1、引言

地处黔西南普安县的莲花山背斜北东段(下文简称“研究区”)萤石矿，是近年来贵州省实施新一轮找矿突破行动的矿产勘查项目中首次在峨眉山玄武岩分布区新发现的断裂型萤石矿，矿体呈陡倾角产于北东向构造带中，有别于晴隆县沿茅口组与峨眉山玄武岩组界面顺层产出的大厂式萤石矿，而类似于黔东北的产于张性断裂破碎带中的务川式萤石矿。关于黔西南大厂式萤石矿的地质特征、地球化学特征、成矿作用，众多学者不同程度地做过系列研究(蔡华君等，1996;彭建堂等，2002、2003;王国芝等，2003;金少荣等，2018、2019;贵州省地矿局地球物理地球化学勘查院，2019;周家喜等，2020;杨再风等，2023)。然而，对于本次新发现的断裂型萤石矿的控矿因素、成矿作用等，尤其在玄武岩分布区，对二级张性构造与萤石矿成矿系统理论关联研究尚为空白。本文运用找矿突破战略行动重大协同创新项目“贵州萤石矿成矿规律与找矿预测研究”课题的气液隐爆创新成矿系统理论指导本区找矿实践，以主持实施的“贵州普安县莲花山地区萤石矿调查评价项目”为支撑，利用其地质填图及物探成果等探讨该地区萤石矿控矿因素、成矿作用及矿床成因类型，进而拓宽找矿思路，提出找矿方向。

2、地质背景及矿床特征

研究区地处黔西南州普安县东部，大地构造位置处于上扬子地块与江南复合造山带的接合部位(《中国区域地质志·贵州志》,2017),具体位于师宗-松桃-慈利深断裂上的莲花山背斜北东段。目前所发现萤石矿点的分布明显受该北东向断裂构造带的控制。沿该带形成了种类繁多且复杂的构造形迹和萤石、金、重晶石、铅锌等重要矿产。

研究区出露的地层从老至新有二叠系中统茅口组(P2m)、中-上统峨眉山玄武岩组(P2-3em)、上统龙潭组(P3l)、关岭组(T2g)、茅台组(K2m)。其中，茅口组(P2m)、峨眉山玄武岩(P2-3em)为区内重要赋矿地层。含矿建造以碳酸盐岩、火山碎屑岩建造为主，容矿岩石均为强蚀变及角砾化的石灰岩、火山角砾岩、凝灰质玄武岩等。

研究区主干构造由北东向莲花山背斜北东段及与该背斜轴平行的一系列断裂构成。莲花山背斜总体为宽缓背斜；断裂主要呈北东向，其次为近北西向，断层大多呈高角度出现(一般大于60°),其中北东向断裂发育有F12、F18、F19、F22等，该方向断裂大致平行于背斜轴展布，与萤石矿(化)体走向基本一致，均为正断层，具剪张性特征，两盘几乎没有位移量；北西向断裂发育有F13,为平移断层，形成时间晚于北东向断裂，错动了北东向F12、F15、F16、F18。北东向断裂、节理、裂隙与区内萤石矿成矿最为密切(图1)。

图1 莲花山背斜北东段萤石矿带地质略图

研究区已知有萤石矿体8个，主要分布于北东向断裂带中，并有两种产出形式：一种萤石矿体以脉状、透镜状及囊状充填于茅口组碳酸盐岩层的断层破碎带裂隙中，矿体走向延伸200325 m, 倾向延伸3050 m, 矿体厚度1.004.81 m, 平均厚度2.56 m, 含CaF232.03%42.35%,平均37%。蚀变类型主要为方解石化、萤石矿化，石的矿物组合以萤石-方解石为主(图2i);另一种萤石矿体以脉状、透镜状及囊状充填于峨眉山玄武岩组玄武岩断层破碎带裂隙中，矿体走向延伸240315 m, 倾向延伸50120 m, 矿体一般厚矿体厚0.881.67 m, 平均厚度1.27 m, 含CaF231.31%62.04%,平均41%。蚀变类型主要为硅化、萤石矿化、黄铁矿化、褐铁矿化，矿石的矿物组合以萤石-石英为主(图2g、2h)。

根据赋矿围岩的不同，矿石的矿物组合类型分为两种，一种属“方解石-萤石型”,矿石化学成分主要为CaF2,含量20.31%82.63%,无有用共伴生组分，矿石呈自形-半自形，巨晶结构、粒状结构，块状构造、角砾状构造。矿石矿物为萤石，脉石矿物主要为方解石，其次为褐铁矿、粘土。萤石为乳白色透明-半透明，油脂光泽、玻璃光泽，多为立方晶体(图2a、2b、2c);另一种属“石英-萤石型”,矿石化学成分主要为CaF2,含量25.16%71.98%,无有用共伴生组分，矿石多呈自形-半自形，蚀变残余结构、粒状变晶结构，以及网脉状构造、块状构造、斑杂状构造、角砾状构造。矿石矿物为萤石，脉石矿物主要有石英、黄铁矿，其次为褐铁矿、方解石、粘土等。萤石为无色透明-半透明，少量淡紫色、淡绿色，油脂光泽、玻璃光泽，多为立方晶体(图2d、2e、2f)。

图2 萤石矿石微观特征与含矿断裂构造特征

3、控矿因素分析

区域萤石矿带、矿床(点)分布受不同级别构造控制，控矿因素包括(背斜构造、北东向断层与有利岩性组合)等，下文根据大功率激电测深、野外地质填图和钻探工程等工作成果，总结莲花山萤石矿构造控矿样式。

3.1 构造控矿因素

3.1.1 莲花山背斜及落水洞断裂

根据地质填图及物探音频大地电磁测深成果显示，研究区的主干构造为北东向莲花山背斜(北东段)及北东向落水洞断裂(图1)。其中，莲花山背斜轴线位于新坡附近，呈北东向横跨全区，区内延伸长约7 km, 核部最老地层为茅口组第一段。北翼构造简单，断裂稀少，为单斜岩层，北翼岩层产状10°40°;南翼构造复杂，岩层波状起伏，南翼岩层产状10°25°,在该背斜南翼叠加了由断裂逆冲推覆形成的牵引褶皱，并被多条断裂所破坏。还有较多北东向张性构造，为次级构造。落水洞断层位于矿区北西部，在矿区段北茅台组砾岩掩盖，为区域性大断层，性质为张性正断层，兼具右行走滑特征。断层走向北东，南西端延伸出图区，北东端被观音洞断层推掩，区域出露长度约大于20 km, 倾向南东，倾角60°70°,破碎带宽度2040 m, 破碎带为断层角砾岩，角砾形状呈棱角状-次棱角状，大小混杂，以钙质、铁质胶结。

经本次工作发现，研究区所发现的萤石矿点均分布于莲花山背斜北东段及落水洞断层南东盘(上盘)交汇部位，如二道箐萤石矿点、龙选地萤石矿点、屯上萤石矿点等均呈北东-南西向展布，并受该褶皱及断裂控制。因此，本文初步认为北东向莲花山背斜及落水洞断裂控制了萤石矿带的空间分布范围。其中，落水洞断层既属于该萤石矿带的边界断裂，又属于萤石矿体的一级导矿构造。

3.1.2 次级断裂及褶皱

从目前所见萤石矿体产出部位可知，萤石矿体均产于一系列与莲花山背斜轴大致平行的NE向次级张性断层及更次级节理、裂隙中。控制矿体的断层主要为北东向的F16、F19、F21、F22(图1、图4)。通过物探音频大地电磁测深(WT01-WT01′)对F19进行深部构造延伸探测和地质深部钻探工程验证，物探推测深部构造与钻探工程验证情况高度吻合(图1、图3)。地球物理探测陡倾构造带从浅部延伸到深部，为中低阻电性异常显示陡倾构造带从浅部延伸到深部，为含矿热液上涌垂向热液通道，上述断裂既是导矿构造又是构造容矿空间。

F16:出露于哈梨树-新坡-莲花山-大水井-何家寨-长地头一带，北东端交于F12,南西端尖灭于长地头附近，在大水井附近被F13断层错断，区内出露长度约3.5 m, 总体倾向南东，倾角74°87°,两盘相对位移较小，为高角度张性断层，断层两盘地层均为二叠系茅口组。断层破碎带1040 m, 破碎带为断层角砾岩，角砾呈棱角状，角砾成分为灰岩、含燧石灰岩，以方解石胶结，具方解石化、萤石矿化。该断层是矿区内茅口组灰岩出露区主要的控矿断层，鸡山岭萤石矿体及I号萤石矿体均赋存于该断层破碎带中，与赋矿围岩呈渐变关系，是区内的二级导矿及容矿构造。

图3WT01剖面物探成果与地质勘查成果对比图

图4 莲花山背斜东北段萤石矿带成矿模式构想图

3.1.3 成矿期后断裂及关系不明断裂

F13:出露于调查区中部蜡烛山-大南山-横冲梁子一带，北西端被落水洞断层推掩，南东端尖灭于横冲梁子附近峨眉山玄武岩地层中，在莲花山附近错断F12断层、F15断层、F16断层及莲花山背斜，在横冲梁子错断F18断层，性质为右行平移断层，断层走向北西，区内出露长度约3 km, 总体倾向南西，倾角大于70°,为陡倾斜近直立断层，破碎带宽度530 m, 破碎带为断层角砾岩，以钙质、铁质等胶结，断层两盘均为二叠系茅口组、峨眉山玄武岩组、龙潭组地层。

除上述断裂外，研究区尚有F12、F15等与萤石矿关系不明断裂，需将来进一步勘查研究。

3.2 气液隐爆角砾岩体

普安莲花山地区所发现萤石矿石类型几乎为角砾状矿石，气液隐爆角砾岩常与断层角砾岩形成构造-气液复合型角砾岩(卿敏等，2002),是非常重要的含(容)矿岩石。此类角砾岩角砾物质成分有玄武岩、碳酸盐岩，多呈次棱角、棱角、次圆状，角砾大小不一，胶结物为热液成因的硅质、萤石、方解石等，角砾多遭受强烈萤石、方解石或硅化热液蚀变，为重要的容矿岩石。

3.3 地层及岩性界面因素

茅口组(P2m)、峨眉山玄武岩(P2-3em)为区内重要赋矿地层，含矿建造以碳酸盐岩、火山碎屑岩建造为主、容矿岩石均表现为强蚀变角砾状矿石特征，成分主要为灰岩、玄武岩、凝灰质玄武岩等。茅口组(P2m)与峨眉山玄武岩(P2-3em)岩石总体能干性强，在燕山期挤压过程中，易于发生破碎，破碎带有利于成矿流体的运移、沉淀；上覆地层为龙潭组粘土岩及炭质粘土岩等岩石岩性致密，总体能干性弱，为矿层起到良好的屏蔽作用，大部分成矿流体就此驻留下来，并与围岩交代和充填成矿。

4、成矿模式与找矿方向

4.1 成矿模式

在以上研究基础上，笔者分析认为，研究区萤石矿为浅层中低温热液型矿床，其矿体呈透镜状、囊状及脉状产于张性断裂、节理、裂隙中。成矿模式可以构想为：燕山期构造运动导致北东向莲花山背斜、落水洞断裂等构造的形成。其中，富含氟(F)等成矿物质的深部流体，沿区域性断裂即落水洞断裂运移至次级的北东向张性断裂之中，含矿气液在减压扩容环境发生爆破(邱小平等，2021),致密围岩破碎形成的角砾岩具有更大的表面积，水-岩反应的矿化作用更加充分，含矿热液萃取了断裂两侧的茅口组灰岩中的钙(Ca)。而上覆龙潭组粘土岩及炭质粘土岩等质地致密，并且能干性较弱而不易形成断裂裂隙，所以有效屏蔽了含矿流体继续向上运移，从而导致含矿流体在有利的构造(断层破碎带及层间破碎带中的裂隙)与有利地层岩石(茅口组一段顶部灰岩和峨眉山玄武岩组三段凝灰质玄武岩)的耦合部位驻留下来，充填交代成矿。详见图3和表1。

表1 莲花山背斜北东段萤石矿成矿要素表

4.2 找矿方向与勘查建议

以上认识，对研究区萤石矿勘查及区域找矿工作具有一定的指导意义：

(1)从区域找矿来看，落水洞断层以南东及与莲花山背斜平行展布的北东向二级张性断层、节理、裂隙是萤石矿床的主要寻找空间。

(3)要围绕着莲花山背斜及其配套轴向断裂与气液隐爆角砾岩体周围开展萤石矿找矿工作，建议对新发现的赋存于玄武岩北东向断裂的龙选地萤石矿和屯上萤石矿开展普查工作。

(3)在下步勘探工作中，应充分考虑断裂构造与界面联合控矿规律，利用物探方法对隐伏、半隐伏断裂构造的识别，在断裂构造与界面的耦合部位开展探矿工作。

5、结论

本文以贵州普安县莲花山地区萤石矿调查评价项目为支撑，对位于莲花山背斜北东段萤石矿控矿因素、成矿作用及矿床成因类型等进行了分析研究，并提出了找矿方向。重点获得了以下认识：

(1)黔西南莲花山背斜北东段萤石矿呈陡倾脉状、囊状产于北东向构造带中，属于有利构造与有利岩性共同控制陡倾角矿体的浅成低温热液型矿床。

(2)区内萤石矿主要控矿因素为有利构造、气液隐爆角砾岩体与有利岩性组合联合控制，具体表现为北东向莲花山背斜及其配套的轴向落水洞断裂，以及北东向次级张性(断层、节理、裂隙)。其中，北东向莲花山背斜及轴向落水洞断裂控制了萤石矿床的空间分布，北东向的次级断裂、节理、裂隙构造又控制了矿体的分布。

(3)北东向落水洞断裂、莲花山背斜及其配套的北东向二级张性构造(断层、节理、裂隙)共同构成该区热液通道和容矿构造，其中北东向落水洞断裂为一级导矿构造，北东向张性构造既为二级导矿构造、又为容矿构造。背斜构造中的张性正断裂及其派生张性构造组合以及气液隐爆角砾岩体是将来萤石矿勘查的主攻目标。深入研究成矿作用过程中多种控矿因素耦合关系，有利于拓展深部萤石矿产找矿勘探。

参考文献:

蔡华君,张宝贵,李院生.1996.辉锑矿-萤石共生矿床中萤石的稀土元素地球化学[J].地质地球化学,24(2):103-106.

贵州省地矿局地球物理地球化学勘查院.2019.黔西南地区萤石矿产成矿规律与找矿预测研究报告[R].贵阳:贵州省地矿局地球物理地球化学勘查院,57-62.

金少荣,陈军,代德荣,等.2018.黔西南高岭萤石矿床微量和稀土元素地球化学特征[J].矿物学报,38(6):684-692.

金少荣,王玉朝,杨德智,等.2019.黔西南高岭萤石矿床地质-地球化学特征与成因[J].矿物学报,39(3):247-252.

彭建堂,胡瑞忠,漆亮,等.2002.晴隆锑矿床中萤石的稀土元素特征及其指示意义[J].地质科学,45(3):277-287.

彭建堂,胡瑞忠,蒋国豪.2003.萤石Sm-Nd同位素体系对晴隆锑矿成矿时代和物源的制约[J].岩石学报,(4):785 -791.

邱小平,刘世川,魏密.2021.黔西南水银洞爆破角砾岩筒与金元素超常富集[J].地球学报,42(6):849-858.

卿敏,韩先菊.2002.隐爆角砾岩型金矿研究述评[J].黄金地质,8(2):1-7.

王国芝,胡瑞忠,刘颖,等.2003.黔西南晴隆锑研究区萤石的稀土元素地球化学特征[J].矿物岩石,24(2):62-65.

杨再风,陈军,叶霖,等.2023.黔西南低温成研究区萤石矿床成矿规律:与金锑矿床的空间关系[J].矿物学报,43(2/3):1-12.

《中国区域地质志·贵州志》编辑委员会.2017.中国区域地质志-贵州志[M].北京:地质出版社,939-940.

周家喜,谭隽宏,金少荣,等.2020.贵州贞丰小屯乡萤石矿床深部锑矿体的发现与地质意义[J].矿物学报,40(3):339-340.

基金资助:2022年度贵州省新一轮找矿突破战略行动项目(贵州省普安县莲花山地区萤石矿调查评价)(黔自然资函[2022]623号);

文章来源:周祖虎,曹卫刚,戴玉皇,等.黔西南莲花山背斜北东段萤石矿带控矿因素与找矿方向[J].贵州地质,2024,41(03):270-277.