贵州六枝平桥萤石矿矿床地质特征及控矿因素研究

王景腾，王世贵，赖 银

（1.西南能矿集团股份有限公司，贵州贵阳 550002；2.贵州省地质矿产股份有限公司，贵州贵阳 550002）

萤石矿是一种重要的非金属矿产资源。萤石是工业上氟元素的主要来源，是现代工业中重要的矿物原料，《全国矿产资源规划（2016—2020 年）》将萤石列为战略性矿产，作为一种稀缺性战物资源进行储备[1]。许多国家把它作为一种重要战略资源进行储备。我国2020年固体矿产勘查技术规范修订的《矿产地质勘查规范 重晶石 毒重石 萤石 硼》，将萤石矿边界品位及工业品位下调了5%。

随着近年来新能源材料需求进一步加大，作为稀缺性战略物资的萤石矿地位更为突出，对萤石矿控矿因素的研究，推进找矿突破具有重要的意义[2]。本文在前人研究成果的基础上，结合近年在六枝平桥萤石矿地质勘查获得的资料和成果，通过对本区萤矿地质特征、硅化蚀变岩与萤石矿体的就位规律、构造角砾带、气孔构造与矿体厚度的关系、背斜构造与萤石成矿位置等关系的研究，揭示本地区萤石矿床的控矿因素，以指导该地区萤石矿资源的进一步找矿工作。

1 区域成矿地质背景

研究区大地构造位置属上扬子古陆块西南缘，处于西北向威宁-六盘水断裂和北东向师宗-盘县断裂夹持部位的六盘水叠加褶皱带南东端。西部为康滇-三江复杂变形区，东南部为右江褶皱带。区内发育地层由老到新分别是石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、第四系。其中二叠系和三叠系的出露最为广泛，主要呈西北向或近南北向展布（见图1）。

图1 贵州省地质构造图（局部，据贵州省地调院区域地质志修编）

区内岩浆活动主要表现为广泛分布的二叠纪大陆溢流拉斑玄武岩，即峨眉山玄武岩。玄武质熔岩覆于中二叠统茅口组灰岩古侵蚀面之上，喷发时期为中二叠世末至晚二叠世初。主要分布于北西角李保寨以及北部的中寨。另据近年来科研成果推测，该区存在隐伏中酸性岩浆岩。研究认为，岩浆期后热液活动对本区萤石矿的形成有着密切关系。

区内九层山背斜严格控制了萤石矿化体的分布范围，萤石矿体产于九层山背斜轴及轴之两翼的硅化蚀变岩中。区内以北东向及近东西向构造为主，次为北西向与近南北向两组，其中东西向展布的九层山背斜及其相关次级背斜、北东向及近东西向断层对本区萤石矿的形成有着密切关系。

2 矿床地质特征

2.1 赋矿地层及岩性

区内萤石赋矿地层为一套硅化蚀变岩，原岩为粉砂质黏土岩、黏土岩、细砂岩、硅质岩及灰岩。呈似层状、透镜状分布于九层山背斜轴部及轴之两翼，沿九层山背斜向西延伸出研究区逐渐变薄至尖灭，沿倾向往南北方向远离背斜轴，硅化蚀变逐渐变弱至尖灭，该套硅化蚀变岩厚10～60m。在硅化蚀变强，角砾岩化、气孔发育的细砂岩、硅质岩及灰岩地段，萤石矿化普遍形成矿体。硅化蚀变岩与下伏南丹组石灰岩地层呈不整合接触，其内可见形似“龟背”及“犄角”状的构造，研究认为硅化蚀变岩形成可能与“隐爆岩筒”相关。

2.2 矿区构造

九层山背斜是矿区主要褶皱构造，奠定了整个矿区的基本构造格局。轴部呈近东西向展布于矿区北部，在矿区东部向东倾伏。除九层山背斜外，由于多期变形及断裂构造的影响，在矿区南东部龙吟组分布区内发育有一些轴线以西北向为主的小褶曲，但规模不大，对含矿地层及矿体影响不大。矿区内断层发育，主要呈北东、北西、近东西向断层构造。以东西向、近东西向断层为主，如F1、F2；北西向、近南北向断层次之，部分断层具有多重断层的性质（图2）。

图2 贵州省六枝平桥萤石矿地质简图

2.3 矿（化）体特征

区内萤石矿体多呈似层状、透镜体产于九层山背斜轴及轴之两翼，倾角一般在35°～50°之间，局部大于60°。萤石矿化与硅化蚀变关系密切，产于龙吟组第一段（P1l1）硅化蚀变岩中的萤石矿体规模最大、矿化蚀变强度最强。在其他地层岩性中也有少量分布，但规模小、矿化蚀变弱。围岩蚀变类型有硅化、黄铁矿化、萤石矿化；地表常见褐铁矿化、高岭土化、滑石化、绿泥石化。区内工业萤石矿体主要产于该套硅化蚀变岩中下部，在构造角砾岩、节理裂隙、层间裂隙、气孔构造发育的硅化蚀变岩地段，萤石矿化、黄铁矿化更强烈，常形成高品位的萤石矿体。在中上部硅化蚀变较弱，萤石矿化、黄铁矿化一般，在地表常见褐铁矿化、高岭土化、滑石化。矿床萤石矿体厚1～5m，平均约3m，品位15%～40%，平均（CaF2）约25%。六枝平桥萤石矿详查已查明CaF2资源量46万t，相邻的大坝萤石矿详查查明萤石矿资源量42万t。

2.4 矿石物质成分

区内矿石矿物以萤石为主，含石英、高岭石等非金属矿物，含少量的黄铁矿、褐铁矿、方解石、白云母等，含微量的钠长石、石膏、铁白云石、石榴子石、锂绿泥石、金红石、磷灰石、白云石。

萤石：呈灰白色、紫色、绿色、褐色等，透明至不透明。呈隐晶、他形、自形结构产于方解石脉、晶洞、角砾岩、节理裂隙中，结晶程度与构造裂隙空间大小呈正相关关系，即裂隙空间大，萤石呈自形晶，反之呈隐晶。呈粒状、透镜状、脉状或晶簇等集合体分布。大多数萤石CaF2含量在99%以上，仅含少量Si或Al、Mg等杂质。萤石晶体呈立方体或八面体。

石英：石英是矿石中含量最高的矿物，呈灰白色，浅灰色、浅灰黑色等。

高岭土、滑石、绿泥石等黏土矿物：矿石在地表氧化后，常见高岭土、滑石、绿泥石等黏土矿物。高岭土、滑石呈灰白色、绿泥石呈黄绿色。

黄铁矿、褐铁矿：黄铁矿主要在钻孔中出现，黄铁矿以星点状、稀疏浸染状分布。在地表则氧化后为褐铁矿等。

2.5 矿石结构构造

矿区主要矿石结构为角砾状结构、交代残余结构、半自形粒状结构，其次为微晶质结构-隐晶质结构。

角砾状结构：由“碎块”及填隙物两部分组成，“碎块”主要成分为硅化岩，内部可见微量泥晶方解石残留，填隙物主要成分为萤石、石英、方解石、地开石等。

交代残余结构：主要为石英交代萤石，有的矿物只被局部小范围交代，有的交代程度较高，原矿物仅剩残留结构。

半自形粒状结构：由半自形萤石和半自形石英等粒状集合体等镶嵌组成。

微晶质-隐晶质结构：主要由微晶-隐晶状萤石和石英组成。

矿区矿石构造类型主要为无定向构造、脉状构造及角砾状构造。

无定向构造：镜下显示矿石由“碎块”、填隙物组成，其展布无序，排列不具方向性。

脉状构造：矿石中常见萤石呈脉状产出。

角砾状构造：萤石矿物呈角砾状，胶结物以石英为主。

2.6 矿石有用、有害组分

矿石中有用组分为CaF2，CaF2含量15%～70%，平均含量为25%～30%。有害组分为SiO2，SiO2含量随CaF2含量增高而降低，两者呈负相关关系，其他有害组分含量甚微，一般不到矿石组分总量的2%。根据矿石组合样分析结果，有害组分SiO2：41.88%～75.82%，S：0.38%～1.5%，P：0.01%～0.058%，As：0.001%～0.01%。经镜下鉴定，SiO2赋存状态为独立矿物，呈粒状晶体。

3 萤石控矿因素

研究区中低温热液蚀变作用形成了规模较大的硅化蚀变岩和萤石矿体。研究发现，九层山背斜构造、硅化蚀变岩、层间构造破碎带、角砾岩带、气孔构造与萤矿体之间存在一定的依赖关系。

3.1 九层山背斜构造与萤石矿（化）的空间分布关系

根据目前勘查资料及研究表明，萤石矿体及矿（化）受九层山背斜控制，在背斜轴之两翼平距800m范围内对成矿有利，地表大于该范围仅见零星萤石矿化，钻孔控制超过这一范围，硅化蚀变趋弱或消失。

3.2 萤石矿（化）体与硅化蚀变岩厚度关系

分析认为，萤石矿化、矿体厚度与硅化蚀变带厚度没有明显的线性关系；但萤石矿（化）体与硅化具有正相关关系，即硅化越强、萤石矿化越好；萤石矿化在硅化蚀变带内极不均匀，变化大，常在硅化蚀变带中孔隙度大的岩性段、构造发育部位，萤石矿化强烈，易形成矿体。

3.3 气孔含量与萤石矿体的厚度关系

硅化蚀体中的气孔含量与萤石矿（化）体厚度成正比。据野外观察，气孔状构造越发育，萤石矿化越集中，矿石品位越高。

3.4 构造破碎带与萤石矿体的关系

在沿背斜轴线及轴之两翼地层走向变化大及构造（主要为层间）破碎带发育地段，以及背斜轴倾伏端萤石矿化强度大，矿石品位高。

4 结束语

通过对贵州六枝平桥萤石热液控矿因素的归纳总结，结合近年勘查成果资料，对本地区萤矿矿床地质及控矿因素进行分析，获得的成果供地质找矿及矿产勘查参考。

1）本区的萤石矿受控于九层山背斜。背斜轴及轴之两翼硅化蚀变岩带是萤石矿的赋矿地质体，在背斜轴及轴之两翼800m范围内萤石成矿有利，超过这一范围，找到规模萤石矿体的可能性小。

2）含氟卤水热液流体是萤石成矿的必要条件。目前发现的萤石矿（化）体均分布于气液活动强烈的硅化蚀变岩中，无硅化蚀变的围岩接触带矿化微弱。硅化蚀变岩内发育气孔状构造、角砾状构造、破碎构造带时，则容易形成萤石矿工业矿体；完整的硅化蚀变岩，萤石成矿的可能性小。

3）萤石矿成矿物质主要来源于区内含氟、钙背景值极高的地层岩石，萤石是由含氟卤水热液流体充填改造作用多期次形成的新生矿物。

4）在野外找矿工作中，浅表萤石矿流失气孔状构造发育地段可作为深部萤石矿的重要找矿标志。强硅化蚀变及构造破碎带、角砾岩带可作为萤石矿的一般找矿标志。