龐亞明，王錫榮

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

甘肅馬銜山南麓螢石礦的礦石類型及成因淺析

龐亞明，王錫榮

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

本文對馬銜山南麓螢石礦的分布和礦石類型及質(zhì)量、成因等做了較詳細的論述。

螢石礦；礦石類型及質(zhì)量；礦床成因；馬銜山

螢石是工業(yè)上氟元素的主要來源，它廣泛用于航天、航空、制冷、醫(yī)藥、農(nóng)藥、防腐、滅火、電子、電力、機械和原子能等領(lǐng)域。隨著科技和國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，螢石已成為現(xiàn)代工業(yè)中重要的礦物原料。我國螢石資源豐富，礦床繁多，資源儲量、生產(chǎn)量和出口量均居世界首位。

1 區(qū)域概況

1.1 區(qū)域構(gòu)造

甘肅馬銜山南麓螢石礦產(chǎn)于馬銜山南麓臨洮縣東北—榆中縣西南一帶，該區(qū)大地構(gòu)造處于祁連褶皺系的東南端，位于青石嶺—馬銜山拱斷束的次一級構(gòu)造馬銜山褶穹和興隆山褶凹，以馬銜山褶穹為主(見右圖)。

屬于多旋回構(gòu)造運動表現(xiàn)明顯的地區(qū)，區(qū)域走向為北西—南東向。與螢石礦有關(guān)的構(gòu)造主要是馬銜山倒轉(zhuǎn)背斜：軸向北西—南東向，背斜寬5～8km，軸長約30km。軸部由秦嶺雜巖A組組成，兩翼由秦嶺南雜巖B組、C組組成，兩翼地層均向南西傾斜，且次一級褶皺較發(fā)育，走向與倒轉(zhuǎn)背斜平行。斷裂構(gòu)造也以北西—南東向為主，控制螢石礦成礦的斷裂是馬銜山南麓正斷層：位于馬銜山倒轉(zhuǎn)背斜的南翼，走向北西—南東，傾向南西，傾角74～85°，延伸長約21km，使秦嶺雜巖A、B組斷層接觸。在斷層西北部有片麻狀輝綠巖沿斷裂帶侵入。

1.2 區(qū)域地層

本區(qū)地層區(qū)劃屬祁連—北秦嶺分區(qū)中祁連小區(qū)，出露地層有秦嶺雜巖和中元古界、中生界、新生界地層。

(1) 秦嶺雜巖(ArPtQ)：經(jīng)受區(qū)域混合巖化作用而變質(zhì)較深。按巖性結(jié)構(gòu)特征分為A、B、C三組，與螢石礦有關(guān)的是B組。秦嶺雜巖A組(ArPtQa)：眼球狀黑云斜長混合巖、黑云二長混合巖夾白云巖；秦嶺雜巖B組(ArPtQb)：眼球狀黑云鉀長混合巖、黑云二長混合巖；秦嶺雜巖C組(ArPtQc)：條帶狀黑云二長混合巖、混合質(zhì)鉀長片麻巖夾大理巖。

(2) 中元古界：①興隆山群(Chx)，下部(Chx1)，淺變質(zhì)中基性火山巖、火山碎屑巖、碎屑巖夾少許灰?guī)r；上部(Chx2)，千枚巖夾變碎屑巖、火山碎屑巖及少量鐵礦層凸鏡體；②高家灣組(Jxg)，中薄—中厚層灰?guī)r、硅質(zhì)灰?guī)r、白云巖為主，夾少量鈣質(zhì)千枚巖和板巖。

(3) 中生界：①中侏羅統(tǒng)龍鳳山組(J2l)，砂巖、礫巖、頁巖及煤層；②白堊系河口群(Kh)，砂巖、礫巖、泥巖。

(4) 新生界：①新近系甘肅群(Ng)，泥巖、砂礫巖、礫巖、砂質(zhì)泥巖；②第四系(Q)，殘積腐植土層、風成黃土、冰川泥礫。

2 礦區(qū)地質(zhì)

2.1 賦存層位及構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜，主要發(fā)育近北西—南東向和北東—南西向的斷裂，以北西—南東向延伸的F1斷層規(guī)模最大，延伸長大于2.5km，傾向南西，斷層面有明顯擦痕和斷層角礫，該斷層嚴格控制著螢石礦體的分布。而F2、F3、F4斷層規(guī)模較小，對螢石礦體起著一定的破壞作用。區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造相對不太發(fā)育，而主要發(fā)育北西—南東向和北東—南西向兩組節(jié)理，尤以前者發(fā)育。

本區(qū)螢石礦賦存在秦嶺雜巖B組(ArPtQb)中。巖層產(chǎn)狀多為193～262°∠43～85°，大部在230°∠60°左右。根據(jù)巖性特征將該組分為三層：第一層(ArPtQb-1)為淺紅色條帶狀、眼球狀黑云二長混合巖；第二層(ArPtQb-2)為白色、灰白色薄至厚層狀大理巖，局部略帶淡綠色，頂部為淺灰—深灰色，由于構(gòu)造影響一般都有不同程度的碎裂現(xiàn)象，靠近斷層處尤其明顯，巖石較破碎；第三層(ArPtQb-3)為深灰、青灰色黑云斜長片巖夾斜長角閃片巖、片麻巖。

2.2 礦體形態(tài)

螢石礦受構(gòu)造及巖性控制。礦體主要位于F1斷層靠近大理巖的一側(cè)，在大理巖與片巖的接觸帶上也有分布，但其規(guī)模小及質(zhì)量較差，在混合巖中也有螢石礦沿節(jié)理、裂隙細脈狀產(chǎn)出，且分布較分散。區(qū)內(nèi)共有螢石礦體11個，主要以脈狀和透鏡狀產(chǎn)出，一般長80～180m，寬2m左右，產(chǎn)狀變化不定，傾角均較陡。部分礦體為隱伏礦體，礦體總體走向與區(qū)域構(gòu)造方向基本一致。各礦體特征見表1。

2.3 礦石類型

根據(jù)螢石礦的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造，可將其礦石類型分為4種：

(1) 塊狀螢石：區(qū)內(nèi)絕大部分礦石屬于這種類型。礦石呈紫色、淺紫色、淺綠色、白色等，鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物螢石含量50%～90%，次要礦物石英、綠泥石、長石(多已絹云母化)含量15%～40%，另外還含有少量的方解石、褐鐵礦、赤鐵礦等。

表1 螢石礦體特征一覽表

(2) 角礫狀螢石：主要分布于礦區(qū)中部部分礦體的邊部。礦石呈淺紫色、雜色、灰色等，角礫成分以石英和螢石為主，另有部分為混合巖和大理巖等圍巖或片巖，被后期石英脈穿插膠結(jié)而成。

(3) 浸染狀螢石：在地表比較常見。礦石呈淺紫色，塊狀，由螢石、石英、長石、綠簾石等組成。該類礦石易風化，易碎。

(4) 脈狀螢石：一般沿巖石的小裂隙分布，多產(chǎn)于黑云二長混合巖中。一般寬幾毫米至一厘米，最寬可達幾厘米，延伸一般在1m以上，甚至達4～5m。

2.4 礦石質(zhì)量

按礦石中CaF2的含量將礦石品級劃分為兩個等級：富礦，CaF2含量≥65%；貧礦，CaF2含量20%～65%。各礦體化學成分變化特征見表2。

表2 礦體化學成分變化特征一覽表

由表2可知：各礦體中CaF2含量變化不大，礦石質(zhì)量較穩(wěn)定。一般而言塊狀和脈狀螢石礦的CaF2含量較高、穩(wěn)定，而浸染狀螢石礦的CaF2含量相對較低、且不很穩(wěn)定，但與礦體規(guī)模的大小沒有明顯的關(guān)系。

3 礦床成因

根據(jù)相關(guān)資料，本區(qū)螢石礦有如下幾個特征：

(1) 螢石礦主要賦存于區(qū)域性斷裂漫坪洼—泉兒灣正斷層南側(cè)的次級構(gòu)造F1斷層的黑云二長混合巖和大理巖的破碎帶及裂隙中。主要礦體產(chǎn)狀與區(qū)域構(gòu)造線方向基本一致，表明了礦體明顯受構(gòu)造控制和巖性控制。礦區(qū)中部紅石崖一帶大理巖較厚而礦化亦較好也表明了這一點。

(2) 礦體規(guī)模一般較小，形態(tài)變化較大，礦石品位較低且變化較大。

(3) 礦石中共生礦物除碳酸鹽外，常見的是石英(脈狀)，缺少硫化物。

(4) 蝕變只有硅化、螢石礦化和碳酸鹽化。

(5) 螢石包裹體的溫度：爆裂溫度為200～300℃，平均248.6℃；與螢石共生的石英包裹體爆裂溫度為175～280℃，平均251.7℃，兩者相差僅3.1℃，說明螢石和石英是在大致相同的溫度下從同一含礦熱液中結(jié)晶而成。并測得螢石包裹體均一化溫度為80～260℃，平均為143.4℃，反映螢石形成于低溫熱液階段。與螢石共生的石英包裹體成分為Ca-K-Na/F-Cl型，總礦化度為653.66×10-6。包裹體含Ca2+較高，系含礦熱液交代碳酸鹽所致。

綜上所述，馬銜山南麓螢石礦應(yīng)屬低溫熱液充填—交代礦床，成礦物質(zhì)主要來源于秦嶺雜巖B組大理巖。其形成機制是：地下水沿深大斷裂構(gòu)造(區(qū)域性斷裂漫坪洼—泉兒灣正斷層和次級構(gòu)造F1斷層)裂隙滲透至地殼深部，并從圍巖(大理巖)中析離了較多揮發(fā)組分和有較強活性的地下水循環(huán)熱液，兩者均含有較高的揮發(fā)分F-及CaO2+。熱液中F-、CaO2+在一定的溫度、壓力下與SiO2等組分形成較穩(wěn)定的絡(luò)合物。隨著熱液沿構(gòu)造裂隙遷移上升到適當?shù)臈l件下，絡(luò)合物不再穩(wěn)定而分解，F(xiàn)-、CaO2+結(jié)合并在構(gòu)造裂隙中結(jié)晶形成螢石，SiO2或交代構(gòu)造圍巖形成硅化帶、或在構(gòu)造裂隙中結(jié)晶形成石英、或是熱液中的揮發(fā)活性組分交代圍巖，從中析離出CaO2+，并與F-結(jié)合，在構(gòu)造有利地段結(jié)晶形成螢石。

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2011-07-25