一、矿床概况
1.矿床名称
湖南省衡南县双江口萤石矿床。
2.地理位置
位于衡南县金竹乡。地理坐标：东经112°57′05″～112°58′47″，北纬26°56′40″～26°57′09″。
3.矿床类型、资源储量、规模、品位、勘查程度和开发情况
湖南省衡南县双江口萤石矿床属低温热液充填型萤石矿床。
1972年湖南省地质局417队对双江口萤石矿区进行了地表普查评价。1975年至1978年进行了初勘，1981年至1982年进行了详细勘探，经勘探证实，该矿床萤石资源储量达大型规模。
目前，该萤石矿床正在开采。
4.所属Ⅲ、Ⅳ级成矿区带
衡南县双江口萤石矿位于Ⅲ级成矿区带Ⅲ-71-②武功山-北武夷山Fe-W-Sn-Cu-Pb-Zn-Ag-Au-RM-叶蜡石-瓷石-石膏成矿亚带。
5.区域成矿地质条件
（1）大地构造位置
该区大地构造位置属武夷-云开-台湾造山系，Ⅱ级构造单元属罗霄-云开弧盆系，Ⅲ级构造单元属罗霄岩浆弧。双江口萤石矿床位于次一级地质构造单元湘东断隆南部，常德-安仁北西向和潘家冲-水口山北东向基底断裂带的交汇部位，衡阳断陷盆地的北东部，川口复式背斜的西翼。
（2）区域地层
区域地层发育不全，主要出露元古界板溪群五强溪组巨厚层地槽型浅海相类复理石含火山岩碎屑建造及中泥盆统—中二叠统地台型浅海相-滨海相碳酸盐岩和含煤碎屑岩建造。
（3）区域构造
区内断裂构造极为发育，特别是基底断裂发育，为常德-安仁北西向和潘家冲-水口山北北东向深大断裂的交汇部位。后期断裂主要为北东和北西向断裂及其派生的次级断裂。由衡阳盆地延伸出来的北东向断裂，数量多，规模大，长达数十千米。断裂构造活动时间较长，从华力西期之前就已开始，至燕山期晚期尚有构造活动，致使一些断裂构造有几次活动的迹象。这些断裂的多期多阶段活动，为成矿物质的运移和沉淀提供了通道和空间。
（4）岩浆岩
区域内岩浆岩出露较多，除矿区所在的将军庙黑云母花岗岩体外，尚有狗头岭花岗闪长岩、吴集花岗闪长岩等侵入岩体，这些岩体均属酸性岩浆岩。岩浆活动从印支期开始一直延续到燕山期晚期。岩体一般出露面积不大，且多具矿化现象。
二、矿床地质特征
（一）矿区成矿及控矿地质条件
衡南县双江口萤石矿床赋存于将军庙花岗岩体中，受构造破碎带控制。
1.地层
矿区内除花岗岩外，可见到一小部分中泥盆统跳马涧组和棋梓桥组已遭受蚀变的沉积岩捕掳体，无系统的沉积地层（图9-1）。
图9-1 衡南县双江口萤石矿地质图
（据吴自强等，1989）
1—花岗岩；2—绢云母化花岗岩；3—硅化、绢云母化花岗岩；4—交代硅质岩；5—石英脉；6—萤石矿体
2.构造
矿区内主要断裂为切割将军庙岩体之将军庙-枫林断裂带。
此断裂带贯穿全区，长12km，倾向南东，倾角70°左右，蚀变带宽50～400m。断裂在平面和剖面上均呈舒缓波状，断裂面上斜冲擦痕、构造透镜体发育，属于压扭性断裂。局部矿石中有角砾状萤石被二氧化硅胶结，显示其为张性断裂的产物，说明该断裂具有先压扭后张性质。
3.岩浆岩
矿区内的岩浆岩为将军庙花岗岩体，岩性为中细粒斑状黑云母花岗岩、细粒黑云母花岗岩。岩体与上泥盆统佘田桥、锡矿山组呈侵入接触。结合构造活动与成矿时代的关系推断将军庙花岗岩体形成时代为燕山期早期。岩浆岩破碎带的岩石为硅化、绢云母化花岗岩，萤石矿赋存于破碎带中。
岩体内局部见扁长型围岩捕虏体。经岩石人工重砂样分析，均不同程度地含有萤石，说明岩体本身含氟较为普遍（刘昌福，2007）。
（二）矿床地质特征
1.矿体特征
本矿床矿体均产于北东东向硅化破碎带中，含矿段长1200m。该矿床计有4个萤石矿体。矿体呈脉状，与破碎带产状基本一致，走向60°～70°，倾向南东，倾角70°左右。与萤石矿伴生的有方铅矿，但规模较小（图9-2）。
本区最大的萤石矿体，地表出露长520m，深部控制全长800m，斜深456m，尚未尖灭。矿体在走向和倾向上都有分支复合现象。一般分支部分矿体厚度较小，复合部分矿体厚度较大，最大厚度27.60m，平均厚6.46m。该矿体形态较简单，为比较规则的复脉状矿体。矿体走向70°，倾向南东，倾角一般70°左右，局部倾角较陡，个别部位出现倾向相反的情况。该矿体萤石资源量达357万吨，平均含CaF255.48%，品位变化系数24%，自上而下平均品位逐步降低。
图9-2 衡南县双江口萤石矿体剖面图
（据吴自强等，1989）
1—萤石矿体；2—花岗岩；3—绢云母化花岗岩；4—地质界线；5—坑道；6—钻孔；7—断裂
2.矿石特征
（1）矿石自然类型
分为块状、条带状、角砾状和石英脉型萤石矿石4种类型。块状萤石矿石，CaF2含量高，多在70%以上。这种矿石在矿区占主导地位。条带状、角砾状和石英脉型萤石矿石CaF2含量相对较低，而且由于受后期石英脉的穿插溶蚀，使石英和萤石的镶嵌关系复杂，呈港湾状嵌合或石英呈隐晶质存在。
（2）结构构造
矿石结构 主要有半自形晶粒状结构、他形粒状结构、花岗变晶镶嵌结构、半自形晶镶嵌结构等。
矿石构造 主要有块状构造、条带状构造、角砾状构造等。
（3）矿物组成
萤石矿石主要矿物为萤石，伴生主要矿物为方铅矿，次要矿物为闪锌矿、黄铜矿和微量的辉铜矿、赤铜矿等。脉石矿物主要为石英，次为方解石、钾长石、重晶石、白云石和粘土矿物等。
萤石，以淡绿色为主，可见白色和紫色，半自形晶，粒径＞2mm，镶嵌组成矿石的主要部分。萤石与石英的镶嵌关系主要有两种情况，一是萤石与石英同期生成，二者以晶面平直嵌合，二是微粒石英集合体呈大小不同的细脉纵横穿切矿石，对矿石有明显溶蚀交代现象。
（4）化学组成
萤石矿石中以CaF2，SiO2为主，二者之和多在94%～97%之间。SiO2的含量随CaF2的增高而降低。Al2O3，Fe2O3和MgO随SiO2的增高而增高，CaCO3，BaO则随CaF2的增高而增高。S，P，Pb，Zn含量很低。
3.围岩蚀变
岩体内破碎带的岩石及其附近的围岩，均有强烈的蚀变现象，蚀变有明显的水平分带。破碎带中部矿体的近矿围岩遭受硅化，向外依次是绢云母化、绿泥石化、钠长石化、高岭土化，并被晚期重晶石化、碳酸盐化所叠加。
三、矿床成因与成矿模式
（一）矿床成矿及控矿因素
1.地层、岩性对萤石矿床的控制作用
当萤石矿体所在的破碎带较宽，而且附近又有棋梓桥组灰岩捕虏体时，则矿体厚且品位高；当破碎带狭窄，附近没有棋梓桥组灰岩捕虏体时，则矿体薄而且品位低，甚至尖灭。这表明，双江口萤石矿床的形成与附近的棋梓桥组灰岩有密切的关系（湖南省地质局四一七队，1982）。
2.断裂对萤石矿床的控制作用
双江口萤石矿体均赋存于将军庙岩体中的断裂破碎带中，矿体严格受断裂破碎带控制，矿床受断裂控制明显，断裂既是导矿构造，又是容矿构造。矿体围岩蚀变广泛。这些均表明该矿床萤石为热液成因。
（二）萤石中包裹体特征
萤石中包裹体数量较多，其长轴大部分平行生长线方向，大小相近，气相体积百分含量为1.5%～4%，形态多为不规则状。紫色与绿色萤石中包裹体均见有重结晶现象，说明萤石在形成过程中曾发生过重结晶作用（涂登峰，1987）。
（三）成矿温度
双江口萤石矿床近百个样品原生包裹体均一法测温结果为140～300℃，平均为240℃，其均一温度没有明显受深度影响，说明，萤石作用成矿阶段为中温热液相（涂登峰，1987）。
（四）成矿期次及成矿时代
双江口萤石矿床成矿只有一期，即形成于燕山期。
（五）物质来源
前已述及，萤石矿体所在将军庙岩体，经岩石人工重砂样分析，均不同程度地含有萤石，说明岩体本身含氟较为普遍，萤石中的氟可能来源于将军庙岩体。
萤石矿体与棋梓桥组灰岩关系密切，当矿体附近有棋梓桥组灰岩捕虏体时，则矿体厚且品位高。矿体附近没有棋梓桥组灰岩捕虏体时，则矿体薄而且品位低，甚至尖灭。这表明，棋梓桥组灰岩捕虏体提供了充足的钙。由于没有棋梓桥组灰岩F含量数据，所以，本区萤石中的F是否来源于棋梓桥组灰岩还需要做工作。
浙江八面山萤石矿床、内蒙古苏莫查干敖包萤石矿床的形成都与灰岩地层有关，灰岩地层中有沉积萤石矿层或含氟很高，形成矿源层。与之相类比，推测双江口萤石矿床中的氟可能部分来源于棋梓桥组灰岩。
（六）矿床成因
燕山运动早期，本区岩浆活动强烈，岩浆侵入到泥盆系中并裹挟泥盆系跳马涧组和棋梓桥组灰岩形成将军庙花岗岩体。其后，本区发生了大规模构造运动，形成以北东东向为主的断裂构造，断裂构造形成之后，地下热液萃取了棋梓桥组灰岩中的钙和氟、花岗岩体中的氟，在断裂破碎带中沉淀形成中低温热液充填型萤石矿床。