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福建将乐县常口萤石矿矿床成因初步探讨

更新时间:2016-07-05

矿区位于将乐常口—明溪瀚仙—清流余朋北东向萤石成矿带东北部将乐高唐—常口成矿远景区内[1]。区内勘查工作始于20世纪80年代,经过多年勘查,矿床已达大型规模。该矿床虽然地质工作程度较高,但前人对其成因研究较少,仅仅认为该矿床为岩浆期后中-低温热液充填作用形成的脉状矿床,忽视了古地热水在成矿过程中的重要作用。笔者根据前人资料及此次调查成果,对区内成矿地质背景、矿床特征、矿床成因进行了综合研究和总结,探讨了古地热水参与作用下,形成的中-低温热液充填型矿床。

1 区域地质背景

矿区大地构造位于闽西北加里东隆起带南端,南平—宁化北东东向构造-岩浆带附近*福建省闽西地质大队,福建省将乐县区域地质调查报告,1987。收稿日期:2017-12-07作者简介:柳其坤(1982-),男,工程师,地质矿产专业。,自新元古代以来,区内地质构造发生了多次变动,经历不同发展阶段,区内岩石遭到强烈挤压破碎,地层强烈扭曲和褶皱,沿断裂发生大规模的岩浆侵入,为区内萤石矿提供了丰富的矿质来源和迁移、容矿空间。

区域地层出露较齐全,主要有新元古代黄潭岩组、下峰岩组,寒武纪林田组等变质岩系,早石炭世-早三叠世滨浅海相、海陆交互相陆源碎屑岩,碳酸盐岩夹煤层的沉积岩系和早中侏罗世陆相、山间盆地、湖泊河流相沉积岩系。

区域上侵入岩主要为燕山早期第三阶段第三次侵入似斑状中-粗粒黑云母花岗岩,燕山晚期第一阶段第一次侵入石英二长岩和燕山晚期第一阶段第二次侵入似斑状细粒花岗岩及零星出露的花岗斑岩、石英二长斑岩、辉绿玢岩、闪长岩、闪长玢岩脉等。其中以燕山早期第三阶段第三次侵入的似斑状中-粗粒黑云母花岗岩和燕山晚期第一阶段第二次侵入似斑状细粒花岗岩的出露面积最大,二者共同组成了云衢山岩体。

区域上属加里东褶皱带,区内褶皱发育,主要表现为受将乐坳陷控制的新路口—将乐复向斜、老虎山向斜、邓坊伐木场向斜、梅花井背斜,褶皱轴迹主要呈南北向和北东向展布。

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图1 常口矿区区域地质矿产简图 Fig.1 The mineral resources map of regional geology in Changkou deposit

1—第四纪全新世;2—中侏罗世漳平组;3—早侏罗世梨山组;4—早三叠世溪口组;5—晚二叠世翠屏山组;6—中二叠世童子岩组;7—中二叠世文笔山组;8—中二叠世栖霞组;9—早二叠世船山组;10—中石炭世经畲组;11—早石炭世林地组;12—早—晚寒武世林田组;13—新元古代下峰岩组;14—燕山晚期二长花岗岩;15—燕山晚期石英二长岩;16—燕山早期黑云母花岗岩; 17—花岗斑岩;18—石英斑岩;19—石英二长斑岩;20—闪长岩;21—辉绿玢岩;22—硅化、云英岩化;23—黄铁矿化、绿帘石化;24—背斜;25—向斜;26—性质不明断层;27—正断层;28—逆断层;29—推覆断层;30—构造角砾岩;31—地质界线;32—角度不整合界线;33—平行不整合界线;34—大型萤石矿床;35—小型萤石矿床;36—小型铁矿矿床;37—铁矿矿点;38—锰矿矿点;39—小型煤矿矿床;40—铁、锡矿矿点;41—硫铁矿矿点;42—将乐常口—明溪瀚仙—清流余朋北东向萤石成矿带;43—将乐高唐—常口成矿远景区;44—研究区范围

(3)断裂构造与成矿关系。将乐高唐—常口北东向断裂带为区内的主要控矿构造,断裂构造具多期活动,根据其与成矿关系的研究可分五期。第一期:沿高唐向斜南端形成了成矿前的梅花井—赖地断裂(高唐—常口的一部分),使中-粗粒黑云母花岗岩逆冲在漳平组之上,此断裂的形成为矿液上升提供了良好的通道和贮矿场所。第二期:含矿热液沿前期形成的构造破碎带充填,形成大脉型块状矿石,该期是重要的成矿期,多形成块状富矿石。热液中的SiO2大量析出,不但在矿体中形成脉石矿物,还形成包围矿体的硅化岩外壳。第三期:构造继续活动,使断裂带中前期块状矿石部分破碎成角砾,被该期矿液胶结,形成后期萤石矿包裹前期萤石角砾及硅化岩的现象,构成角砾状萤石矿石及块状矿石并存,有时还出现细角砾围绕大角砾定向排列现象。第四期:构造进一步活动,含矿热液再次上升,在断裂带中充填,硅化岩破碎成角砾。该期主要形成细脉状萤石,大部分萤石细脉叠加在前期的块状、角砾状矿石中,少数在主矿体附近的围岩裂隙中形成独立的小矿脉。此期矿液来源明显不足,故形成不具工业价值的小矿脉。第五期:为成矿后构造作用,表现为强烈挤压,使前期硅化岩被挤压成片状。该期活动强度虽然较大,但基本上继承了前期构造的骨架,运动方向与前期相当,对主矿体未产生位移或错动。

区内矿产丰富,主要有煤矿、铁矿、锰矿、锡矿、硫铁矿、萤石矿等。其中萤石矿主要分布于将乐常口—明溪瀚仙—清流余朋北东向萤石成矿带上,带上已发现萤石矿床(点)34处,其中大型萤石矿床1处(将乐常口),中型萤石矿床3处,小型萤石矿床19处,萤石矿(化)点11处。区内萤石矿体均受断裂控制,呈脉状或透镜状,比较规则,矿体与围岩界线清楚,矿石的矿物组合简单,主要成分为萤石和石英,其次是蛋白石、玉髓等;围岩岩性复杂,主要蚀变有硅化、绢云母化,其次有绢英岩化、高岭土化等,成矿温度为132~205℃(据常口萤石矿包裹体测温),矿床类型属岩浆期后中-低温热液充填型矿床。

1998年,地处松嫩平原的巨浪牧场连降暴雨,本已四处漏风的泥草房再也经不起暴风雨的洗礼,一整面墙突然倒塌。无奈之下,全家只好紧急疏散,被牧场安置到场部西侧一个叫“西牛舍”的地方。

2 矿区地质特征

2.1 地层

区内地层简单,仅出露中侏罗世漳平组上段,分布在矿区西北侧,岩性组合主要为粉砂岩、中-细粒砂岩夹薄层粗砂岩、泥岩、中厚层含砾粗砂岩、中粗粒石英砂岩,夹薄层泥岩、粉砂岩及凝灰质砂岩,局部含钙质砂岩(图2),为一套杂色复陆相碎屑沉积,为区内成矿形成提供了物质来源。

图2 常口矿区地质简图 Fig.2 Geological map of Changkou mining area

1—中侏罗世漳平组下段;2—燕山早期第三次侵入黑云母花岗岩;3—花岗斑岩;4—辉绿玢岩;5—萤石矿体及编号;6—硅化岩;7—糜棱岩;8—地质界线;9—破碎带及编号;10—断裂面产状;11—地层产状;12—钻孔及编号;13—坑道及编号;14—探槽及编号;15—勘探线及编号;16—废石堆范围

2.2 岩浆岩

Ⅵ矿体:主要分布于12线,矿体具尖灭再现的特征。矿体形态较简单,呈透镜状,矿体走向58°,倾向153°,倾角64°。控制矿体最大长度为100 m,厚度为1.16~3.08 m,平均品位39.15%。矿体贮存标高为278~-18 m,埋深为0~283 m,矿体最大延伸125 m。容矿岩石主要为硅化岩和构造角砾岩。

综上所述,认为区内萤石矿成因为岩浆期后,经古地热水多次循环淋滤、吸取[10,11],在断裂构造中富集、沉淀形成的中-低温热液充填型矿床。其成矿机理(图4)。

2.3 构造

区内圈定萤石矿(化)体19个,主要贮存于F1断裂带及其次级裂隙中,矿体形态、产状严格受断裂带及其次级裂隙控制,呈脉状、透镜状分布(图3),二者产状基本一致,断裂带宽处的矿体厚度大,Ⅰ、Ⅵ矿体为区内主矿体。

2.4 围岩蚀变

区内围岩蚀变较强烈,主要是硅化,其次为绢云母化,局部可见绢英岩化、高岭土化。硅化主要表现为次生石英胶结各种构造岩,形成硅化岩,主要分布在断裂带内,贯穿成矿全过程,与矿化密切相关。绢云母化仅次于硅化,主要发育在断裂带中或近矿花岗岩中。

3 矿体地质特征

3.1 矿体特征

区内构造主要表现为高唐—常口控矿断裂(F1),呈巨型透镜状,西部呈收敛状,东部延伸到区外,总体走向北东东,倾向南东,倾角57°~84°。其长度大于2 km,最宽处达266 m,底部较陡,呈舒缓波状;顶界面整体呈向南凸的弧形,具压扭性特征,东南盘相对北东方向斜冲,使南部中-粗粒黑云母花岗岩部分逆冲在破碎带之上,断裂带产物主要为硅化岩、构造角砾岩、砂岩、粉砂岩、花岗岩残留体等。该断裂带明显控制了区内萤石矿体的展布。

图3 常口矿区萤石矿8线地质剖面图 Fig.3 Diagram showing the geological profile in the No.8 exploration line in Changkou fluorite deposit

Ⅰ矿体:分布于3~16线,矿体形态较简单,呈透镜状,走向为60°~80°,倾向130°~186°,倾角40°~87°,贮存标高为386~-53 m,埋深为120~350 m,控制矿体最大长度为350 m,延伸190 m,真厚度为0.82~58.59 m,平均品位42.64%。容矿岩石主要为硅化岩和构造角砾岩。该矿体以55°的侧伏角向南东东侧伏,矿体形态比较完整。

区内主要出露的为燕山早期第三次侵入的黑云母花岗岩,是云衢山岩体的一部分,呈岩基、岩株产出,其主要矿物成分为钾长石(45%~60%)、斜长石(10%~25%)、石英(25%~30%)、黑云母(5%~8%)及少量磁铁矿、钛铁矿等。据1∶5万将乐县区域地质资料*福建省闽西地质大队,福建省将乐县区域地质调查报告,1987。,其岩石化学成分含量为SiO2 73.60%、TiO2 0.26%、Al2O3 13.12%、Fe2O3 0.77%、MnO 0.12%、MgO 0.38%、CaO 1.00%、Na2O 3.35%、K2O 5.01%,灼减量为0.65。其碱度为4.07,分异指数89.40,钠钾比1∶1.03。上述表明岩石中钾含量较高,岩石分异较彻底,岩石中含氟较高(0.1%~0.35%),为萤石矿的形成提供矿质来源。

3.2 矿石特征

区内萤石矿石结构简单,以全晶质他形粒状为主,角砾状、柱粒状变晶结构次之。脉石矿物呈隐晶-粗晶粒状结构。构造主要为块状构造和脉状构造,次有条带状构造、晶洞构造。

协同理论引入中国后,学界进行了深入研究和探讨。张刚(1997年)根据协同创新的路径不同,将协同分为内部协同和外部协同:内部协同是内部要素之间的互动与协同;外部协同是研究主体和外部要素之间的互动与协同。陈光(2005年)根据研究主体与相关主体之间的关系,将外部协同细分为横向协同和纵向协同:横向协同是指同一大类产业中细分产业主体间的协同;纵向协同是指同一功能链不同环节上主体之间的协同[8]。

矿石矿物为萤石,脉石矿物主要是石英、少量玉髓及蛋白石、绢云母、高岭石。矿石类型主要为块状矿石、条带状矿石、细脉状矿石、角砾状矿石。

3.3 成矿温度

根据1988年勘探阶段包体测温样成果(表1)*冶金工业部第二地质勘探公司四队,福建省将乐县常口萤石矿区勘探地质报告,1988。,可以看出区内矿石从早期到晚期,成矿温度降低46.5℃,气相百分比随之降低5%~20%。石英、玉髓则是在无气相冷水下结晶的。

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表1 常口矿区包体测温研究成果 Table 1 Results inclusion temperature measurement in Changkou deposit

矿体名称测试样数均一温度(℃)温度变化平均值测包体数包体大小(μm)气相百分比(%)后期小矿脉880~187124.301328.505~10主矿体8104~208170.804260~10010~30石英、玉髓4<40<50

4 成矿关系

(1)与含钙质地层的关系。区内出露的中侏罗世漳平组地层为一套杂色复陆相碎屑沉积岩,其局部含钙质砂岩,为区内成矿形成提供了部分钙质来源。

峋四爷走近香炉,点头道:“难怪,的确是好香。既然是香囊里的残香,也没什么可惜的,物尽其用,倒也得其所哉。”

(2)侵入岩与成矿关系。区内云衢山深成岩体钾含量较高,岩石分异较彻底,岩石中含氟较高,为萤石矿的形成提供矿质来源,为区内成矿母岩。

受宁化—南平北东东向构造-岩浆带影响,区域内断裂构造发育,主要见有将乐南北向断裂、高唐—常口北东向断裂、云衢山北东东向断裂等(图1)。其中,高唐—常口北东向断裂为区内的主要控矿断裂,断裂具有多期活动,早期表现为压扭性,晚期表现为张性,是区内主要的导矿、容矿构造,断层两侧岩石强烈挤压破碎,多具片理化。

5 矿床成因分析

燕山早期,区内受闽台微大陆板块的俯冲、碰撞、拼贴作用的强烈影响[2,3],形成大量的扩容空间,岩石挤压破碎,为矿液上升提供了良好的通道和贮矿场所,构成热流体循环系统[4]。随着燕山期岩浆-构造热事件的进一步发展,伴随大量大气降水成因的地热水[5]的参与,形成混合流体,当含矿流体继续与其他流体发生叠置组合,与围岩发生水-岩化学反应,在各类流体物理化学性质变异情况下,氟通过与K1+、Na1+、Mg2+等牢固结合,造成了区内中-粗粒黑云母花岗岩含氟量较高。经过风化剥蚀,在古地热水的多次吸取、循环过程中,富含F和Si+混合热液沿着断裂构造运移、扩散和渗流,溶滤、萃取围岩中的钙质成分,与Ca2+发生反应,导致CaF2和SiO2的进入自组织临界性[6]时空分形[7],在断裂构造中不断富集、沉淀,形成萤石矿体。另从包体测温中可知,区内成矿温度平均为170.8℃,属中低温,包裹体特征包体较大,最大者大于100 μm,气相百分比达10%~30%,表明成矿深度不大。区内的萤石矿体形成于晚侏罗世,与岩浆活动密切相关[8],矿体的形态、产状、规模和分布严格受断裂带制约[9]

微波烘干时间影响凤尾鱼片的口感,烘干时间对去除水分的量影响很大。在其他因素不变的条件下,以8,10,12,14 min(以10 dm2凤尾鱼120 g计)为时间点,设计4组不同烘干时间的单因素实验,对实验结果采取感官评价的方式进行评分,选取评价分数最高的3组实验数据设定为最合适的烘干时间范围。

图4 常口矿区萤石矿成矿模式图 Fig.4 Metallogenic model map of Changkou fluorite deposit

6 找矿标志

(1)在富含氟(F)且结晶分异较彻底的侵入岩与含钙围岩接触带附近[12],早期具压扭性,晚期具张性的断裂破碎带,是找矿的构造标志,断裂带膨大部位,尤其是北东向断裂的转折部位,且岩浆活动强烈,构造多次活动处,为成矿有利部位。沿高唐—常口北东向断裂带目前已发现高唐,常口等大、中型萤石矿,沿该断裂带其他地段为重要找矿地段。

2)果园增施有机肥和微肥,间作绿肥,改良土壤,降低土壤pH值,增加土壤有机质含量,促进土壤中无效钙向有效钙转换,避免偏施氮肥,防止枝叶徒长。

(2)蛋白石化、绢云母化一般作为近矿找矿标志,其内侧即为萤石矿体。

(3)萤石风化后常成蜂窝状、炉渣状构造,形成“黑土”现象。

7 结论

常口矿区位于将乐常口—明溪瀚仙—清流余朋北东向萤石成矿带东北部,区内萤石矿体严格受断裂带控制,侏罗世漳平组地层和燕山早期第三次侵入的黑云母花岗岩为区内萤石矿的形成提供了矿质来源。通过研究,认为区内萤石矿床是在岩浆侵入作用已趋停熄,先前侵入的花岗岩浆,已固结成岩并遭受风化剥蚀之后,经地热水循环淋滤、吸取围岩中的成矿元素,在断裂构造带中沉淀、富集形成的中-低温热液充填型矿床。

本文是在将乐县常口矿区萤石矿储量核实暨外围详查的基础上总结而成,系集体劳动成果,在成文过程中得到了邱盛安、易友根高级工程师的审阅,指导,并提出宝贵的修改意见,在此表示衷心感谢!

参 考 文 献

1 涂样谋,傅树超,陈兴高.福建三明地区萤石矿地质特征及成矿预测.福建地质,2004,23(2).

2 林国宣.闽西北地区萤石矿成矿地质规律及找矿方向.化工矿产地质,2004,26(3).

3 游良旺.福建明溪—清流一带萤石矿成矿规律探讨.低碳世界,2014,16(08).

4 王定域,熊鹏飞,岑博雄,等.山西省中条山—上太平一带大比例尺成矿预测研究.武汉:中国地质大学出版社,1990.

5 李长江,蒋叙良.中国东南部两类萤石矿床的成矿模式.地质学报,1991,65(3).

6 於崇文.大型矿床和成矿区(带)在混沌边缘.地学前缘,1996,6(2).

7 邓军,杨立强,方云,等.成矿系统嵌套分形结构和自有序效应.地学前缘,2000,7(1).

8 李建碧,陈文森.福建萤石矿床特征及其找矿开发前景.地质与勘探,1990,3.

9 涂样谋,傅树超,陈兴高.福建三明地区萤石矿地质特征及成矿预测.福建地质,2004,23(2).

10 李长江,蒋叙良.浙江萤石矿床的裂变径迹年龄测定及有关问题讨论.地球化学,1989,(2).

11 李长江,蒋叙良.浙江武义——东阳地区萤石矿床的锶同位素地球化学研究.矿床地质, 1989,8(3).

12 傅树超.试述福建顺昌南舟萤石矿地质特征.福建地质,2003,22(2).

高压氧医学起源于高气压医学,1664年英国医生Henshaw首先使用压缩空气治疗疾病,并认为高气压可以帮助消化,改善呼吸和防止某些肺部疾病;1887年Valenzuela第一次成功地在高压氧舱内用纯氧治疗疾病,为高压氧的临床应用做出了良好开端;1956年荷兰人Boerema等在大型高压氧舱内进行心内直视手术获得成功,并于1960年发表《无血的生命》一文,引起了世界各国医学界的重视,高压氧医学开始迅速发展[1]。

柳其坤
《福建地质》 2018年第01期
《福建地质》2018年第01期文献

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