闽北邵武大坪-张厝一带萤石矿地质特征及下一步找矿方向

【摘 要】闽北邵武大坪-张厝一带萤石矿成矿条件有利，本文分析研究了区域地质背景和矿区地质特征，结合物探、化探和其它已有工作等资料信息，梳理总结了矿区的地质特征及成矿规律，初步认为区内张厝、新坪萤石矿点具有寻找中大型萤石矿床的潜力，提出了利用地质、物探、化探相结合寻找萤石矿的方案，提出了区内下一步萤石矿找矿方向。

【关键词】闽北;地质特征;成矿规律;找矿方向

序言

萤石是一种重要的非金属矿物原料，广泛用于冶金、炼铝、玻璃、陶瓷、水泥工业，也是生产氢氟酸及其衍生物的重要原料[1-3]。随着现代工业的发展，萤石的应用范围不断扩大，用于建筑和造船工业的焊剂、制造大功率的激光装置的部件、生产火箭燃料等，萤石日益成为现代工业部门一种十分重要的非金属矿产。

研究区位于福建省邵武市张厝乡大坪—张厝一带，区内萤石矿成矿条件较好，分布着大坪、俞厝蹲、半岭、黄土岭、张厝、新坪等萤石矿床（点）。区内地质矿产工作开展较早，许多地质专业队伍和科研院校在区内开展过萤石地质找矿工作，对区内重要的萤石矿未进行综合研究，对区内萤石矿的找矿潜力缺少系统评价。2019年我单位进行“江西赣南-福建浦城地区萤石硼战略性资源调查”项目时，发现研究区断裂构造发育，硅化、萤石矿化强烈，物化探异常明显，新发现多处萤石矿（床）点，综合分析区内具有较大的萤石矿找矿潜力。本文在结合本次研究成果及前人成果资料的基础上，对该区萤石矿成矿地质特征、萤石矿找矿潜力进行总结分析，并提出了下一步工作方向，以期对该区进一步萤石矿找矿和勘查工作有所帮助。

1区域地质概况

研究区位于欧亚大陆板块东南缘，濒临太平洋板块。大地构造单元属武夷-云开-台湾造山系（Ⅴ）、华夏陆块（Ⅴ-3）、武夷古弧盆系（Ⅴ-3-1）[4]。研究区处于崇安-安远NE向深大断裂带东南部，南平-宁化构造-岩浆带北部。区内构造主要为断裂。以北东、北西向断裂为主，近南北向次之，北东向断裂规模大、数量多、矿化蚀变强烈，具有多期多次、活动的特点，为区内萤石矿的主要控矿、容矿构造[5-6]。

区域上岩浆活动极为频繁，从加里东期到印支-海西期以及燕山期均有岩浆侵入或喷发活动。区域上燕山期花岗岩大面积分布，其中燕山早期黑云母正长花岗岩为萤石矿的主要围岩，是萤石成矿F、Ca的主要物质来源[7]。

闽北地区是中国重要的萤石矿资源基地和找矿远景区，研究区位于闽北萤石矿矿集区 [8]—浦城-顺昌成矿亚带南部，沿区域拿口-张厝北东向构造岩浆岩带分布有南山下、吴家塘、大坪、半岭、俞厝蹲、新坪、黄土岭、张厝等多个萤石矿（床）点（图1）。萤石矿（床）点主要分布于燕山早期黑云母正长花岗岩内的北东向断裂破碎带中。

2矿區地质

2.1地层

区内东北部见小面积的古元古界大金山岩组出露，其岩性主要为一套以含晶质石墨和斜长角闪岩类为特征的片岩、变粒岩组合，岩石普遍具混合岩化，原岩以砂泥质为主，夹基性火山岩，属含火山岩类复理石建造。

2.2构造

区内断裂构造发育，主要为北东、北北东向断裂，其中北东、北北东向断裂纵贯全区，为拿口-张厝构造岩浆岩带的一部分。北东、北东向断裂构造控制着区内萤石矿（床）点的分布。

北东向断裂：由F11及其两侧的次级断裂组成，为区内主要萤石矿赋矿断裂。呈北东向贯穿全区，控制长度约8.2km，于研究区内的大坪一带被北北东向（F9）断裂错断为南北两部分;断层切穿张厝燕山早期晚侏罗世花岗岩体。

北部半岭-大坪一线延伸长度约4km，主断层走向50°方向，倾向南东，倾角55°～75°不等。断层以宽度10～60m的硅化带、构造角砾岩带为特点，自北向南分布有半岭、俞厝墩小型萤石矿床和新坪萤石矿点。

南部大坪-张厝一线延伸长度约4.2km，主断层走向52°方向，倾向南东，南部张厝一带局部倒转倾向北西，倾角55°～85°不等，局部近直立。以宽度5～100m不等，一般10～40m的硅质角砾岩带，碎裂花岗岩带、萤石矿化带为特点。北部分布有大坪（中型）萤石矿床，南部分布有张厝萤石矿，中间硅质角砾带连续性较好，规模较大。

北北东向断裂：主要为F9、F12断裂主要特征如下：

F9断裂：为区内主要萤石矿赋矿断裂。呈北北东向贯穿全区，区内控制长度约5km。断层切穿张厝燕山早期晚侏罗世花岗岩体。主断层（F9）走向25°方向，倾向北西，倾角 55°～80°不等，局部近直立。断层以宽度2～20m不等，一般约10m的硅化带、硅化蚀变碎裂花岗岩带、萤石矿化带为特点，区内黄土岭位于该断裂构造的南部。

F12断裂：为北东向F11断裂的次级断裂。区内延伸长度2.75km。断层走向30°方向，倾向南东，倾角60°～75°不等。断层以宽度1～5m的硅化蚀变带为特征。该断裂为铜锣丘、新坪东萤石矿控矿断裂。

2.3岩浆岩

研究区位于张厝燕山早期花岗岩体中心，侵入岩发育，广泛分布晚侏罗世黑云母正长花岗岩，主要岩性为似斑（少斑）中细粒黑云母正长花岗岩、含斑细粒黑云母正长花岗岩。似斑（少斑）中细粒黑云母正长花岗岩为区内萤石矿的主要赋矿围岩。

3矿床地质

研究区分布有大坪、黄土岭、张厝、俞厝墩、新坪、半岭等萤石矿（床）点6个，其中大坪萤石矿为中型萤石矿床，半岭、俞厝蹲、黄土岭为小型3萤石矿床，其它为萤石矿点。区内主要萤石矿（床）点特征见表1。

3.1矿体特征

研究区萤石矿体形态简单，呈脉状、透镜状、扁豆状赋存于北东、北北向断裂构造破碎带中。矿体沿走向和倾向呈舒缓波状变化，具有膨大狭缩、分支复合现象（图3），规模较大的萤石矿床赋矿构造破碎带宽大。

研究区萤石矿体严格受断裂控制，与赋矿断裂产状一致。矿体倾向主要为南东向、北西向。倾角一般60°～80°，局部近于直立。由于区内矿体基本上为陡倾矿体，部分矿体在走向和倾向延伸方向上局部出现产状翻转的现象。

研究区萤石矿体走向延伸长度110～471m不等。矿体倾向垂直延伸200～300m不等。矿体厚度0.77～5.99m不等（表1），地表厚度一般0.65～3.5m，深部100～200m膨大，个别矿体深部厚度可达十几米。200m之后矿体厚度逐渐缩小尖灭。

3.2矿石特征

研究区萤石矿石颜色有白色、浅绿色、翠绿色、深绿色、墨绿色、浅紫色、紫色、深紫色、无色等。

矿石主要结构有半自形粒状结构、它形粒状结构等，次要结构有交代熔烛结构、自形晶结构、放射状结构等。

半自形-它形粒状结构：萤石呈半自形-它形粒状，颗粒间以阶梯状、齿状、折线状和不规则边缘相连，粒径0.2～5mm不等，晶面发育不完全。

放射状结构：梳状石英以萤石或硅质岩为中心，结晶生长呈放射状。

交代溶蚀结构：早期生产的萤石被后期石英、玉髓溶蚀交代，两者接触界线模糊不清，有的呈港湾状。

自形晶结构：多为后期淡绿色、紫色萤石。呈立方体、四方单锥、六面体或四六面体聚形，粒度较大，一般0.5～5cm不等，多在裂隙内或晶洞中出现。

矿石主要有致密块状构造、角砾状构造、条带状构造，次要构造有网脉状、蜂窝状构造等。

致密块状构造：多分布在矿体中部绿色、浅绿色萤石伴有少量粒状石英、角砾状蛋白石或萤石相互嵌接组成均匀的块状集合体。

角砾状构造：多分布于矿体顶、底部，角砾呈棱角-次棱角状，杂乱分布，砾径一般为0.2～2cm不等，个别达5～10cm;角砾成分主要为萤石，次为硅质、围岩角砾，胶结物为花岗质碎斑岩、硅质角砾及后期形成的萤石、石英脉。

条带状构造：不同颜色的萤石或萤石条带和灰、灰白色蛋白石、石英条带相间平行分布，萤石条带一般宽0.2～5cm，硅质条带一般宽0.1～2cm。

网脉状构造：矿石有密度较大不同方向的萤石细脉交错呈网格状，萤石细脉宽几毫米至十几厘米不等，网脉间为硅质岩或强蚀变花岗岩。

蜂窝状构造：萤石集合体呈团块状分布于硅质孔洞中，因风化、流水冲蚀等局部萤石晶体流失形成蜂窝状构造。

3.3矿石矿物组分

矿石矿物组分主要有萤石、石英、玉髓，次为长石、绢云母、高岭石。

萤石：区内萤石主要为浅绿、白色、浅紫色，次为翠绿、无色和紫色等。多数为它形—半自形粒状，粒度大者 1～7mm，小者 0.2～0.5mm 不等，呈团块状集合体或角砾状集合体。

石英：呈白色、灰白色，部分铁质污染呈淡黄色。不等粒变晶粒状结构、内碎屑结构，粒晶0.03～0.8mm不等，普遍具波状消光，构造裂纹，微破裂现象，石英碎屑大致具有定向排列现象。部分石英呈隐晶-细粒充填分布于石英晶体之间，部分呈栉壳状胶结萤石，部分石英与萤石密切共生，常呈团块状、脉状与萤石集合成块状或条带状、角砾状矿石。

玉髓：呈灰白色、灰色及淡黄白色。隐晶质结构，部分呈隐晶充填分布于萤石晶体之间，部分呈胶结物分布于内碎屑之间。

绢云母：显微鳞片状，较均匀散染于隐晶状石英-玉髓之间。

3.4矿石化学成分

区内萤石矿矿石唯一的有益组分为CaF2，主要有害组分为SiO2。根据分析结果，区内萤石矿单样品位最低29.18%，最高76.35%。对于不同的矿点、矿体则因其规模、主要矿石类型组成不同，其矿体平均品位不同;一般来说规模较大的矿体，矿石类型主要为块状矿石的矿体品位较高。矿体规模较小，矿石类型主要为条带状、角砾状矿石的矿体，其平均品位相对较低。就单个矿体而言，CaF2的含量变化与矿体的延深、厚度以及矿体与围岩接触的空间位置均有一定的相关关系。一般是地表的含量较深部偏低，但深部延深至一定的标高后又开始降低，矿体走向上向两端变薄部位，矿石品位逐渐变贫。矿体与围岩及夹石接触或邻近的地段，含量较低。

3.5围岩蚀变

萤石矿围岩主要为燕山早期（黑云母）正长花岗岩。围岩蚀变主要发育一套中-低温热液蚀变矿物组合，以硅化、绢云母化为主，叶腊石化、高岭土化、绿泥石化次之。硅化、绢云母化与区内萤石矿化关系密切，一般硅化、绢云母化强烈部位矿体厚度大、矿石品位高。

4找矿标志

（1）断裂构造是必要的找矿标志，尤其是燕山早期花岗岩内不同走向断裂交汇部位的北东向张性断裂是寻找萤石矿有利部位。

（2）地表若见黄褐-棕褐色砂土，可能是全风化萤石矿体，褐色或黑色为铁锰质的渲染;地表若见松散的萤石矿粒，有的已成砂土状、蜂窝状、炉渣状构造，其下部成矿[9]。

（3）硅化强烈且范围宽大，并伴有绿泥石化、叶腊石化部位，其深部往往会有萤石矿体产出。

（4）硅化带中如果存在蜂窝状、爐渣状、立方形、六面体形空洞，是萤石晶体或集合体流失的标志。

（5）沿硅化带形成的正地形、脊背状山脊或断裂构造形成的陡崖、负地形为区内寻找萤石矿的地形标志。

（6）高精度磁测负异常、视电阻率联合剖面ρa、ρb正交点、天然选频低电位异常为区内寻找萤石矿的物探标志。

（7）水系沉积物、土壤地球化学测量F、Ca异常为区内寻找萤石矿的化探标志。

5成矿期次

根据区内萤石矿石结构构造特征和萤石矿脉相互穿插关系，区内萤石矿成矿期次大致可以分为四个成矿阶段。

第一阶段：成矿作用早期张应力作用下先期形成的压扭性断裂发生张性活动，含矿热液上升就位使石英、萤石依次结晶，形成浅绿色萤石矿。萤石呈半自形粒状结构，石英多为细粒状乳白色，萤石与石英互相嵌部形成条痕条带状、致密块状萤石矿（图6a）。

第二阶段：张性断裂活动进一步加剧，第一阶段形成的萤石矿局部遭受破坏，含矿热液沿浅绿色萤石矿裂隙充填形成浅紫色萤石矿（图6b）。

第三阶段：经过一定间歇后，断裂再次发生张性活动，前期形成的浅绿色、浅紫色萤石矿石破碎成棱角-次棱角状角砾，同时矿液再次沿裂隙充填形成白色萤石并胶结浅绿色、浅紫色萤石角砾，形成角砾状萤石矿（图6c）。

第四阶段：张应力进一步减弱，在前期矿体或者顶底板裂隙中充填结晶形成了品位较低的由紫色萤石、石英条带组成的网脉状萤石矿石（图6d）。

6成矿规律

（1）研究区萤石矿床（点）受晚侏罗世张厝花岗岩体控制，分布于花岗岩体内的北东、北北东向断裂破碎带中，燕山早期花岗岩为成矿热液的形成提供了物源[10-12]。

（2）研究区萤石矿床（点）严格受断裂构造控矿[13-18]，萤石矿体赋存于构造破碎带膨大部位。F9、F11、F12北东向、北北东向断裂构造为区内主要的控矿和容矿构造。

（3）研究区内萤石矿体分布于硅化带膨大部位，矿体产状与硅化带产状基本一致。矿体走向、倾向上均具波状变化、膨大縮小、尖灭再现现象。

7下一步找矿方向和工作建议

（1）增加对现有已采矿体的深部查证：已知大坪、黄土岭、俞厝墩、半岭萤石矿床采用的是平硐式开采，所以进行已知矿床深部老硐调查，开展典型矿床研究指导区内萤石矿找矿工作。

（2）虽然区内风化层较厚，不利于地质观察，但矿区范围内的地形切割比较厉害，并且硅化带也易形成正地形和萤石砂矿。前期在半岭-大坪一带开展的1︰1万专项地质测量取得较好的效果，应进一步在大坪-张厝一线开展1︰1万专项地质测量工作。

（3）前期工作在半岭-大坪一线开展的土壤地球化学测量（线距100，点距40）、天然选频测量（点距10m）工作，圈出的F、Ca土壤异常和天然选频低电位异常与萤石矿体及赋矿硅化带吻合较好，应在南部的大坪-张厝一线继续开展面积性物化探工作，并对可能的矿化异常进行槽探揭露，以查找覆盖层下的矿体。

（4）选择大坪已知矿体开展可控源音频大地电磁测量剖面、视电阻率联合剖面实验工作[12]，开展物探工作方法有效性实验，观察矿体、破碎带、矿化体及围岩的异常特征，根据实验成果在新发现的张厝、新坪萤石矿点开展相应工作。

（5）工程查证是基于上述工作基础上的最直接的找矿方法。主要分成探槽、取样钻和钻探3种方法，根据前述工作成果进行。

参考文献：

[1]孙玉梅.内蒙古萤石矿资源开发利用动态分析与建议[J].中国地质调查，2015，2（3）：10-13

[2]张江海，苏阳，吴立岗.福建某地萤石矿地质特征及找矿方法初探[J].西部探矿工程，2014，26（06）：154-157

[3]王猛，黄俭合.综合物探方法在萤石矿勘查中的应用[J].中国煤炭地质，2018，30（S1）：118-124

[4]李霞.福建省大地构造单元划分及基本特征.世界地质.2013.32（3）：449-557

[5]陈新立，刘增政，栗克坤.闽北地区萤石矿赋矿硅化带地质、地球化学特征及找矿意义[J].化工矿产地质，2018，40（03）：155-161

[6]陈新立，栗克坤，韩志坤，等.福建省光泽县寨里-司前一带萤石矿成矿地质特征及成因分析[J].化工矿产地质，2017，39（01）：1-9

[7]王吉平，商朋强，熊先孝，等.中国萤石矿床成矿规律[J].中国地质，2015，42（01）：18-32

[8]王吉平，商朋强，牛桂芝，等.中国萤石矿主要矿集区及其资源潜力探讨[J].化工矿产地质，2010，32（02）：90-94

[9]刘磊，林国宣，谢晓亮.武夷成矿带闽西北部萤石矿床地质特征及成矿启示[J].中国矿业，2013，22（S1）：140-142

[10]陈新立，栗克坤，韩志坤，等.福建省光泽县寨里-司前一带萤石矿成矿地质特征及成因分析[J].化工矿产地质，2017，39（01）：1-9

[11]陈新立，王无限，刘增政，等.福建省光泽寨里-司前地区萤石矿稀土元素地球化学特征及成因分析[J].世界有色金属，2017（04）：159-164

[12]栗克坤，陈新立，商朋强，等.物化探综合信息找矿方法在萤石矿找矿中的应用[J].中国地质调查，2019，6（6）：98-104

[13]张惠堂，杨耕东，张存威.试论武义地区萤石矿床特征及其成因[J].成都地质学院学报，1984，（1）：13-22

[14]蒋叙良，李长江.浙江萤石矿床的稀土元素地球化学特征[J].矿床地质，1993，12（1）：55-66

[15]蔡建设.福建浦城龙堂寺萤石矿地质特征及成因探讨[J].福建地质，2011，30（4）：301-306

[16]林国宣.闽西北地区萤石矿成矿地质规律及找矿方向[J].化工矿产地质，2004，26（3）：155-161

[17]王吉平，商朋强，熊先孝，杨辉艳，唐尧.中国萤石矿床分类[J].中国地质，2014，41（02）：315-325.

[18]邹灏，方乙，陈合毛，肖广，徐旃章.浙江天台盆地下陈萤石矿稀土元素地球化学特征及成因[J].中国地质，2014，41（04）：1375-1386.

中国地质调查局项目：

江西赣南-福建浦城地区战略性萤石硼资源调查（DD20190816）

作者简介：

焦森（1979～），男，高级工程师，硕士，从事矿产预测和矿产资源战略研究。

（作者单位：中化地质矿山总局）