巖與圍巖稀土元素配分曲線Fig.7 REE Distribution pattern of fluorite in Xinping and Daping area

（3）將新坪螢石礦床內(nèi)螢石礦石的對應值投到La+Y-Y/La圖解[10]中。由圖8可見區(qū)內(nèi)螢石礦落在鈣堿性花崗巖分布區(qū)域內(nèi)，這與大坪區(qū)內(nèi)燕山期花崗巖為鈣堿性花崗巖事實相符，說明新坪區(qū)內(nèi)螢石礦成礦物質主要來自二長花崗巖(ξγcJ3）。

圖8 新坪螢石礦床螢石La+Y-Y/La關系圖[10]Fig.8 Fluorite La+Y-Y/La diagram of the Xinping fluorite deposit

5 結論

（1）新坪礦床北東向斷裂內(nèi)，節(jié)理構造非常發(fā)育，賦礦斷裂節(jié)理走向主要是北北東向（NNE 2°～40°），次為北東東向（NEE 60°～90°）。含礦斷層傾向南東，部分北西，具有壓扭性旋轉特征，性質為先壓后張，左行壓扭性，具有燕山期長期活動性。往往斷裂構造規(guī)模大，內(nèi)部巖性分帶明顯，具有蘊藏大礦的潛力。

（2）新坪螢石礦屬于重稀土富集型，蝕變巖及圍巖屬于輕稀土富集型；新坪螢石礦稀土元素來源于附近的正長花崗巖巖體(ξγcJ3）而非圍巖（二長花崗巖(ηγcJ3）），與大坪螢石礦稀土元素配分曲線圖整體形態(tài)具有相似性和同步性；新坪螢石礦成礦構造背景為被動大陸邊緣；螢石礦礦床的成因類型為熱液成因，螢石礦成礦熱液來源來自鈣堿性花崗巖（正長花崗巖），成礦深度較大。