福建浦城杉树坞萤石矿地质特征及成因分析❶

王占兵 金松 高立湧 张明明 朱利岗

中化地质矿山总局地质研究院，北京 100101

杉树坞萤石矿区位于福建省蒲城县忠信镇一带，矿区内萤石矿产资源丰富，成矿地质条件较好，在杉树坞地区发现较多的矿床，分布有安国寺萤石矿、外洋萤石矿、东坑坞萤石矿等一系列工业萤石矿床。2015年福建省闽北地质大队在该矿区开展了1∶5万区域矿产地质调查，圈定了矿化蚀变带并划分出了成矿远景区，未开展进一步工作。2019年由中化地质矿山总局地质研究院开展的萤石矿专项地质调查中，通过大比例尺地表调查、矿体揭露、与已知矿床对比分析及综合研究，总结了该区萤石矿地质特征及成因，为该区进一步寻找萤石矿工作提供依据。

1 区域地质背景

杉树坞萤石矿地处华夏板块中武夷隆起带北东部，政和-大埔北东向断裂带以西，南平-宁化北东东向断裂带与崇安-石城北北东西向断裂带、浦城-永泰南北向构造带、松溪-宁德北西向构造带的交汇部(图1)。

图1 研究区大地构造位置图 Fig 1 Geotectonic location map of the study area

区内出露地层自下而上为古元古界麻源岩群大金山岩组（Pt1d）、南山岩组（Pt1n）、上三叠统焦坑组（T3j）、下侏罗统梨山组（J1l）、上侏罗统南园组（J3n）、下白垩统下渡组 (k1xd)、第四系（Qhpal）（图2）。

图2 区域地质简图 Fig 2 Regional geological sketch map

区内断裂构造十分发育，以北北东，北东断裂为主，北西断裂为辅，其中北北东向，北东向断裂为控矿构造。区内侵入岩形成于燕山期，燕山期侵入岩主要为早白垩世黑云母二长花岗岩，该岩体微量元素含量高[1-2]，与内生多金属矿、萤石矿关系密切，可能为萤石矿的成矿母岩。区内矿产资源较丰富，成矿地质环境较好，区内已发现的矿种有金、银、铜、铅锌、钼、钨、铀、萤石、煤、蛇纹岩等十多种，以萤石矿为主。

2 矿区地质特征

矿区内出露地层单一，仅见第四系残破积层出露。矿区内构造主要为北东向断裂(F1、F2)，次为北西向（F3）断裂（图3）。总体表现为两条近于平行的北北东向断裂，总体呈北东15°～35°走向，长约42km，断层破碎带宽数米至数十米，倾向南东或北西，倾角65°～80°，总体来看早期为压扭性逆断层，后期再次活动，表现为正断层性质，倾向北西向。断层面舒缓波状，破碎带中由萤石矿化构造角砾岩、硅化石英脉、萤石石英脉及萤石脉等组成。构造角砾岩中角砾成分主要为凝灰岩及花岗斑岩；硅化石英脉呈细脉状、网脉状及不规则团块状，脉宽一般1～4cm；硅化石英脉、萤石石英脉常充填于构造角砾岩中充当胶结物。破碎带内岩石硅化较强，另见萤石化、绿泥石化、高岭土化，两侧岩石往往较破碎，并具硅化现象。

图3 杉树坞矿区地质简图 Fig 3 Geological sketch map of Shashuwu

矿区内广泛出露早白垩世黑云母二长花岗岩，晚期花岗斑岩呈岩株或岩脉出露。早白垩世黑云母二长花岗岩在矿区广泛分布，总体呈北东向展布，岩石普遍绿泥石化、硅化、高岭土化。后期花岗斑岩脉（株）侵入，沿断裂带及附近出露，多见于萤石矿体两侧，呈北东走向，与萤石矿成矿关系密切。

矿区内主要的蚀变类型有硅化、萤石化、绢云母化、绿泥石化，次为绿帘石化。矿体呈脉状产出，围岩为硅化黑云母二长花岗岩及硅化花岗斑岩，接触界线清晰。矿体沿断裂破碎带充填较明显。由矿体周边在垂向及剖面上矿化蚀变具有一定的分带性规律，萤石矿体在垂向上由上及下可分为硅化、高岭土化带-强硅化带-硅化、萤石化带-萤石矿脉（图4）。

图4 萤石矿体垂向上蚀变分带示意图 Fig 4 Schematic diagram of vertical upward alteration zone of fluorite orebody

硅化：矿区的主要蚀变，在岩石中普遍发育，在黑云母二长花岗岩、花岗斑岩围岩中，硅化的强弱程度与破碎程度有密切关系。距离断裂破碎带较远的其表现形式主要为沿岩石裂隙面被硅质交代；于断裂破碎带两侧表现为硅化石英脉穿插，或交代构造角砾岩使原岩硅质增多，呈带状分布的硅化蚀变带。断裂破碎带或矿体中，主要表现为大量的硅化石英脉的穿插。石英脉以平行细脉、网脉、不规则团块状为主。

萤石化：一般伴随硅化出现，常常充填交代围岩的裂隙或断裂破碎带中。形成萤石石英脉或萤石石英团块，局部地段形成具有工业意义的萤石矿体[3]。

黄铁矿化：在矿区发育较少，呈星点浸染状、小团块状、局部呈集合体，大小一般0.5～2mm之间。绿泥石化、绿帘石化：在花岗斑岩、矿化层及两侧围岩中，普遍发育，呈鳞片状，与硅化相伴生。综上所述，围岩蚀变与萤石矿成矿关系密切，尤其是硅化、萤石化、绿泥石化。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

矿区通过探槽和钻探施工共圈定矿体1条，矿体赋存于燕山期早白垩世黑云母二长花岗岩岩体，规模较大，受F1、F2断裂控制，工程控制走向长约650m，宽约1～3m，走向55°～65°之间，倾向总体南东向，倾角65°～85°，矿体平均品位为42%。局部为北西倾向，近于直立。矿体地表出露较好。

3.2 矿石特征

3.2.1 矿物组成及矿石成分

矿石物质组成主要为萤石、石英，少量方解石、蛋白石、黄铁矿，微量的绢云母、钾长石及钠长石。矿石化学成分主要为CaF2含量50%～60%，SiO2含量40%～50%；少量的CaCO3含量0.3%～1.3%，Fe2O3含量0.5%～2%；微量BaSO4、S、Pb、Zn。

3.2.2 矿石结构构造

萤石矿物颜色多为绿色、紫色，局部少量白色；矿石结构主要有它形板状结构、角砾状结构，次为半自形粒状结构、半自形-它形粒状结构，偶见自形晶结构、放射状结构；构造主要为块状（图5a），其次为角砾状、网脉状、条带状（图5c）、斑团状构造，偶见脑纹状、晶簇状构造。块状萤石主要有萤石组成，萤石呈棱角状角砾成岩后期受动力构造岩石发生碎裂（图5b），条带状萤石为萤石条带与石英条带相间互层，萤石条带中萤石呈紫色，粒径0.2～2mm（图5d）。

图5 杉树坞萤石矿矿石结构构造 Fig 5 Structure of fluorite ore in Shashuwu

3.2.3 矿石类型

根据矿石的主要矿物组合划分，矿石类型主要为萤石型、萤石-石英型。萤石型：萤石含量大于75%，石英含量小于20%，其他矿物含量小于5%。萤石-石英型：萤石含量30%～40%，石英含量50%～60%，其他矿物10%左右。

4 矿床成因分析

杉树坞萤石矿地处闽西南成矿带、闽东成矿带东北部，位于武夷山成矿带之浦城-顺昌、政和-南平成矿亚带北端（图6）。区内岩浆岩发育，出露大面积早白垩世黑云母二长花岗岩，并发育有较多的花岗斑岩脉，频繁的岩浆侵入活动为矿区提供了丰富的能量和成矿物质。区内构造活动强烈，逆冲推覆构造发育，为成矿热液运移提供了便利的通道，丰富的断裂体系也成为主要赋矿空间；围岩蚀变发育，主要有硅化、绢云母化，为一套典型的中低温热液蚀变矿物组合。

图6 成矿区带及萤石矿分布略图 Fig 6 Distribution sketch map of metallogenic zone and fluorite ore spots

4.1 成矿物质来源

矿区内早白垩世黑云母二长花岗岩，具有富硅、富碱的特点，且该区岩体水系沉积物测量显示，该期侵入岩中F元素含量（294）略低于全省均值（332），但变异系数较大，CaO含量（0.32）明显高于全省均值（0.25），其岩石元素含量特征表明其易在后期构造-岩浆活动影响下被萃取出来形成萤石矿体[4]。

4.2 构造控矿

矿区萤石矿体受北东向断裂带控制，呈脉状、透镜状贮存于断裂破碎带中，矿体规模、形态受构造破碎带控制明显。矿区萤石矿体呈脉状产于岩体与围岩接触带和近接触带附近的断裂破碎带中，与围岩界线清楚，矿石具条带状构造和角砾状构造，为典型的充填矿床特征[5-6]。构造破碎带为成矿热液的运移和沉积提供了基础通道，同时也为成矿热液的聚集运动和沉积提供了空间。区内花岗斑岩、石英脉沿北东向断裂侵入，显然岩浆侵入与萤石矿的形成关系密切。

4.3 成矿环境

矿体的围岩为早白垩世黑云母二长花岗岩，蚀变主要有硅化、绢云母化、高岭土化，为一套中低温热液蚀变组合[7-10]。矿物的共生组合为萤石-石英，且萤石以绿色为主，紫色次之，显然为典型的中低温矿物组合特征。形成的矿床成因属于岩浆期后中-低温热液充填型脉状矿床，属构造-岩浆成矿系统的产物。

5 找矿标志

5.1 断裂构造破碎带

矿区内萤石矿床（点）严格受断裂控制，矿体赋存与北东向构造断裂带上，因此断裂构造破碎带是本矿区中-低温热液裂隙充填萤石矿必要的找矿标志[11]。尤其是早白垩世花岗岩及花岗斑岩周围和不同走向断裂交汇部位的张性断裂破碎带位置是寻找萤石矿的有利部位。

5.2 地表标志

地表的萤石矿体自然露头及其受物理、化学作用形成的块状萤石、砾状萤石、残留多孔状硅化岩、硅化角砾岩也是区内直接找矿标志[12]。硅化带比围岩抗风化能力强，沿硅化带往往形成正地形，因此正地形也是矿区内找萤石矿的地形标志。

5.3 围岩蚀变带找矿标志

矿区内硅化、绿泥石化、高岭土化、绢云母化较发育，尤其是硅化与萤石矿成矿关系密切，萤石矿体和围岩接触界线清楚，近矿围岩往往发生了强烈的硅化、绿泥石化等蚀变现象。硅化、绿泥石化可作为寻找中-低温热液矿床的标志和有利地段[13]。

5.4 风化物找矿标志

矿体围岩由于钾长石发生泥化，斜长石、黑云母发生绢云母化并析出铁质，岩石结构松弛，岩性变软并发生变色褪色的现象[14-18]。花岗岩变为褐黄色、土黄色、黑色。因此地表分布黑色、褐黄色的泥土部位，其下部很可能分布萤石矿体。

6 结论

杉树坞萤石矿属于岩浆期后中-低温热液充填型脉状矿床，主要控矿因素为北东向、北北东向断裂构造。早期压扭性断层再次活动形成张性断层，为萤石矿床形成提供了矿液沉积空间，早白垩世黑云母二长花岗岩为萤石矿的形成提供了充足的物质来源。断裂破碎带中的硅化、绿泥石化及高岭土化是重要的找矿标志。