趙大燊

(中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心甘肅總隊(duì)，甘肅 天水 741000)

全國(guó)礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)工作小組曾對(duì)天祝斑陽(yáng)河一帶的螢石資源進(jìn)行了評(píng)價(jià)，圈出8 個(gè)氟元素異常，其中F-1異常與武威市大口子區(qū)域關(guān)系最為密切。隨后采用水系沉積物測(cè)量地球化學(xué)方法找尋螢石礦，完成了本區(qū)礦(床)點(diǎn)及氟元素異常調(diào)查和1 ∶2.5萬(wàn)地球化學(xué)樣品(氟元素)分析，通過(guò)研究已知含礦構(gòu)造與氟元素異常的關(guān)系，對(duì)未知異常進(jìn)行巖屑剖面測(cè)量、地表槽探工程揭露，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)多條新的螢石礦體，取得了良好的找礦效果，實(shí)現(xiàn)該區(qū)螢石礦找礦工作的較大突破。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

武威市大口子螢石礦位于甘肅省武威市金山鎮(zhèn)南西方向約10km，大地構(gòu)造位置處于北祁連溝弧盆系(Ⅲ-2-2)之走廊弧后盆地(Ⅲ-2-2-1)(圖1)，屬河西走廊成礦帶(Ⅲ-20)之酒泉—永昌—皇城成礦亞帶(Ⅳ-20 ①)，焉支山—西營(yíng)河螢石成礦區(qū)[1-2]。自新太古代以來(lái)，經(jīng)歷了多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，形成了區(qū)內(nèi)北西西向區(qū)域斷裂和形態(tài)復(fù)雜的褶皺構(gòu)造，區(qū)域礦產(chǎn)資源豐富。

圖1 區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)況

1.1 地層

區(qū)內(nèi)出露地層主要為中上寒武統(tǒng)大黃山組(∈3-4d)，巖性為灰色變砂巖、千枚巖等，屬于陸源碎屑濁積巖建造；中侏羅統(tǒng)窯街組(J2y)，主要為粗粒長(zhǎng)石石英砂巖夾少量礫巖及煤層；上侏羅統(tǒng)享堂組(J3x)，巖性主要為礫巖、含礫粗砂巖等。此外見(jiàn)有第四系更新統(tǒng)沖洪積相(Qp3eol),主要為風(fēng)積黃土層，位于山頂平緩處。

1.2 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜，發(fā)育有5條斷層，分別為F1、F2、F3、F4、F5、F6。與礦體相關(guān)的斷裂構(gòu)造在空間上大致以北西55°方向展布，斷裂地表殘坡積物覆蓋嚴(yán)重，沿?cái)嗔褦嗬m(xù)出露石英螢石(螢石石英)脈。特征如下。

F3 斷層：位于工作區(qū)中部，北段被F2 斷層所截，出露長(zhǎng)度900m，產(chǎn)狀156°～159°∠67°～72°，寬約1 ～2.5m。為正斷層，上下盤(pán)均為中粗粒黑云二長(zhǎng)花崗巖，螢石礦體(FL1)主要位于南西段，表現(xiàn)為構(gòu)造角礫巖被螢石膠結(jié)。北東段僅見(jiàn)少量細(xì)小螢石脈呈紫色無(wú)規(guī)則充填在斷層破碎帶邊界，寬約0.1 ～0.5cm。斷層構(gòu)造帶裂隙面整體充填有褐鐵礦化、硅化、高嶺土化。

F4 斷層：位于工作區(qū)東部，出露長(zhǎng)度367m，產(chǎn)狀161°∠75°。斷層性質(zhì)不明，上下盤(pán)均為多斑狀中粒正長(zhǎng)花崗巖，沿構(gòu)造巖石破碎，局部形成構(gòu)造角礫巖或充填螢石石英脈，帶寬一般0.6 ～0.8m。螢石石英脈(FL2)賦存其中。

F5 斷層：位于工作區(qū)南部，出露長(zhǎng)度300m，產(chǎn)狀147°～152°∠60°～67°，帶寬約0.8 ～2.0m。斷層性質(zhì)不明，上下盤(pán)均為多斑狀中粒正長(zhǎng)花崗巖，螢石礦體(FL3)主要賦存其中，表現(xiàn)為構(gòu)造角礫巖被螢石膠結(jié)。裂隙面整體充填有硅化、高嶺土化。

1.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿巖較為發(fā)育，寒武紀(jì)、奧陶紀(jì)、志留紀(jì)均有巖漿活動(dòng)，主要侵入期為加里東期，多為簡(jiǎn)單的獨(dú)立巖體，以小型巖株為主[3]。巖性主要為寒武紀(jì)中粗粒黑云二長(zhǎng)花崗巖(ηγ∈)、多斑狀中粒正長(zhǎng)花崗巖(ξγSa)和奧陶紀(jì)中粒黑云母石英閃長(zhǎng)巖(δoO)。其中，北部出露的多斑狀中粒正長(zhǎng)花崗巖與中粗粒黑云二長(zhǎng)花崗巖呈斷層接觸。

區(qū)內(nèi)發(fā)育的巖脈類(lèi)型為閃斜煌斑巖脈(δχ)、細(xì)?；◢弾r脈(γ)、石英脈(q)。

1.4 礦體地質(zhì)特征

礦體受斷裂構(gòu)造控制，呈透鏡狀、脈狀產(chǎn)于巖體內(nèi)外接觸帶及其附近的構(gòu)造破碎帶中，圍巖主要為多斑狀中粒正長(zhǎng)花崗巖[4]。

目前區(qū)內(nèi)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)螢石礦脈1 條，主要為FL1號(hào)礦脈：充填于F3 斷層西段，礦體長(zhǎng)度400m，產(chǎn)狀156°～159°∠67°～72°，厚度0.8 ～2m，平均厚度約1.77m。CaF2品位17.86%～35.39%，平均品位22.33%。通過(guò)對(duì)沿構(gòu)造帶分布的氟異常向北東側(cè)追索發(fā)現(xiàn)，推斷礦化帶長(zhǎng)度可達(dá)570m。另見(jiàn)構(gòu)造帶中有少量細(xì)小螢石脈呈無(wú)規(guī)則充填在斷層破碎帶邊界。

1.5 螢石礦石特征

區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的礦石類(lèi)型既有螢石型、也有石英—螢石型，礦石礦物主要為螢石，粒度在1 ～20mm，粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造。圍巖蝕變以硅化為主，伴有微量螢石化、高嶺土化、綠泥石化、褐鐵礦化、絹云母化等。

2 氟元素地球化學(xué)特征

2.1 采樣布局及方法

通過(guò)水系沉積物測(cè)量，對(duì)采集樣品進(jìn)行氟元素含量分析，樣品采集情況如下：開(kāi)展1 ∶2.5 萬(wàn)水系沉積物地球化學(xué)測(cè)量，以0.25 km2為基本采樣單元，采樣點(diǎn)主要布置在一級(jí)水系口、二級(jí)水系中，采樣部位一般選擇在河床底部。采用一點(diǎn)多坑法，在采樣點(diǎn)沿水系上下20～30m范圍內(nèi)進(jìn)行多點(diǎn)(3～5點(diǎn))采樣，取-8 ～+30 目粒段物質(zhì)拌勻混合成一個(gè)樣品，采樣深度一般距地表30 ～50cm。

2.2 分析方法及結(jié)果

通過(guò)元素含量分析，對(duì)氟元素以及與氟元素密切相關(guān)的鋇元素、錫元素含量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算、成圖處理[5]，其地球化學(xué)參數(shù)特征見(jiàn)表1、表2。

表1 礦區(qū)主要地球化學(xué)元素參數(shù)(單位：10-6μg/g)

表2 礦區(qū)地球化學(xué)元素異常特征值(單位：10-6μg/g)

2.3 異常特征

對(duì)樣品進(jìn)行氟元素分析得出，氟元素含量最高值2.31×10-3mg/g、最 低 值0.60×10-3mg/g，平 均 值1.344×10-3mg/g，氟元素含量變化較大，具有不均勻性(變異系數(shù)為0.80)和一定的相對(duì)富集趨勢(shì)(濃集克拉克值1.58)，屬高背景而變異系數(shù)較大的元素，由此看出區(qū)內(nèi)成礦的可能性較大[6-7]。

根據(jù)工作區(qū)氟元素異常下限值1.0×10-3mg/g，共圈定6 個(gè)異常區(qū)(圖2)，多具一定規(guī)模?？臻g展布以長(zhǎng)條狀、不規(guī)則狀及小面積為主。其中HF-2 單異常規(guī)模最大，面積0.55km2，有2 個(gè)異常極值點(diǎn)分別為：1.58×10-3mg/g、1.21×10-3mg/g。

圖2 工作區(qū)1 ∶2.5 萬(wàn)水系沉積物測(cè)量地球化學(xué)元素異常圖

利用工作區(qū)水系沉積物測(cè)量3 種元素分析值作R 型因子分析，采用了正交旋轉(zhuǎn)因子負(fù)載矩陣來(lái)劃分元素組合[8]。將F、Ba、Sn 元素組合與地質(zhì)條件結(jié)合，推測(cè)區(qū)域F 元素主要與熱液、構(gòu)造關(guān)系密切。巖漿或構(gòu)造熱液在擴(kuò)散或滲透過(guò)程中，使上述元素遷移進(jìn)入有利地質(zhì)體及有利構(gòu)造部位富集，從而形成礦(化)體或異常。在空間展布上，F(xiàn)、Ba、Sn 等元素異常形態(tài)大致呈不規(guī)則面狀，面積與寒武紀(jì)中粗粒黑云二長(zhǎng)花崗巖、志留紀(jì)多斑狀中粒正長(zhǎng)花崗巖接近。反映一組與巖漿后期熱液型螢石礦有關(guān)的元素組合。

3 討論

3.1 異常的解釋

區(qū)內(nèi)已知的FL1螢石礦脈，通過(guò)前期地質(zhì)追索及槽探工程揭露，地表長(zhǎng)度400m。在FL1螢石脈處圈出的氟異常有HF-2，呈不規(guī)則寬帶狀、南西—北東走向展布，面積較大、強(qiáng)度高，規(guī)模顯著。其面積為0.55km2，2 處異常極值點(diǎn)峰值分別為1.58×10-3mg/g、1.21×10-3mg/g。該異常出露于寒武紀(jì)中粗粒黑云二長(zhǎng)花崗巖巖體中，分布位置、展布方向與充填螢石礦脈的南西—北東走向的F3 斷層吻合度較高，方向與斷層走向一致。通過(guò)對(duì)氟元素異常HF-2 進(jìn)行異常查證，F(xiàn)L1螢石礦脈東西走向延長(zhǎng)至570m，推斷礦化帶長(zhǎng)度大于570m。

通過(guò)對(duì)氟元素異常HF-3、HF-4 進(jìn)行地表追索及槽探工程檢查，新發(fā)現(xiàn)的石英螢石脈FL2、螢石礦脈FL3。FL2號(hào)礦脈充填于F4 斷層中，長(zhǎng)度338m，厚度0.6 ～0.8m，產(chǎn) 狀161°∠67°，CaF2品 位13.54% ～28.45%，平均品位18.54%。FL3號(hào)礦脈充填于F5 斷層中，礦體長(zhǎng)度166m，東側(cè)被第四系覆蓋，產(chǎn)狀147°～152°∠60°～67°，厚度0.4 ～1.5m，CaF2品位14.17%～89.20%，平均品位44.77%。氟元素異常HF-3、HF-4 均出露于志留紀(jì)多斑狀中粒正長(zhǎng)花崗巖巖體中，面積分別為0.068km2、0.079 km2。其氟元素異常分布位置、展布方向與充填礦脈的南西—北東走向的F4、F5 斷層吻合度較高，方向與斷層走向一致。

3.2 異常的指示意義

目前，通過(guò)對(duì)氟元素異常檢查及槽探工程揭露，新發(fā)現(xiàn)螢石礦化帶2 條，以往發(fā)現(xiàn)的FL1螢石礦脈的長(zhǎng)度也由原來(lái)的400m 增大為570m，全區(qū)CaF2遠(yuǎn)景資源量達(dá)到8 萬(wàn)t 以上。

綜合分析認(rèn)為，該區(qū)域螢石礦床的形成多與志留紀(jì)巖體侵入時(shí)形成的巖漿熱液有直接的關(guān)系，礦床類(lèi)型多屬于熱液充填型螢石礦床，構(gòu)造線的走向與螢石礦的形成規(guī)律密切相關(guān)[9-11]。斷裂構(gòu)造為含礦溶液提供了良好通道和有利的容礦空間，通過(guò)交代、結(jié)晶、分離作用，有用組分析出，形成礦體。志留紀(jì)多斑狀正長(zhǎng)花崗巖，為螢石成礦提供了豐富的物質(zhì)來(lái)源，又為構(gòu)造的形成提供動(dòng)力[12-13]。

利用化探F 異常，搭配F、Ba、Sn 元素組合，指導(dǎo)本區(qū)地質(zhì)找礦效果明顯，螢石蝕變巖帶是區(qū)內(nèi)螢石礦(化)體的主要賦存形式。根據(jù)本區(qū)地質(zhì)特征、氟元素化探異常和圍巖蝕變情況，認(rèn)為水系沉積物測(cè)量化探氟元素異常是本區(qū)內(nèi)較好的間接找礦標(biāo)志，構(gòu)造石英脈帶是本區(qū)重要的構(gòu)造找礦標(biāo)志[14-15]。

4 結(jié)語(yǔ)

(1)工作區(qū)主要是巖漿巖的淺覆蓋區(qū)，采用水系沉積物測(cè)量地球化學(xué)方法圈定螢石礦氟元素異常區(qū)，探槽揭露基本符合實(shí)際情況。

(2)水系沉積物測(cè)量圈定的氟元素異常，濃集中心發(fā)現(xiàn)3 處螢石礦點(diǎn)，反映在水系沉積物遷移較弱的淺覆蓋區(qū)，化探方法能有效地反映地表附近礦化情況，圈定的找礦范圍及判定的主要礦種是準(zhǔn)確的，表明了水系沉積物測(cè)量地球化學(xué)方法找尋螢石礦的方法可行，效果明顯。

(3)工作區(qū)F 元素與Ba、Sn 元素組合套合較好，說(shuō)明工作區(qū)螢石礦的礦化與Ba、Sn 密切相關(guān)，屬于巖漿后期熱液型螢石礦。