浙西地区萤石成矿预测研究

1浙江省常山地区萤石矿床成矿条件及浙西地区成矿预测1夏学惠徐少康粱中朋闫飞中化地质矿山总局地质研究院第1章绪论1.1工作目的任务项目的主要目的任务是：全面、系统地搜集、整理和分析区域地质、物探、化探、研究、地调和勘查资料，综合历年来研究区内萤石矿地质调查和勘探工作成果，采用典型矿床解剖、含矿剖面对比及控矿构造研究的方法，以高坞山-焦坑坞矿区为研究重点，研究和总结研究区内各类型萤石矿床的成矿地质条件和成矿规律，建立成矿模式，指导高坞山-焦坑坞矿区详查的综合研究工作及其它萤石成矿远景区的找矿工作。1.2自然地理及经济条件1.2.1交通位置研究区位于浙西北浙皖交界处，浙江省常山县八面山北麓，行政隶属新昌乡和芙蓉乡，地理坐标：东经118°35′00″～118°37′00″，北纬29°05′45″～29°06′30″。交通主要是公路，距常山县城及320国道约27km，距新建的杭金衢高速公路约23km，见交通位置图1-1。1.2.2自然地理概况本区为侵蚀—剥蚀中低山区，属千里岗山脉的余脉。主体山脉走向近北东向，地形总体趋势北高南低，矿区一带地势南高北低，地形切割较强，陡缓不一。矿区海拔标高372～842.5米，与矿区相邻的南侧八面山最高山峰海拔标高1012米。当地最低侵蚀基准面标高243米（下徐村一带）。岩前、下徐、安坑、对坞、新昌、芳村、金家至井河等地为谷地，谷宽100～300余米，为当地居民区。1本文为中国化工矿产调查评价项目系列之六，项目编号：1212010781063，作者简介:夏学惠，男，教授级高工，矿产储量评估师，邮箱：[e-mail]2本区气候属亚热带季风型，气候温和，湿润多雨，四季分明。年平均降水量为1741.9mm，年最大降水量为2484.0mm，年最小降水量为1120.0mm，日最大降雨159.5mm，年蒸发量为1424.80mm。降雨集中在4～7月，其中6～7月常有暴雨和山洪发生。图1-1交通位置图平均气温为17.3℃，日最高气温为41.8℃，最低气温为-9.2℃，平均相对湿度77%。霜期一般从11月上旬至次年3月上旬，年最多结冰日46天，年下雪最长期20天，最大积雪深度31厘米，最大风速15.7米/秒。区域上主要河流有常山港，流向北东东；江山港，流向北东。两河流在衢州汇合后称为衢江。1.2.3经济条件区内经济不发达，以农业为主，生产稻谷、蕃薯和土豆等粮食作物，经济作物主要有胡柚和油茶，是当地居民主要的经济来源。有少量萤石、钨锡、铅锌等矿产开采，不成规模。1.3以往地质工作1959～1960年，地质部航测905队进行航测，提交闽、浙、赣三省交界处1:10万～1/203万航磁、航放测量报告。1967～1969年，浙江省区测队进行1/20万区域地质测量与矿产调查，提交1：20万衢县幅区域地质调查报告。1984～1989年，浙江省第三地质大队进行钨、锡多金属矿普查，完成矿区北侧1:2000地形地质草测3.8km2，钻探5785m，提交储量（W+Sn）2760.4吨。基本查明矿区地层、岩浆岩和构造的分布情况，大致了解区内岩石地球化学特征，在对钨锡等金属矿产评价的同时，对个别工程作了少量CaF2样品测试，但因下达任务不同，对区内萤石矿产未作评价。1990年浙江省区调队进行1:5万芳村幅地质调查，并提交了报告。1997年，浙江省化工地质勘查院进行常山东鲁—芙蓉一带萤石矿点检查，发现该地区萤石类型特殊，属碳酸盐岩交代型矿床，矿点较多，找矿潜力较大。为此提出普查工作建议。并于1998～2001年在常山高坞山萤石矿区进行了萤石矿普查，提交了《浙江省常山县八面山萤石矿田高坞山矿区普查报告》。2006年6月，中化地质矿山总局浙江地质勘查院提交了“浙江省常山县八面山萤石矿田高坞山矿区详查报告”。2006年12月，中化地质矿山总局浙江地质勘查院提交了“浙江省常山县八面山萤石矿田高坞山-焦坑坞矿区详查报告”。2007年12月，中化地质矿山总局浙江地质勘查院提交了“浙江常山—安吉一带萤石矿评价报告”。1.4本项目工作情况1.4.1工作进展2006年6月23日中化地质矿山总局下达了项目设计通知，2006年7月～8月主要开展了常山县八面山地区路线地质调查，对高坞山、焦坑坞、苦麻岭、安坑、下徐等萤石矿床进行了研究，测制了地质剖面；选择高坞山、焦坑坞、苦麻岭矿区的钻孔岩芯进行编录，对含矿建造进行了划分；按不同岩石类型、不同矿石类型分别采集了样品。2006年9～12月开展了样品测试与综合研究工作。2007年6～7月去八面山野外补充采集部分样品，并对上年研究中发现的问题，进行了有针对性的补充野外研究工作。2007年8月～12月主要开展样品测试与综合研究工作。1.4.2目标任务完成情况4通过对常山县八面山萤石矿田全面踏勘，收集了大量区域地质、物探、化探等地质资料。编制了总体设计。根据项目任务书和设计书的要求，在八面山地区全面开展了路线地质调查、剖面测量、钻孔岩芯编录、对高坞山、焦坑坞、苦麻岭、安坑等几个典型矿床进行了深入研究工作。圆满地完成了任务，达到了预期目标。两年来投入的主要工作量见表1-1。表1-1项目工作量完成情况工作项目名称单位设计工作量完成工作量工作项目名称单位设计工作量完成工作量路线地质调查km100光、薄片鉴定件1101:2千实测剖面km12.1氢、氧同位素分析件107钻探岩芯编录m10001841碳、氧同位素分析件107CaF2基本分析件45锶同位素分析件58全分析件3045钐-钕同位素测年组33微量元素分析件3045电子探针分析件3020稀土元素分析件3045矿坑采场研究个33流体包裹体气、液相成分分析件106流体包裹均一温度、盐度测定件2091.4.3取得主要成果（1）通过对容矿围岩（沉积岩与花岗岩）的系统研究，发现F在不同类型岩石中含量是影响该区萤石矿床形成的重要因素之一。本区寒武系不同类型岩石F含量明显高于地壳克拉克值，特别是华岩寺组泥质灰岩高出平均值的12～29倍。本区不同类型岩石F含量变化较大，沉积岩石中F含量变化在0.16%～1.16%，平均0.42%。花岗岩石中F含量变化在0.12%～0.31%，平均0.23%。从两类岩石对比可以看出,沉积岩F含量明显比花岗岩F含量高，尤其是泥质灰岩中F含量最高达1.16%，泥质灰岩高出沉积岩平均值的16倍。泥质灰岩中如此高的氟反映地层作为矿源层为萤石矿床的形成提供了必要的物源。（2）八面山萤石矿床主要赋存在岩前花岗岩体周围及旁侧的寒武系含泥质灰岩和灰岩地层中,按矿体赋存状态可分为三大类：产于岩体接触带中的矿体；产于围岩层间破碎带中的似层状、透镜状矿体；产于构造带中的陡倾斜脉状矿体。（3）本区萤石矿石主要有两大类，一类为深灰色块状与条带状细粒萤石矿石，外貌特征与灰岩极其相似,比重较灰岩大，该类矿石占绝大多数；另一类为紫色与绿色粗、巨晶块5状萤石矿石，此类矿石主要产出于陡倾斜脉状矿体中。就萤石矿石而言,其矿物组成比较简单,主要有萤石、石英和绢云母，次为方解石和长石。（4）通过稳定同位素地球化学及包裹体氢氧同位素研究，证明成矿流体来源具有多源性的特点。成矿物质来源:F元素可能有两种来源，一是华严寺组地层，二是中酸性岩浆活动产生的岩浆热液从地下深处携带来的，Ca元素是主要地层提供的。（5）通过研究认为八面山萤石矿床是受地层-岩体-断裂共同控制“三位一体”的中低温热液成因矿床。八面山萤石矿床是近年来中化地质矿山总局发现的特大型萤石矿床，其矿石类型的特殊性在中国属首次发现。通过对八面山萤石矿床的研究证明，该矿床具有矿源层-岩浆岩侵入体-断裂构造“三位一体”的控矿模式。成矿物质来源具有多源性，矿床成矿具有矿源层-岩浆期后热液改造-中低温热液蚀变与充填作用的萤石矿床。6第2章区域成矿地质背景2.1区域地质背景2.1.1大地构造背景研究区大地构造位置属扬子准地台，华埠—新登陷褶带，罗村拗褶束。研究区内地层发育基本齐全，地质构造复杂，岩浆活动频繁，火山作用强烈。区域出露最老地层为元古界，为一套钙碱系列火山岩，主要由中基性熔岩夹酸性熔岩及其火山碎屑岩组成的细碧一角斑岩建造和安山—流纹岩建造。岩石均受到不同程度的变质和混合岩化作用。古生代主要形成一套冒地槽到地台型的沉积建造。早古生代早期为浅海相碳酸盐与碎屑岩的冒地槽沉积；晚期则为滨海相陆源碎屑夹少量碳酸盐岩的类复理式建造。上古生界则为滨海陆相碎屑岩、陆海交互相含煤碎屑岩和浅海相碳酸盐的地台型建造。该区经历了较长时期的构造变动，加里东运动形成了北东向为主的大型宽展复式背、向斜。而总体褶皱回返是印支运动，使区内地层形成了北东向紧密线型褶皱构造，伴随着一系列的逆掩和逆冲断层。地层的褶皱和断裂为中生代岩浆—火山活动提供了有利条件，背斜轴部或靠近轴部的侵入岩体比较发育，燕山早中期岩浆活动强烈，侵入花岗岩类为主，呈岩枝、岩株产出；燕山期火山喷发作用形成流纹质火山碎屑岩。2.1.2区域地层区域出露地层比较齐全，自新元古界到侏罗系都有分布，自老而新分述如下：新元古界河上镇群（Pt3）：是区内出露最古老地层，包括骆家门组、虹赤村组和上墅组，呈带状展布区域东南部。岩性组合自下而上为弧后盆地型磨拉石建造、硬砂岩建造、浅海—滨海快速沉积的硬砂岩建造及陆相火山岩建造。岩石经后期动力变质作用，均有不同程度的变质，形成片理化砂岩、片理化泥岩、绿片岩和靡棱岩等，地层总厚度大于2972m。震旦系（Z）：分布于区域东南部，早期为磨拉石、类复理石建造，晚期为冰成岩、碳酸盐岩和碎屑岩建造。厚1086～1556m。寒武系（∈）：呈北东向不连续带状分布区域中部和西北部，为海相硅质岩和碳酸盐岩沉积。厚1239m。奥陶系（O）：呈北东向不连续带状分布区域中、西部，为台地—盆地相沉积，以页岩和砂、泥岩为主，局部为碳酸盐岩。厚1821～3093m。志留系（S）：呈北东向不连续带状分布区域东北角和中、西部，为浅海—陆相碎屑岩沉7积。厚1367～2055m。泥盆系（D）：区域中、下泥盆统缺失，仅发育上泥盆统，呈北东向带状分布东北部，为一套滨海—陆相的石英质陆屑建造。厚302～387m。石炭系（C）：呈北东向断续条带状分布区域东、东北部，为滨海—浅海相碎屑岩和碳酸盐岩沉积。厚671～642m。二叠系（P）：零星分布外围北部东岭和上方镇东北角一带，为碳酸盐岩和含煤碎屑岩沉积。厚度大于668m。侏罗系（J）：区域缺失下侏罗统，中、上侏罗统地层发育，呈面状分布东南部。为一套次稳定型陆相复陆屑建造及火山岩建造，地层厚度和岩相变化很大。总厚度1756～3025m。第四系（Q）：零星分布山间小盆地，岩性为松散碎屑层，属冲积和洪积堆积。厚度大于30m。2.1.3区域构造区内经历地槽、地台和大陆边缘活动三大发展阶段，分别形成晋宁、加里东、华力西、燕山、喜马拉雅五个构造旋回与对应的构造层（浙江省区域地质调查大队,1990），铸成以北东、北北东为主的线性构造格架，局部见到近东西向和南北向构造，但规模较小，分布不广。2.1.3.1基底构造晋宁期褶皱造山运动以宽缓的大型隆起和拗陷为特征，褶皱轴向北东，形成一个由骆家门组组成核部、上墅组、志棠组组成两翼的大型倒转背斜，轴向北东60°，发育片理岩化带；形成斜贯区域东南部的邵家—庙前—弥驼山压扭性断裂、大处—玳堰压扭性断裂，构造线总体走向呈北东60°～65°。根据地球物理场特征显示；区域自印支运动以来地壳表层构造与深部构造特征有着密切的联系，基底构造控制了古生代地层的沉积及中侏罗统盆地的形成和火山喷发、岩浆的侵入。2.1.3.2盖层构造（1）盖层褶皱区域盖层由震旦系—二叠系的碎屑岩和碳酸盐岩组成，受加里东、华力西及印支运动的影响，形成了北东向紧闭线性和宽缓型兼具的倒转褶皱构造，褶皱伴随后生同向断裂形成岩前—上方构造带。其主要褶皱构造有千里岗向斜、仙洞向斜、岩前短轴背斜等。（2）大陆边缘活动阶段的盖层褶皱燕山旋回末期，构造活动一度活跃，伴随南东向北西逆冲形成的断裂构造，使中侏罗统含煤岩系和上侏罗统火山岩系褶皱变形并形成一系列北东向褶皱，这些褶皱以不对称短轴型出现，而且分