粤北半溪区域萤石矿地质特征及其成因探讨

杨 林

（广东省环境地质勘查院，广东广州510080）

1 区域地质背景

矿区位于湘粤褶皱带，经历了加里东、印支、燕山和喜山等多期次、多种性质的地壳运动，具有多阶段活动的特点。由于历次构造运动结果，形成了纬向构造、经向构造、粤北山字型构造及新华夏系等构造体系。

1.1 地层

区域内主要出露第四系大湾镇组（Qdw）：主要分布于河流两岸、山沟、山前平原中，地表多为耕积土覆盖，多为农田耕地等。岩性为灰黑—黄白色松散堆积卵石层、砂砾层、含砾砂层、含砂粘土等。下部为砂砾层，上部网纹红砂土层，砾石大小不一，磨圆度达次圆，砾间为泥砂质充填，厚度1～5.6m。

1.2 构造

区内大地构造位于华南褶皱系之粤北、粤东北—粤中坳陷带二级构造单元、属粤北坳陷带之翁源凹褶断束中心部位。区内地质构造复杂，主要受加里东运动、印支运动、燕山运动的影响，形成一系列复杂的构造形迹。

（1）北北东向断裂。为区内最主要的一组断裂。既是成矿构造较晚的一期，也是最强烈活动的断裂构造带。对矿区成矿具有明显的控制作用。该组断裂呈等间距（约3.5～4km）展布，总体走向为10°～35°、局部±0°或者50°，以北西倾向为主，局部为南东，单条断裂长度一般在3～6km，宽1～10m。

（2）北东东向断裂。主要为一组硅化蚀变碎裂岩带，断裂大体呈等间距（约2.5km）分布，总体产状为50°～75°NW∠55°～80°，长 3～13km，宽 1～5m，最宽处大于10m。

（3）北西西向断裂。该组断裂发育多条基性岩脉和多条糜棱岩带以及蚀变破碎、片理化带等。断裂呈等间距（约3km）分布，总体产状为260°～300°N∠60°～82°，长8.5～153km，带宽1.3～3.53km，单条长一般在4.5～7km，宽4～60m，一般宽约10～20m。

1.3 侵入岩

区内侵入岩主要为贵东岩体，是一个多期次、多阶段岩浆活动形成的复式花岗岩体。

中三叠世（中）细粒二云母二长花岗岩（T21ηγ）。受北东向断裂控制，呈岩株产出，被后期花岗岩侵入，受地形剥蚀改造呈残留顶盖出露。岩石呈浅灰色、灰白色，多具似斑状结构，块状构造，基质以细粒花岗结构为主，局部具中细粒花岗结构，矿物粒径以0.2～2mm为居多，少数3～4mm。斑晶主要为钾长石，偶见斜长石斑晶，斑晶大小5～10mm，含量一般8%～15%，局部3%～5%。岩石成分以钾长石（30%～45%）、斜长石（15%～25%）、石英（30%～35%）为主，次为白云母（2%～5%）、黑云母（2%～7%）。

早侏罗世二长花岗岩（J11cηγ）为贵东岩体的主体，分布广泛，呈岩基产出。主要岩性为（粗）中粒斑状黑云母二长花岗岩。中粒斑状黑云母二长花岗岩呈浅灰—灰白色、浅肉红色，似斑状结构，块状构造，岩石由斑晶及基质组成，基质以中粒花岗结构为主，局部为中粗粒、细中粒花岗结构。基质粒度一般为3～5mm，少数粒度为5～12mm，杂乱分布。侵入体内斑晶含量变化较大，大小悬殊，一般2～3cm，少数3～5cm，主要为钾长石，次为斜长石，石英斑晶少见。矿物成分为钾长石（30%～40%）、斜长石（25%～30%）、石英（20%～30%）、黑云母（3%～8%）、白云母（0%～3%）。

1.4 变质岩

区内气液变质岩主要分布于侵入岩体顶部和内外接触带、断裂带及其附近、热液矿体的周围等气水热液活动范围，多呈脉状、带状、透镜状、囊状及不规则状产出。主要岩性有云英岩类、硅化岩类、绿泥石化类等。

（1）云英岩类。区内多见于花岗岩侵入体的边部及断裂带附近的岩体及围岩中，为酸性侵入岩及其顶板泥质岩、长英质岩石在高温气液交代蚀变作用下形成；主要岩性有磷灰石—辉钼矿云英岩、绢云母化云英岩、云英岩、绢云母—伊利水白云母化富云母云英岩、含氧化铁质云英岩。岩石具鳞片花岗变晶结构、显微鳞片花岗变晶结构、显微鳞片粒状变晶结构、鳞片片状粒状变晶结构等，块状构造；矿物成分主要为白云母、石英，次为伊利水、绢云母及原岩残留矿物等，局部见辉钼矿、氧化铁等微弱的矿化。

（2）硅化岩类。该类岩石区内分布较广，见于侵入岩体顶部和围岩内外接触带断裂带及其附近、热液矿体的周围等气水热液活动处；主要岩性有硅化板岩、硅化千枚岩、硅化角砾岩、硅化石英砾岩、硅化破碎带角砾岩、碎裂化硅化二长花岗岩、碎裂化硅化斑晶二云母花岗岩、硅化碎粒岩等：岩石具交代结构、柱状粒状变晶结构、残留文象结构、残留熔蚀结构、残余碎裂结构等，块状构造；岩石主要矿物为石英、次为绢云母、少量白云母、绿泥石、黄铁矿等，原岩仅残留部分石英，其它矿物被次生石英和绢云母交代。

（3）绿泥石化类。绿泥石是中低温气液蚀变的一种重要和常见的矿物，因而绿泥石化岩类在测区气液蚀变岩中普遍发育或伴生发育；岩石具片状变晶结构、残留斑状结构，块状构造；岩石变质矿物主要为绿泥石，次为绢云母及少量褐铁矿，微量矿物有锡石、莹石等，原岩中的斑状矿物已完全蚀变为绿泥石，但可见保留较好晶体形态。

2 矿床地质特征

2.1 矿体特征及类型

矿体主要产于硅化破碎带中，受区内断裂的控制并沿断裂破碎的方向延伸。矿体呈脉状产出，受断层的影响，矿体整体较破碎，厚度变化较大，一般厚度约在1～3m，局部小于1m甚至不连续。

区域内目前发现一条主萤石矿脉，长度大于2km，厚度约在1～3m，矿体产状50°～75°NW∠55°～80°。根据矿体开采情况及地表出露情况，在主矿脉周围存在着一系列的小矿脉，小矿脉总体延伸10～30m，厚度1m以内，小矿脉延伸方向大体和主矿脉相平行。

2.2 矿石特征

区内矿石中主要矿物为萤石和石英。矿石多呈紫色、浅紫色、绿色或无色等，偶见黄色及红色，粒状变晶结构，块状构造。矿石裂隙发育，硬度较高但易碎，半透明—透明，玻璃光泽。

肉眼观察矿石主要为萤石，少量石英脉穿插其中，局部夹杂碎块化的花岗岩等。镜下观察岩石的主要矿物为萤石，半自形粒状的大颗粒萤石构成岩石主体。

根据矿物的成分，矿石可以分为2类：

（1）萤石—石英类：该类矿石中萤石含量约在90%～95%，石英含量约为3%～5%，其余矿物2%±。矿石手标本下无色、绿色、紫色，镜下观察无色透明，不规则粒状，粒径大体0.8～2mm，负中—高突起，糙面显著，发育2组菱形解理，正交镜下全消光，显示其均质体特性，在紫外线下强烈发光。

石英—萤石类：该类矿石中萤石含量约在50%～70%，石英含量约为40%～45%，其余矿物5%±。镜下观察岩石主要矿物萤石，穿插石英，两者呈粒状变晶结构。

石英多为无色，透明，大小不等，呈脉状穿插在萤石颗粒中，部分为隐晶质，正低突起，一级灰白干涉色。萤石在手标本下深紫色—浅紫色，部分无色或绿色调，镜下无色透明，不规则粒状，粒径大体0.5～2mm，负中—高突起，糙面显著，正交镜下全消光，发育2组菱形解理，具均质性，在紫外线下强烈发光。

2.3 围岩蚀变

矿体周边围岩蚀变沿硅化断裂带两侧呈带状分布，具有一定的分带性特征，从构造中心部位往两侧分别为云英岩化、绢云母化、绿泥石化等。

3 矿床类型及成因分析

根据王吉平[1]对中国萤石矿床类型的划分，本矿床属于热液充填型矿床，成矿因素为侵入岩+断裂，该类萤石矿多受断裂控制，其形成与侵入岩尤其是燕山期侵入岩有关，多呈脉状产出。

李长江、蒋叙良[2]将萤石矿床与岩浆岩的关系分为2类，与燕山期花岗岩有关的矿床成矿年龄在70Ma～90Ma，温度主要集中在100°～165°，气液比一般小于20%。

萤石为气成热液矿物，根据本区矿体及矿石特征分析，矿床属于低温热液型脉状萤石矿，矿体受断裂构造影响较大。本区内剧烈的侵入岩活动为矿床提供了矿源物质，而构造断裂所形成的破碎带为热液提供了良好的流动通道和成矿场所。

根据以上分析，区内萤石矿找矿可以有以下几个规律：（1）北东东向硅化蚀变碎裂岩带为区内主要的控矿构造；（2）本地构造发育，矿石局部裸露，可沿断裂方向追溯，寻找萤石矿床。

[1]王吉平，商朋墙，等.中国萤石矿成矿规律[J].中国地质，2015，42（1）：18-32.

[2]李长江，蒋叙良.中国东南部两类萤石矿床的成矿模式[J].1991（3）：263-274.

[3]中国环境科学研究院，广东省环境地质勘查院.翁源县坝仔镇滃江上游流域周边环境基础调查与风险管控项目报告[R].2017.