郝　強(qiáng)，錢利軍，許德如，楊昌松

海南什統(tǒng)螢石礦成礦規(guī)律與成礦機(jī)制

郝強(qiáng)1，錢利軍1，許德如2，楊昌松3

（1.成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，四川 樂(lè)山 614000；2.中科院廣州地球化學(xué)研究所，廣州510000；3.海南省地質(zhì)綜合勘察院，海口570100）

在系統(tǒng)分析什統(tǒng)螢石礦礦床地質(zhì)特征、控礦構(gòu)造、成礦物質(zhì)來(lái)源、成礦時(shí)代、賦礦地層特征基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)綜合研究，發(fā)現(xiàn)什統(tǒng)螢石礦受斷裂構(gòu)造控制明顯，且以壓扭性斷裂更為有利；成礦流體為混合成因（地表水、巖漿水），在其后演化中，成礦流體從圍巖中萃取成礦物質(zhì)，最后在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境下形成礦床，屬淺成中低溫?zé)嵋旱V床，同時(shí)通過(guò)研究礦床的成因和形成過(guò)程，對(duì)礦床的成礦模式進(jìn)行了初步歸納。

螢石礦；地質(zhì)特征；成礦模式；什統(tǒng)

什統(tǒng)螢石礦的發(fā)現(xiàn)在海南省尚屬首例，不僅填補(bǔ)了海南螢石礦資源儲(chǔ)量的空白，對(duì)開(kāi)發(fā)我國(guó)華南及東南亞國(guó)際市場(chǎng)也具有潛在的價(jià)值[1]。礦區(qū)以往地質(zhì)工作程度較低，以什統(tǒng)螢石礦床作為研究的典型礦床，是為了更系統(tǒng)的了解成礦地質(zhì)環(huán)境和特征，綜合分析成礦規(guī)律，從而建立更合理的礦床成礦模式，為下一步的成礦預(yù)測(cè)工作提供充分的理論依據(jù)。

1　礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)僅西部見(jiàn)有上石炭統(tǒng)青天峽組（C2q）地層出露，呈殘留體賦存在花崗巖體內(nèi)，構(gòu)造以壓扭性北東向斷裂構(gòu)造為主，另見(jiàn)少量的北西及北北西向斷裂[2]。巖漿巖主要為印支期—燕山期富含黑云母侵入巖，類型多為中二疊世及晚侏羅世的花崗巖類，另外見(jiàn)有少量的后期沿?cái)嗔殉涮畹募?xì)晶巖脈和煌斑巖脈。（圖1）

圖1　什統(tǒng)螢石礦礦床地質(zhì)簡(jiǎn)圖

2　成礦規(guī)律

2.1地層控礦規(guī)律

海南省什統(tǒng)式螢石礦體賦存于印支或燕山期花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖（如中二疊世（η γ P2）中粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖）和含鈣組分的變質(zhì)沉積巖中（如上石炭統(tǒng)青天峽組結(jié)晶灰?guī)r），燕山期之前含灰?guī)r地層和印支或燕山期花崗巖體為主要控礦圍巖；巖漿巖中殘余的灰?guī)r巖體為本區(qū)螢石礦床的形成也起到重要作用。

圖2　礦區(qū)北西向斷裂素描圖

2.2構(gòu)造控礦規(guī)律

什統(tǒng)螢石礦在區(qū)域上的分布，或在一定礦帶中的排列形式以及在礦區(qū)中的產(chǎn)出形態(tài)，都分別反映了控礦構(gòu)造的不同特點(diǎn)。

表1　我國(guó)不同巖性侵入巖和不同時(shí)代花崗巖的含F(xiàn)量（×10-6）

瓊中構(gòu)造格架是歷經(jīng)中生代各紀(jì)多種構(gòu)造活動(dòng)依次復(fù)合而建立起來(lái)的。首先是晚三疊世東西構(gòu)造帶，繼而與早侏羅世末的北東構(gòu)造帶復(fù)合，晚侏羅世以后以北北東向構(gòu)造為主，具有多期多次性的特點(diǎn)，在多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響下，在次級(jí)構(gòu)造帶上形成了一定的儲(chǔ)礦空間，隨著成礦熱液不斷上升，在合適的物化條件下沉淀在斷裂帶內(nèi)形成礦床，北西及北北西向斷裂往往是北東向斷裂派生的張性或張扭性斷裂，規(guī)模較小，主要充填物為煌斑巖脈。局部見(jiàn)硅化、螢石化、綠泥石化等蝕變現(xiàn)象（圖2）。區(qū)內(nèi)北東向斷裂構(gòu)造控制著含礦熱液的運(yùn)移和各礦體的產(chǎn)出。在時(shí)空關(guān)系上構(gòu)造作用與成礦作用關(guān)系緊密。

2.3巖漿控礦規(guī)律

什統(tǒng)地區(qū)螢石礦基本上都賦存在花崗巖體或其內(nèi)外接觸帶中，特別是燕山期花崗巖分布區(qū)。有資料表明花崗巖中黑云母所含F(xiàn)-占巖石F-含量的41%~70%。因此，黑云母在花崗巖中含量的多少及成分的變化，對(duì)F-的地球化學(xué)行為，尤其對(duì)螢石等氟礦物或含氟礦物的形成與礦化，起著重要作用，所以作為F-的主要攜帶者的黑云母花崗巖的存在與什統(tǒng)螢石礦的形成息息相關(guān)，當(dāng)然，地層中F-的來(lái)源也不容忽視。

3　成礦流體分析

螢石為中低溫?zé)嵋盒偷V床，這已為普遍接受的事實(shí)。對(duì)于什統(tǒng)這種熱液型礦床，其成礦流體的分析是解釋其成因的重要方面。因此，通過(guò)如下幾個(gè)方面的研究來(lái)探討螢石礦床的成因。

3.1成礦熱液來(lái)源

螢石成礦流體的熱源問(wèn)題是一直得到各專家學(xué)者的重視。由于其為淺部循環(huán)，埋藏不深，由地?zé)崽荻人a(chǎn)生的熱，與成礦所需熱源相差甚遠(yuǎn)，不足以提供熱源。值得注意的是該區(qū)螢石礦床出露的地方都有花崗巖體的出露，但花崗巖體及巖漿的活動(dòng)作為成礦熱源的可能性較小。螢石的成礦時(shí)代一般比當(dāng)?shù)鼗◢弾r遲后40~70Ma左右。此時(shí)巖體已經(jīng)冷卻，固結(jié)成巖，巖漿活動(dòng)所產(chǎn)生的熱不可能作為成礦熱液的熱源。隨著近些年對(duì)HHP花崗巖巖體的研究，對(duì)螢石礦熱液的來(lái)源又有了較新的認(rèn)識(shí)。在1985年國(guó)際花崗巖會(huì)議上，將放射性礦物含量較高的一類花崗巖命名為HHP花崗巖。原子衰變所產(chǎn)生的放射熱源作為成礦的熱源，已經(jīng)得到世界各國(guó)專家的認(rèn)可，燕山期侵入的具有較高的放射性物質(zhì)的花崗巖在其成巖后，在封閉條件下，隨著時(shí)間的推移，放射成因的熱逐漸積累使周圍巖體和圍巖的溫度不斷增加，為螢石礦的形成提供持續(xù)熱源[3]。

3.2成礦介質(zhì)來(lái)源

目前，由地表水(大氣降水)經(jīng)熱源加熱形成熱水溶液，在循環(huán)的過(guò)程中不斷的從圍巖中萃取成礦物質(zhì)，演化為成礦溶液，已成為螢石現(xiàn)代成礦作用理論中被普遍公認(rèn)的事實(shí)，同時(shí)又不斷被測(cè)試研究結(jié)果證明了。據(jù)曹俊臣和Menuge J F等[4、5]對(duì)與花崗巖有關(guān)的螢石礦床的包裹體測(cè)試研究，證明成礦流體的來(lái)源為大氣降水。區(qū)內(nèi)大部分礦體充填在黑云母二長(zhǎng)花崗巖構(gòu)造斷裂帶及內(nèi)外接觸帶里，也進(jìn)一步為成礦介質(zhì)來(lái)源于地表水提供佐證。

圖3　什統(tǒng)式螢石礦典型礦床成礦模式圖

3.3成礦物質(zhì)來(lái)源

成礦物質(zhì)（F，Ca）的來(lái)源主要為圍巖，該區(qū)富含F(xiàn)的主要為黑云母花崗巖，由于REE3+與Ca2+離子半徑相似，根據(jù)類質(zhì)同像原理，REE3+很容易置換螢石晶格中的Ca2+離子，礦區(qū)內(nèi)產(chǎn)出的螢石稀土含量較高，也進(jìn)一步印證了鈣離子并非來(lái)源于熱液，而是來(lái)自變質(zhì)巖和地層中含鈣較高的灰?guī)r。

4　成礦模式

第一階段：在海西—印支期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和巖漿活動(dòng)的共同作用下，大量的中二疊世（η γ P2)酸—中酸性巖侵入到青天峽組（C2q）地層中，汲取了灰?guī)r中大量的Ca2+離子，本階段為成礦物質(zhì)的初始富集階段。

第二階段：在燕山期強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和巖漿活動(dòng)的作用下，隨著區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)轉(zhuǎn)換的影響，北東向斷烈發(fā)生活動(dòng)并發(fā)育，此時(shí)斷裂帶具有松弛引張的環(huán)境，在此背景下，形成了這一地區(qū)的白沙斷陷盆地，張性的斷裂構(gòu)造不僅起到良好的導(dǎo)礦作用，同時(shí)也為含礦熱液的賦存提供了良好的、足夠的空間，在巖漿作用下，第一階段形成的初始富集成礦物質(zhì)，不斷活化，并在成礦期（燕山中晚期）構(gòu)造動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)下，沿?cái)嗔?、裂隙等低壓空間不斷的上升、運(yùn)移，在這一過(guò)程不斷同化混染周圍圍巖，且與沿?cái)嗔褲B透下來(lái)的含礦大氣降水相混合并對(duì)其加熱，使成礦熱液的礦化度進(jìn)一步增高，到淺地表時(shí)，由于P、T、C等物化條件變化，導(dǎo)致成礦熱液的結(jié)晶分異[6]，在合適的空間場(chǎng)所發(fā)生沉淀進(jìn)而富集成礦。

第三階段在燕山運(yùn)動(dòng)的末期，北東向斷裂再次發(fā)生活動(dòng)，對(duì)本身進(jìn)行了后期改造，使其展現(xiàn)為現(xiàn)今的壓扭性斷裂，而這種斷裂又具有控礦構(gòu)造比較封閉的特點(diǎn)，進(jìn)一步避免和妨礙了F-、Ca2+等活性組分的逸散和流失，使該類性質(zhì)的斷裂成為了控制本區(qū)螢石礦形成最有利的條件。

[1]海南省地質(zhì)綜合勘察院．海南省瓊中縣什統(tǒng)礦區(qū)螢石礦地質(zhì)詳查報(bào)告[R]，2005．

[2]覃海燦，張小文，傅楊榮，等．海南什統(tǒng)螢石礦床地質(zhì)特征[J]．礦產(chǎn)與地質(zhì)，2005，19(4)：398~402．

[3]呂新前．浙江湖山螢石礦床成礦熱源問(wèn)題探討[J]．浙江國(guó)土資源，2006，(2)：42~45．

[4]曹俊臣．中國(guó)螢石礦床分類及其成礦規(guī)律[J]．地質(zhì)與勘探，1987，(3)：13~17．

[5]M enuge J F , Feely M. O rigin and granite alteration effect of hydrotherm al fluid : isotopic evidence from fluorite veins , Co. Gal2 w ay , Ireland[J]. M ineral Deposit , 1997,(32):34~43．

[6]方乙，李忠權(quán)．浙江縉云縣骨洞坑螢石礦床成礦模式[J]．中國(guó)西部科技，2011，(1)：15~16．

Geological Features and Genesis of the Shitong Fluorite Deposit in Hainan

HAO Qiang1 QIAN Li-jun1 XU De-ru2 YANG Chang-song3
（1- Institute of Engineering and Technology， Chengdu University of Technology， Leshan， Sichuan 614000； 2-Guangzhou Institute of Geochemistry，Chinese Academy of Sciences， Guangzhou510000；3-Hainan Institute of Geological Survey， Haikou570100）

The Shitong fluorite deposit is controlled by compresso-shear fracture. Ore fluids is mixed origin. Ore material was derived from wall rock. The deposit is a mesothermal and epithermal one.

fluorite deposit； geological feature； mineralization model； Shitong，

P619.21+

A

1006-0995（2015）03-0377-03

10.3969/j.issn.1006-0995.2015.03.014

2014-08-11

四川省教育廳科研項(xiàng)目（編號(hào)：14ZB0361）成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院院級(jí)基金（編號(hào)：C122014012）共同資助

郝強(qiáng)（1989-），男，黑龍江亞布力人，碩士，從事沉積地質(zhì)學(xué)科研及教學(xué)工作