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甘肃天祝半阳河萤石矿区特征及控矿因素分析

来源: 地勘院
发布时间:2018-10-17
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  本文在对该萤石矿区地质特征总结的基础上,对萤石成矿控矿因素和物质来源等进行探讨和分析。
  1 区域地质背景
  矿区位于北祁连加里东褶皱带冷龙岭复背斜的北翼、走廊过渡带内带的毛藏寺背斜南翼,区域上的铜、铁、稀土和萤石矿产与其关系密切。区内古生代以来的地层出露齐全,下石炭统臭牛沟组为萤石矿含矿地层,中上石炭统羊虎沟组也见零星萤石矿化(见图1)。毛藏寺岩基沿毛藏寺背斜侵入,面积达1000km2以上,岩性为花岗闪长岩和斜长花岗岩,二者为超动式接触,接触带同化混染现象普遍,常形成黑云母角岩和绿泥石角岩。
  2 矿区地质
  2.1 地层
  矿区内出露的地层为下石炭统臭牛沟组(图2)。臭牛沟组为萤石矿的赋矿地层,属于一套滨-浅海相沉积地层,具有下粗上细的韵律变化特征,厚度大于600m,自下而上为:灰绿色中厚层中细粒长石岩屑杂砂岩(ds),厚度220m;紫灰色、杂色厚层状复成分砾岩(cg),厚度27m;浅灰绿色中厚层状中细粒石英长石砂岩(ss),厚度172m;薄层泥(页)岩夹泥灰岩(ms+ml),厚度大于182m。
  1-第四系;2-新近系;3-白垩系;4-石炭系-侏罗系;5-石炭系-三叠系;6-奥陶系;7-寒武系;8-加里东期花岗岩;9-加里东中晚期花岗闪长岩;10-海西期辉橄岩;11-海西晚期碱性斑岩体;12-铁矿点;13-铜矿点;14-小型煤矿;15-中型萤石矿;16-小型重晶石;17-中型稀土矿;18-实测及推测断层;19-不整合接触界限
图1 甘肃省半阳河一带区域地质简图
  2.1 构造
  矿区内臭牛沟组呈单斜状产出,地层走向110°~135°,倾向SW,倾角18°~24°,局部受断层影响,倾角较陡。共2条断层,编号分别为F1和F2,F1断层横穿整个矿区,走向NE,倾向SE,倾角51°~79°,该断层自北东向南西依次斜穿切割花岗闪长岩体和臭牛沟组地层。当断层切穿能干性较强的砂岩、砾岩和花岗闪长岩形成宽数米至十余米的断层角砾岩带,岩石破碎强烈,破碎带由脉状萤石、角砾萤石、石英脉、角砾岩等组成,断层上盘围岩中次级羽状张性裂隙发育,均为萤石-石英细脉充填,远离断层,羽状裂隙逐渐减少至消失,围岩蚀变发育;当断层切穿能干性较弱薄层状泥岩、泥灰岩则形成层间裂隙、揉皱褶曲,局部形成1~2m宽以断层泥为主的破碎带。
1-第四系;2-中细粒石英长石砂岩;3-中细粒长石岩屑杂砂岩;4-复成分砾岩;5-泥(页)岩夹泥灰岩;6-花岗闪长岩;7-中细粒石英长石砂岩(剖面)8-萤石矿体及编号;9-地质界线;10-角度不整合接触界限;11-断层及编号;12-探槽位置及编号;13-平硐位置及编号;14-地层产状 ;15-勘探线及编号
图2 半阳河萤石矿矿区地质简图
  F2位于F1的北侧,走向NEE,倾向NNW,倾角67°,向东交汇于F1断层,破碎带宽1m左右,泥质胶结,结构疏松,地形上表现为沟谷、山凹等负地形,断层特征明显。深部采矿工程证实F2为成矿后的断层,对F1和萤石矿体有破坏作用,萤石矿体被错段位移,但位移不大,一般2~5m。
  2.1 岩浆岩
  区内岩浆岩发育,为加里东早期侵入的中细粒花岗闪长岩,臭牛沟组角度不整合覆盖于花岗闪长岩之上。
  3 矿体地质
  3.1 矿体特征
  矿区内圈出3条萤石矿体,编号分别为FL1、FL2和FL3,其中FL1为主矿体,半隐伏产出,FL2为表露,FL3为隐伏,特征见表1。
  表1 半阳河萤石矿体特征简表
矿体
编号
规模(m) 矿体形态 产状(°) 平均品位(CaF2%) 资源量比例(%)
长度 平均厚度 斜深 倾向 倾角
FL1 1086 1.67 194 侧伏脉状 113~150 51~89 60.34 83.17
FL2 230 1.18 147 脉状 104~137 69~85 61.16 16.17
FL3 54 1.06 130 隐伏脉状 104~137 69~74 42.91 0.66
  FL1规模最大,为主要矿体,占总资源储量的83.17%,地表出露延伸长度约262m,出露宽度平均约2m,深部延伸长度120~1086m,沿倾斜方向延深长度50~194m,矿体厚度为1.00~5.43m,平均1.67m,变化系数为53.11%,矿体厚度变化从南向北逐渐变窄,矿体最厚8.7m地段位于矿体最南端,向北至半阳河沟底一带围岩为砾岩时逐渐尖灭,矿体呈向SW侧伏脉状产出,侧伏角为18°。矿石中CaF2变化于22.25%至96.44%,平均60.34%,变化系数为34.91%,矿石矿物分布较均匀。
  FL2为次要矿体,占总资源储量的16.17%,分布于半阳河北侧,总体走向呈NE-SW延伸,倾向104°~137°,倾角69°~85°,矿体倾角变化较大。矿体地表出露延伸长度约323m,出露宽度平均约2m;深部延伸长度68~230m,沿倾斜方向延深长度55~147m,矿体厚度变化于1.02~1.58m,平均1.18m,变化系数为22.36%,比LF1小。矿石中CaF2变化于22.42%至93.24%,平均61.16%,变化系数为41.63%,矿物成份分布较均匀。顶底板围岩为厚层状岩屑砂岩,产出受岩屑砂岩控制明显,矿体南侧起于岩屑砂岩与砾岩接触面附近,向北萤石矿体厚度变小,萤石矿化逐渐减弱,矿体趋于尖灭矿体。
  FL3矿体:为一个隐伏小矿体,占总资源储量的0.66%。矿体呈向南西侧伏脉状,侧伏角为48°,埋深19m,走向NE—SW,倾向104°~137°,倾角69°~74°,矿体倾角变化不大。深部延伸长度46m,沿倾斜方向延深长度14~54m,其厚度变化于1.05~1.07m,平均1.06m,变化系数为1.33%,矿体形态简单,沿侧斜方向延深长度大于130m。矿石中CaF2变化于23.14%至61.47%,平均42.91%,变化系数为44.73%,矿物成份较均匀,围岩岩性为花岗闪长岩。
  3.2 矿石特征
  矿石结构为简单的粒状变晶结构,矿石矿物为萤石,粒度在1~10mm,脉石矿物为石英及隐晶质泥质、硅质物等;矿石构造主要为块状、脉状、角砾状和碎裂粉末状。
  矿石质量较好,CaF2变化于22.25%至96.44%,平均为52.50%。3个矿体均为贫矿(20%≤CaF2