梁 帥

遼寧省地質礦產調查院，遼寧沈陽，110000

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地質·礦床

遼寧螢石礦成礦條件和成礦規(guī)律探討①

梁 帥*

遼寧省地質礦產調查院，遼寧沈陽，110000

提 要 遼寧是國內螢石重要產地之一，分布著阜新哈爾套-義縣地藏寺、遼陽隆昌—金州杏樹屯兩個螢石成礦帶，帶內已發(fā)現大中型礦床7處、中小型礦床和礦（化）點60余處。通過對遼寧螢石成礦特征和地層、侵入巖、構造等控礦條件與成礦關系的分析，認為螢石成礦類型為中低溫巖漿期后熱液充填交代型，圍巖類型主要為碳酸鹽巖和硅酸鹽巖；螢石成礦時期為燕山期、印支期和華力西期，且以燕山期為主；螢石礦體多賦存在花崗巖巖體內部斷裂帶或與圍巖外接觸帶的斷裂帶位置。依據螢石礦床的地質特征和成礦規(guī)律，結合構造、巖石與圍巖、地球物理與地球化學等找礦標志，圈定出6個成礦遠景區(qū)。

關鍵詞螢石 成礦條件 成礦規(guī)律 找礦標志 找礦方向

螢石，又稱氟石，是工業(yè)上氟元素的主要來源，其產品廣泛用于航天、航空、原子能、制冷、醫(yī)藥、電子和機械等領域。隨著科技和國民經濟的不斷發(fā)展，螢石已成為現代工業(yè)中重要的礦物原料。遼寧省作為國內螢石重要產地之一，近年來隨著開采強度的增大，主要螢石礦山也已面臨中度以上的資源危機，因此進一步研究螢石礦成礦條件和成礦規(guī)律，統(tǒng)籌安排礦產資源勘查、開發(fā)、利用與保護迫在眉睫。

1 遼寧螢石礦產概況

遼寧大地構造分屬中朝準地臺、吉黑褶皺系和內蒙-大興安嶺褶皺系3個一級構造單元【1】，以赤峰-開原斷裂為界，以南屬中朝準地臺，為一級構造單元的主體；以北為地槽區(qū)，柳河以西屬內蒙-大興安嶺褶皺系，以東屬吉黑褶皺系，其中中朝準地臺經歷了鞍山旋回和遼河旋回地臺結晶基底形成階段、中元古界-中三疊世蓋層發(fā)育階段、晚三疊世以后的大陸邊緣活動帶階段。

據省內已有的螢石礦勘查和科研資料，螢石礦床、礦（化）點多產自中朝準地臺區(qū)，且成礦明顯受控于太古宇變質巖系、古元古界遼河群變質巖系、中元古界長城系、薊縣系等地層及華力西期、印支期和燕山期的構造巖漿活動【2】，經復雜地質作用最終形成了一系列大、中型螢石礦床。目前省內已發(fā)現螢石礦產地77處，其中大型礦床2處，中型礦床5處，小型礦床12處，礦（化）點58處。典型礦床有義縣三寶屯大型螢石礦床、阜新楊家店大型螢石礦床、少冷中型螢石礦床和蓋州瓦房峪中型螢石礦床等，其礦床地質特征見表1。

2 成礦條件分析

2.1 地層與成礦的關系

遼寧省已發(fā)現螢石礦床、礦（化）點的賦礦地層統(tǒng)計見表2。

表1 遼寧省典型大中型螢石礦床地質特征Table 1 Geological Characteristics of medium-sized fluorite deposit in Liaoning province

表2 螢石礦床（點）在各地層中的分布情況Table 2 Fluorite deposits around the layer distribution

從表2可知，螢石礦床（點）的賦礦地層主要為古元古界遼河群的里爾峪組、高家峪組、大石橋組和蓋縣組，中元古界長城系的常州溝組、大紅峪組和高于莊組，中元古界薊縣系的霧迷山組，中元古代魏家溝巖群，奧陶系馬家溝組和早白堊系義縣組【2】。這些地層成為最重要的賦礦地層的原因：一是地層本身屬于含F較高的背景區(qū)（表3），從表3中可知義縣、錦州幅 F含量平均值為576.43×10-6，朝陽、下洼幅 F含量平均值為606.34×10-6，營口幅F含量平均值為601.88×10-6，分別為克拉克值（450×10-6，黎彤，1967）的1.28、1.35和1.34倍；二是有些含礦地層含Ca較高，如阜新楊家店螢石礦的賦礦圍巖為魏家溝大理巖，本身含 Ca高，礦床附近還有新太古代小牽麻嶺片麻巖和晚侏羅世二長花崗巖，據張壽庭等人（1998）對浙東南螢石型金礦研究時發(fā)現，產螢石地區(qū)片麻巖一般含F較高，結合表3可知晚侏羅世巖漿活動促使F和Ca在有利區(qū)域富集成礦；三是地層中脆性巖石所占厚度大，比例高，裂隙較發(fā)育，礦液易于循環(huán)，為容礦有利空間。

2.2 侵入巖與成礦的關系

遼寧省已發(fā)現螢石礦床、礦（化）點和賦存巖體的統(tǒng)計如表4：

表3 研究區(qū)各含礦地層F的豐度（×10-6）Table 3 Abundance of ore formation fluorine in the study area（×10-6）

表4 螢石礦床（點）在侵入巖中的分布情況表Table 4 Fluorite deposits distribution in the intrusive rocks

從表4中可以看出，螢石礦體圍巖的花崗巖類型主要有二長花崗巖、花崗閃長巖、黑云母二長花崗巖和似斑狀花崗巖，花崗巖侵入時代也基本是印支期和燕山期，據曹俊臣等人（1994）研究結果（表 5）可以看出，酸性巖在各類巖漿巖中含F最高，且印支、燕山兩期花崗巖又是各時期侵入巖中含F最高的，所以螢石礦體圍巖以印支期和燕山期花崗巖為主。遼寧省F富集的時代主要為早三疊世、侏羅紀和晚白堊世（表6），同樣說明了遼寧螢石礦床賦礦巖體主要為印支、燕山兩期花崗巖。

表5 我國不同巖性侵入巖和不同時代花崗巖的F含量（×10-6）Table 5 Fluorine content in different intrusive rocks and granites of different ages （×10-6）

表6 遼寧省各時代酸性巖F含量（×10-6）Table 6 Fluorine content of each age acid rocks in Liaoning province（×10-6）

從以上分析可知，花崗巖類巖石與螢石礦化關系密切【3～4】：一是花崗巖為螢石礦化提供重要的物質來源；二是花崗巖化作用過程中使外圍巖石中的礦化元素活化再富集，應是形成螢石礦化的重要動力來源；三是花崗巖固結后，由于后期構造作用發(fā)生變形，為螢石礦化提供容礦空間，是螢石礦化的載體。

2.3 構造與成礦的關系

從遼寧省已發(fā)現螢石礦床、礦（化）點的礦區(qū)和區(qū)域構造特征看，省內螢石成礦作用受區(qū)域內北東向或北北東向構造控制，其次為北西向。徐大地等人（2004）研究遼寧義縣螢石礦成礦與構造關系時，證實螢石礦床明顯受斷裂構造控制，構造型式和性質控制著螢石礦床的規(guī)模和質量【6】，構造既是成礦熱液運移通道，更重要的是提供有效的成礦貯礦空間。從構造型式和性質上講，背斜構造成礦最好，如三寶屯大型螢石礦床成礦控礦構造為一背斜構造；成群出現近于平行的壓扭性斷裂構造破碎帶次之，如姚家溝螢石礦床成礦控礦構造為 NNE向張扭性斷裂；以上兩種性質的構造均能形成具有工業(yè)價值的螢石礦床。而張性（張扭性）構造破碎帶中只能見到規(guī)模較小的螢石礦化，如三道壕螢石礦化點的成礦控礦構造為NWN向張扭性斷裂。

從遼寧省全區(qū)范圍審視，深部地球物理資料表明NW向構造切穿地殼，遼東地區(qū)燕山旋回火山巖與侵入巖分布輪廓，比遼西更清楚地顯示NE 與NW向交叉成棋盤格狀網絡【7】，都說明NW向構造在中生代有強大的表現，這種溝通深部、又與NE向主體構造帶正交的構造帶具有在中新生帶引發(fā)構造-巖漿-成礦的典型特點，為螢石成礦提供了必要條件。

3 成礦規(guī)律探討

3.1 礦床類型

遼寧螢石成礦區(qū)屬于濱太平洋成礦域的華北陸塊北緣成礦帶，帶內螢石產于不同時代、不同巖性的地層中，礦體受各種斷裂構造控制，成礦與華力西期、印支期和燕山期巖漿活動有關。從賦礦圍巖角度來看，遼寧省螢石礦床、礦（化）點可分為碳酸鹽中的中低溫熱液螢石礦床和硅酸鹽巖石中的中低溫熱液螢石礦床兩大類型【8～9】。3.1.1產于碳酸鹽巖中的礦床 此類型礦床主要分布于遼西義縣、阜新、朝陽一帶【10～11】，礦床多呈似層狀或透鏡狀，賦存于中元古界魏家溝巖群大理巖（楊家店螢石礦床）、長城系高于莊組和薊縣系霧迷山組白云巖及白云質灰?guī)r的層間裂隙中（三寶屯螢石礦床），研究表明該類型礦床所需的F來自非火山作用的深部地質作用，而Ca則來自圍巖（大理巖、白云巖或灰?guī)r）。礦石類型主要有螢石礦型、重晶石-螢石礦型、硅化-重晶石-螢石礦型及重晶石礦型；礦石礦物為螢石、重晶石、方解石、白云石等；脈石礦物則為石英、碳酸鹽及燧石；伴生金屬礦物為褐鐵礦、黃鐵礦等；蝕變礦物為絹云母、黑云母、綠泥石、石榴石等。該類型礦床具有規(guī)模大，品位低的特征，CaF2含量一般 11%～52%，有的呈上富中貧下富變化趨勢（楊家店螢石礦床）。

3.1.2 產于硅酸鹽巖中的礦床 此類礦床主要分布于遼南蓋州、遼西阜新、義縣一帶【10～12】。礦體圍巖為花崗巖，其次為片麻巖、片巖，少數為安山巖。礦體賦存于構造破碎帶中，以充填方式成礦為主。礦體在破碎帶中多成群出現，形態(tài)為脈狀、透鏡狀、網脈狀、囊狀等，規(guī)模大小不等。礦石呈角礫狀、細脈狀、塊狀、浸染狀。礦石礦物有螢石、重晶石。脈石礦物有石英、方解石、燧石、蛋白石。伴生金屬礦物有方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、黃鐵礦等。礦石類型分為：螢石重晶石型，硫化物螢石型，石英方解螢石型等。硫化物螢石型主要伴生鉛鋅礦（瓦房峪螢石礦床）；圍巖蝕變有硅化、絹云母化、綠泥石化等。該類型礦床多為貧礦石，CaF2含量一般15%～30%，富礦較少，僅有一部分CaF2含量在66%～85%（少冷螢石礦床）。

3.2 礦床成因

從已有礦床資料分析可知，省內各螢石礦床（礦點）控礦層位是不盡相同的，可以是沉積巖、變質巖或巖漿巖，但印支、燕山期構造巖漿活動則是共同的重要成礦控制因素；巖漿活動不僅帶來了HF等揮發(fā)組分，并且形成了強大地熱場，使循環(huán)下滲的大氣降水成為熱液，吸收上侵巖體釋放的成礦組分和溶解圍巖中的成礦組分，成為一種具有高度活潑性的含礦熱液；含礦熱液溫度升高、體積膨大、比重減小，而內部壓力增大，溶解的成礦物質增加，造成了溫度、壓力、濃度梯度差，含礦熱液勢必向降溫、減壓部位（近地表淺部構造裂隙帶）運移；在運移途中，熱液的蝕變作用還不斷從圍巖中萃取少量成礦組分，可是熱液中F、Ca濃度繼續(xù)升高，熱液對圍巖的蝕變作用及部分礦物的沉淀作用，使熱液本身逐步形成自封條件，使內部壓力、溫度升高，F、Ca的溶解度也因此升高，當受到構造活動的影響，自封條件破壞，成礦熱液迅速降溫、減壓，促使CaF2、SiO2等大量沉淀形成螢石礦床。

綜上所述，遼寧省螢石礦床（點）屬于中低溫巖漿期后熱液充填交代型。

3.3 礦床時空分布規(guī)律

通過區(qū)內70多個螢石礦床（點）的分析，礦床的時空分布規(guī)律如下：

3.3.1成礦時間分布規(guī)律 遼寧螢石礦主要形成于燕山期、印支期，少數形成于華力西期，與這些時期巖漿活動強烈具有密切關系。其中燕山早期（早侏羅世-早白堊世）為最主要成礦時期，因燕山期為遼寧省巖漿活動最強烈時期，巖體遍布全省【3】，阜新北部及蓋州瓦房峪一帶的螢石礦的賦礦花崗巖基本為燕山期花崗巖；印支期巖漿侵入活動也十分強烈，其中晚印支期侵入的二長花崗巖是主要的賦礦圍巖，由于該期巖漿巖基本上集中在遼東太子河-渾江臺陷南部邊緣及其以南地區(qū)，因此，本省印支期花崗巖中的螢石礦床（點）分布在遼南營口一帶，遼西印支期只有河坎子堿性巖體，無螢石礦化；華力西期遼寧北部內蒙-吉黑褶皺系一帶巖漿活動造成大面積的花崗巖侵入，構成了省內著名的建平-西豐侵入巖帶的主體組成部分，阜新長道溝螢石礦的賦礦圍巖即為該期花崗巖。

3.3.2成礦空間分布規(guī)律 從大地構造單元層面上看，遼寧境內螢石礦床（點）89.61%分布在中朝準地臺北緣，6.49%分布于吉黑褶皺系，3.09%分布于內蒙-大興安嶺褶皺系（這與后二者在遼寧省內出露局限有關）（圖1）。在中朝準地臺上，遼陽隆昌-金州杏樹屯成礦帶上分布有47個礦床（點），賦礦圍巖基本都是印支-燕山期花崗巖，有少數礦點的賦礦圍巖為遼河巖群變質巖（片巖、大理巖及淺粒巖）及新太古代片麻巖；阜新哈爾套-義縣地藏寺成礦帶，賦礦圍巖為花崗巖及碳酸鹽巖，花崗巖以燕山期花崗巖為主，少數為華力西期花崗巖，碳酸鹽巖主要為大理巖（魏家溝巖群）及白云巖（長城系—薊縣系）。全省已探明的19個大、中、小型礦床，均位于三者內。

成礦帶內螢石成礦受北東向或北北東向斷裂帶控制，斷裂越發(fā)育，成礦的可能性就越大；已發(fā)現的螢石礦床（點）主要分布于燕山期花崗巖巖體內部斷裂帶或與圍巖外接觸帶的斷裂帶內。礦點多數出露于長條狀山脊、陡崖等正地形地帶，表明其礦液沉淀有一定的垂向空間規(guī)律，找礦時要注意；螢石礦體多成群出現，并不是單一的礦點，如義縣頭道河鄉(xiāng)一帶，除頭道河鄉(xiāng)礦點外，還有峽山、三道壕、金羽等礦點。根據上述螢石礦空間分布規(guī)律，今后重點找礦區(qū)域應選擇在已知礦點周圍的低山地帶。

圖1 遼寧省螢石礦床空間分布和成礦遠景區(qū)示意圖Fig.1 The spatial distribution and metallogenic prospect areas of fluorite deposits in Liaoning province

4 找礦預測

4.1 找礦標志

依據遼寧省已產出螢石礦床的地質特征，結合成礦規(guī)律探討內容，在構造、巖石、圍巖蝕變、地球物理和地球化學等成礦條件方面總結找礦標志。

4.1.1 構造標志 應注意在受深斷裂活動影響而形成的斷陷盆地邊緣隆起及盆地內的基底凸起部位中找礦，特別是較高氟背景區(qū)，阜新哈爾套-義縣地藏寺成礦帶即受控于此類構造；與區(qū)域構造線相一致的北東-北北東向的構造斷裂帶具有多次復活的特點，主要表現為先壓扭，后張裂，這有利于成礦流體活動，形成有工業(yè)意義的螢石礦床；兩組以上斷裂復合部位常常是富礦發(fā)育部位，亦是很好的找礦目標。

4.1.2 巖石與圍巖標志 花崗巖類、片麻巖類和碳酸鹽巖類，因其具有剛性易碎、孔隙度大、滲透性好等特征；火山巖（火山碎屑巖、熔巖）也具有上述特征，雖只在哈爾套火山巖中發(fā)現螢石礦，也應成為今后找礦目標之一。

硅化、螢石化、高嶺土化、絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化、冰長石化等圍巖蝕變，是找螢石礦的良好標志，其中硅化與螢石礦脈緊密相伴，因硅化巖在表生條件下不易風化，故常形成正地形地貌，應引起足夠重視。

4.1.3 地球物理與地球化學標志 磁場特征標志：遼西應重視強正剩余磁異常與強負剩余磁異常過渡區(qū)，遼東應重視平緩的正剩余磁異常區(qū)【10～12】。重力場特征標志：遼東應重視撫順-長興幔凸向千山幔拗過渡的陡坡帶，遼西應重視阜新-凌源幔坡中莫氏面等深線彎曲拐折部位【10】和康平-彰武幔凸向阜新-凌源幔坡過渡的陡坡帶【11】。

地球化學標志：F、CaO的區(qū)域豐度高值區(qū)，如臥龍泉（高點中心，F的豐度為1258.9×10-6～1458.2×10-6，CaO為1.6%～1.8%）【13】，F、CaO異常套合程度高，異常規(guī)模與礦床規(guī)模一致；水化學F異常區(qū)域也應引起重視。

4.2 成礦遠景區(qū)圈定與評價

依據螢石成礦規(guī)律和找礦標志，主要在省內兩大螢石成礦帶及附近圈定成礦遠景區(qū)（圖1），并對具有找礦潛力地區(qū)進行地質評價。

阜新哈爾套-義縣地藏寺螢石成礦帶：圈定成礦遠景區(qū)有紅帽子-哈爾套螢石遠景區(qū)（①）、地藏寺-金家屯螢石遠景區(qū)（②）、八百壟-楊家杖子螢石遠景區(qū)（③），其中前兩者成礦潛力較大。紅帽子-哈爾套螢石礦遠景區(qū)，位于成礦帶北端奎德素-魏家溝構造-巖漿帶，區(qū)內主要分布白堊系孫家灣組及義縣組以及魏家溝巖群片巖、石英巖、大理巖，四堡期-燕山晚期中酸性巖漿巖發(fā)育，中元古界魏家溝巖群在花崗巖類中成捕虜體；巖體內北西向張性構造裂隙發(fā)育；區(qū)內各螢石礦與巖體及其內的構造密切相關；區(qū)內重力剩余負異常區(qū)螢石礦點密集，已知有中型礦床2處，小型礦床2處，礦點9處。地藏寺-金家屯螢石礦遠景區(qū)，位于螢石成礦帶西南端，構造處于朝陽盆嶺構造柳河溝-南票穹起與金嶺寺-羊山盆地交容處，區(qū)內分布中元古界大紅峪組、高于莊組白云巖，被極其發(fā)育的中生代火山巖分割包圍。在火山巖及白云質灰?guī)r中的北東、北西向構造帶是區(qū)內螢石礦賦存部位。區(qū)內已知有大型礦床1處，小型礦床3處，礦點9處。

遼陽隆昌-金州杏樹屯中生代螢石成礦帶：盧屯—唐望山螢石遠景區(qū)（④）、隆昌-八會螢石遠景區(qū)（⑤）、大旺山-雙山螢石遠景區(qū)（⑥），其中盧屯-唐望山螢石礦遠景區(qū)成礦潛力較大，位于成礦帶北端，構造位置處于營口-寬甸隆起之西，區(qū)內主要分布遼河巖群大石橋巖組、里爾峪巖組及蓋縣巖組，廣泛發(fā)育三疊紀及侏羅—白堊紀閃長巖、花崗巖類，其大面積侵入遼河巖群。在巖體內的構造帶中及巖體與遼河巖群接觸帶處是區(qū)內螢石礦化的重要部位。區(qū)內已知有中型礦床1處，小型礦床3處，礦點12處。

5 結論

（1）遼寧下元古界遼河群、中元古界長城系和縣系、中元古代魏家溝巖群、奧陶系馬家溝組和早白堊系義縣組等地層出露相對廣泛，且地層本身含F高或含Ca高，具有螢石找礦潛力?；◢弾r為螢石礦化提供了成礦物質、動力來源和容礦空間，因此花崗巖與上述地層接觸帶，是螢石找礦重點方向。壓扭性斷裂為有利儲礦構造，北東向或北北東向構造控礦作用明顯。

（2）遼寧螢石礦體圍巖主要為碳酸鹽巖類和硅酸鹽巖類，成礦類型為中低溫巖漿期后充填交代型。成礦時期主要為燕山期、印支期，其次為華力西期，與這些時期強烈的漿活動關系密切；螢石礦床（點）主要沿阜新哈爾套-義縣地藏寺、遼陽隆昌-金州杏樹屯兩成礦帶分布，帶內螢石礦床（點）主要產出于燕山期花崗巖巖體內部斷裂帶或與圍巖外接觸帶的斷裂帶內。

（3）依據螢石礦成礦條件和成礦規(guī)律分析，結合構造、巖石與圍巖、地球物理與地球化學等找礦標志，圈定紅帽子-哈爾套、地藏寺-金家屯、盧屯-唐望山、八百壟-楊家杖子、隆昌-八會和大旺山-雙山等6個螢石成礦遠景區(qū)，為下一步螢石勘查找礦工作提供依據。

參 考 文 獻

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Liaoning is one of the important domestic origin fluorite， the distribution of Fuxin Hal sets - Yixian Zang， Liaoyang Longchang - Golden State xingshutun two fluorite metallogenic belt， it has been found with a mid to large deposit 7， sized ore deposits and （of） more than 50 points. The author of Liaoning fluorite mineralization and stratigraphic features， intrusive rocks， tectonic and other ore-controlling conditions and metallogenic analysis to investigate the relationship between mineralization regularity； that the fluorite mineralization type to low temperature magmatic hydrothermal filling and replacement， Wai the main types of rock silicate rocks and carbonate rocks； fluorite mineralization period of Yanshan， Indosinian and Variscan and Yanshan of the main； fluorite ore bodies are hosted by more granite rock mass fracture or fault with the contact position of the belt and the outer wall rock. Based on geological characteristics and metallogenic regularity fluorite deposits， combined structure， rock and rock， and other geophysical and geochemical prospecting signs，delineation of mineralization prospect area， the next step fluorite exploration and prospecting work carried out an important reference and significance.

Keywords: fluorite，metallogenic conditions，metallogenic regularity，prospecting indicators，prospecting direction

中圖分類號：P619.215

文獻標識碼：A

文章編號：1006-5296（2016）02-0085-08

基金項目：①本文得到中國地質調查局地質調查子項目“遼寧省蓋州—大石橋地區(qū)礦產地質調查（12120113058900）”的資助。

* 作者簡介：梁帥（1986～），男，主要從事區(qū)域地質礦產調查與研究工作，工程師

收稿日期：2016-01-22；改回日期：2016-02-01

DISCUSSION FLUORITE METALLOGENIC CONDITIONS AND METALLOGENIC REGULARITY OF LIAONING PROVINCE

Liang Shuai
Geology and Mineral Resources Survey Institute of Liaoning Province， Shenyang，110000

Abstract