黃傳計，趙 偉，陳少偉，張志娜，周小剛，劉天可

(1.河南省有色金屬礦產(chǎn)探測工程技術(shù)研究中心，河南 鄭州 450016；2.河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第五地質(zhì)大隊，河南 鄭州 450016)

螢石又稱氟石，工業(yè)上是氟的主要來源[1-4]，廣泛應用于制冷、光學、電子、新能源、新材料、冶金、建材、化工、醫(yī)藥、原子能工業(yè)、農(nóng)藥等新興、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)[5-8]。由于其不可再生的稀缺性，行業(yè)內(nèi)稱螢石為“第二稀土”，世界上很多發(fā)達國家將其作為戰(zhàn)略物資進行儲備[9-11]。我國也將螢石列入國家戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源[12]。因此開展螢石礦找礦及成礦規(guī)律的研究，具有重要的現(xiàn)實及科學意義[12]。

近幾年，河南省加大了螢石找礦的資金投入，并取得了一批有影響的找礦成果，如欒川縣馬丟螢石礦(查明螢石資源量463.3萬t)、楊山螢石礦(158.07萬t)、嵩縣陳樓螢石礦(278.46萬t)等。本單位近幾年相續(xù)開展了泌陽—確山地區(qū)多個螢石礦研究項目，收集整理了該地區(qū)的螢石礦地質(zhì)資料，并且開展了野外調(diào)查研究工作。本文在前人研究成果的基礎上，以泌陽—確山螢石礦帶中的典型礦床為例，總結(jié)螢石礦成礦特征，并探討了螢石礦的找礦方向。

1 成礦地質(zhì)背景

研究區(qū)位于華北地臺與秦嶺褶皺帶的接合部位[13-14]，區(qū)域上以羊冊—明港斷裂為界，以北地層歸屬于華北地臺南緣區(qū)，以南地層歸屬于北秦嶺構(gòu)造區(qū)。區(qū)域上構(gòu)造方向以北西、北東方向為主，構(gòu)造類型以壓性為主。區(qū)域內(nèi)斷裂主要有油房莊韌性剪切帶(羊冊—明港大斷裂)、小董莊韌性剪切帶等，螢石礦大部分與北西向、北東向斷裂關系密切。構(gòu)造形式復雜多樣，為螢石礦產(chǎn)的形成，成礦物質(zhì)的遷移、聚集創(chuàng)造了有利的空間[15]。

區(qū)域上侵入巖和火山活動強烈，巖漿活動十分頻繁，其中燕山晚期侵入巖分布最廣，規(guī)模較大，與螢石礦成礦關系最為密切[16]。代表性巖體有銅山巖體和天目山巖體，巖體內(nèi)構(gòu)造中及沿巖體的接觸帶普遍有螢石礦化，是尋找熱液充填型螢石礦的最佳部位。

研究區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)水系沉積物氟異常4處(表1、圖1)，氟的高含量帶呈北西向展布，自祖師頂—銅山巖體—天目山巖體一帶，自西北向東南氟含量逐漸增高，區(qū)內(nèi)的氟異常大多發(fā)育在此帶的東南端，即銅山巖體、天目山巖體及其周圍附近，并且異常區(qū)多與已知的螢石礦點相吻合。研究區(qū)內(nèi)各時代地層中氟含量差別較大，其高含量賦存于元古界欒川群銀洞溝組和二郎坪群劉莊組中，其K值分別為1.51和1.61，氟含量沿銀洞溝組和劉莊組地層出現(xiàn)高背景，且在高背景上形成較多形態(tài)規(guī)整、強度高、規(guī)模大的異常，這些異常反映了尖山、天目山等地的已知螢石礦床，其余各時代地層中氟的平均含量低于區(qū)域平均含量。天目山巖體中F元素平均含量8 102×10-6，在構(gòu)造交匯復合部位形成復雜異常元素組合，是尋找螢石礦及貴金屬、稀有、多金屬礦產(chǎn)的有利區(qū)域。

表1 研究區(qū)氟異常登記表

2 典型礦床特征

區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)螢石礦床(點)50余處，其中，大型礦床1處(尖山)，中型礦床7處(大寺溝、馮剛、毛家棚、后李河—焦莊、亂馬山、周莊、尚樓)，小型礦床19處，礦點20余處(圖1)。研究區(qū)內(nèi)螢石礦主要分布于信陽尖山、確山天目山周莊、泌陽銅山、泌陽馬谷田等地。本文以信陽尖山螢石礦、確山毛家棚螢石礦為例介紹螢石成礦地質(zhì)特征。

圖1 泌陽—確山螢石礦帶地質(zhì)簡圖

2.1 信陽尖山螢石礦

2.1.1 礦區(qū)地質(zhì)特征

信陽尖山螢石礦床位于泌陽—確山螢石礦帶東南段，螢石礦體賦存于天目山花崗巖體內(nèi)及接觸帶中，礦床處于氟異常F-4濃集中心。

礦區(qū)內(nèi)出露地層有中元古界毛集巖群回龍寺巖組(Pt2h)，新元古界欒川群魚庫組(Pt3y)和新生代第四系(Q)。礦區(qū)構(gòu)造斷裂活動強烈，石英脈或螢石脈均沿斷層充填。斷層是螢石礦床生成的重要控制因素，均屬高角度斜滑正斷層，滑動方向為南東或北西，與走向之夾角通常在60°以上；成組成群出現(xiàn)時，構(gòu)成階梯狀的斷塊及地壘、地墊等多種形式的構(gòu)造。礦區(qū)巖漿巖發(fā)育，巖漿活動主要為燕山期天目山序列花崗巖及脈巖。天目山花崗巖體大面積分布于礦區(qū)中西部和東北部，與地層侵入接觸線大體沿320°～340°方向展布，為燕山晚期花崗巖序列，該期是區(qū)內(nèi)螢石礦的主要成礦期。

2.1.2 礦體特征

礦區(qū)螢石礦脈已知長度在100m以上的共42條(圖2)，其中規(guī)模較大的共有18條。螢石礦體賦存于天目山花崗巖體內(nèi)及接觸帶中，其產(chǎn)狀、形態(tài)、規(guī)模及空間分布均受斷層嚴格控制，各礦體沿走向呈波狀、脈狀延伸，沿傾斜呈穩(wěn)定脈狀或扁豆狀延深(圖3)，主要礦脈特征見表2。

表2 信陽尖山螢石礦區(qū)主要礦脈特征表

圖2 信陽尖山螢石礦區(qū)地質(zhì)簡要圖

圖3 尖山螢石礦區(qū)部分勘探線剖面簡圖

2.1.3 礦石特征

礦區(qū)主要礦石類型為螢石—石英型、石英—螢石型。礦石礦物為螢石，脈石礦物主要為石英，偶有石髓，在深部有時出現(xiàn)方解石。礦石結(jié)構(gòu)主要為壓碎結(jié)構(gòu)、半自形—他形晶粒結(jié)構(gòu)，次為似文象結(jié)構(gòu)，偶爾有膠體結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造以塊狀、角礫狀構(gòu)造為主，浸染狀、網(wǎng)格狀構(gòu)造次之。礦石化學成分簡單，主要為CaF2和SiO2，二者含量互為消長，總含量一般達90%以上。其他組分，如S、P、Pb、Zn等總含量隨CaF2含量增高而減少。礦床頂、底板圍巖均受強烈蝕變，花崗巖主要受到硅化絹云母化，次為高嶺土化等，角閃片巖主要受到硅化、綠泥石化。

2.1.4 控礦因素

(1)構(gòu)造控制：礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀、空間分布嚴格受斷裂控制，斷裂可作為連接礦體的控制標志。

(2)接觸帶控制：局部礦體上部賦存于花崗巖與基性巖(角閃巖)接觸帶上，接觸帶可作礦體上部控制標志。

(3)巖性控制：礦體分布于碎裂巖中，碎裂巖是對比連接礦體依據(jù)。

2.2 確山毛家棚螢石礦

2.2.1 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)位于銅山巖體東側(cè)，處于氟異常F-2北側(cè)。礦區(qū)出露地層主要為早古生界二郎坪群劉莊組和第四系(圖4)。劉莊組主要巖性為黑云斜長片麻巖、黑云二長片麻巖，夾二云鉀長片麻巖及少量片狀薄層石英巖，混合巖化強烈。

圖4 確山毛家棚螢石礦區(qū)地質(zhì)簡圖

礦區(qū)內(nèi)主要發(fā)育有北東向(F1)和北西向(F3和F4)兩個方向斷裂。北東向斷裂與螢石礦關系較為密切，出露于銅山花崗巖體北緣，多呈張性。礦區(qū)巖漿活動強烈，出露的燕山期銅山花崗巖體分布廣泛，與螢石礦成礦關系密切。

2.2.2 礦體特征

該區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)三條螢石礦脈，圈定了四個礦體，均賦存于燕山晚期銅山巖體與下古生界二郎坪群劉莊組接觸帶附近的斷裂破碎帶中，受F1斷裂控制。

Ⅰ號礦體長528m，傾向延伸145m，賦存標高125.9～278.1m。礦體呈脈狀，產(chǎn)狀205°～243°∠72°～83°。礦體平均厚 3.17m；礦石品位CaF220.44%～67.32%，平均40.70%。礦體頂?shù)装寰鶠闃?gòu)造角礫巖，間接頂板為花崗巖，間接底板為黑云斜長角閃片麻巖、花崗巖。其他礦體特征見表3。

表3 確山毛家棚螢石礦區(qū)礦體特征表

2.2.3 礦石特征

該區(qū)礦石主要類型有石英—螢石型(CaF230%～65%)、螢石—石英型(CaF220%～30%)、硫化物—螢石型礦石。礦石礦物成分以螢石為主，CaF2含量20%～74.33%，其他礦物成分為石英、斜長石、角閃石、絹云母和硫化物等。礦石以粗粒結(jié)構(gòu)為主，一般呈10mm左右的立方體或八面體，偶見顆粒狀或膠狀，膠狀多分布于礦體的邊緣。礦石構(gòu)造以塊狀、條帶狀、角礫狀構(gòu)造為主。礦體頂、底板為構(gòu)造角礫巖，間接頂?shù)装宸謩e為花崗巖和黑云斜長角閃片麻巖，與礦體界線較清楚。

礦體頂、底板分別為花崗巖和黑云斜長角閃片麻巖，頂、底板與礦體界線較清楚。礦體為構(gòu)造控制，圍巖蝕變主要為高嶺土化、硅化。螢石多呈紫色、綠色、黃色等鮮艷色澤，為良好的找礦標志。

3 成礦規(guī)律

3.1 成礦規(guī)律

(1)大地構(gòu)造單元與成礦：研究區(qū)位于華北地臺與秦嶺褶皺帶的接合部位，區(qū)域經(jīng)歷了多期次構(gòu)造運動，地質(zhì)構(gòu)造變形強烈，復雜多樣的構(gòu)造環(huán)境為各類成礦物質(zhì)的遷移、聚集創(chuàng)造了有利的空間。河南省螢石礦絕大多數(shù)分布在華北地臺與秦嶺褶皺帶的接合部位，螢石礦受大地構(gòu)造控制作用十分明顯。

(2)地層與成礦關系：研究區(qū)地層與螢石礦成礦較為密切。區(qū)內(nèi)螢石礦的賦礦地層主要包括中元古界毛集巖群回龍寺巖組、新元古界欒川群煤窯溝組、下古生界二郎坪群劉莊組等地層。螢石礦雖對地層未有明顯的選擇性，但與地層中的碳酸鹽巖關系密切，尤其以煤窯溝組中的螢石礦分布較多，多呈順層狀產(chǎn)出在大理巖中(如寺溝螢石礦、趙溝螢石礦等)。

(3)斷裂構(gòu)造的控礦作用：研究區(qū)螢石礦床(點)呈帶狀展布，位于盆莊斷裂和油房莊韌性剪切帶兩側(cè)，主要受北東東向及北東向斷裂控制，具有一定方向性。螢石礦床(點)的出現(xiàn)常具有一定的間距。早期的斷裂為成礦熱液提供了通道，晚期的斷裂破碎帶及次一級斷裂則為成礦熱液的賦存提供了空間。因此，斷裂對螢石礦成礦起到非常重要的作用。

(4)巖漿巖與控礦作用：巖漿活動對區(qū)內(nèi)螢石礦的成礦作用尤為重要。銅山和天目山花崗巖體是由本身具有富含揮發(fā)組分的偏堿性巖石組成。巖漿期后含氟礦液常沿著巖體邊緣，內(nèi)外接觸帶附近的張性、張扭性斷裂破碎帶充填而形成螢石礦體及礦化，既是成礦母巖，又是成礦圍巖(如銅山螢石礦、尖山螢石礦、拉車嶺螢石礦等)。巖漿活動為螢石成礦提供了成礦物質(zhì)和能量來源。

3.2 礦床成因探討

區(qū)內(nèi)燕山期花崗巖侵入活動極為強烈，花崗巖的副礦物中有氟磷灰石，一般氟含量在0.23%～0.47%，局部高達4%，巖漿期后的熱水溶液是螢石礦床的成礦溶液。鈣則來源于圍巖的大理巖、角閃巖中。礦區(qū)巖石由于受到加里東構(gòu)造運動和燕山期花崗巖侵入，產(chǎn)生一系列斷裂，花崗巖后期含氟熱液沿斷裂運移，并與含鈣地下水混合。由于熱液的溫度、壓力、成分的改變，圍巖巖性變化，導致熱液化學性質(zhì)改變而發(fā)生沉淀，形成螢石礦。礦床以石英—螢石脈的形式充填在裂隙和斷裂破碎帶中，屬裂隙充填型。礦物共生組合、礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造以及圍巖蝕變具有中—低溫熱液礦床的特點。

4 找礦方向探討

(1)根據(jù)正在開采的螢石礦山野外調(diào)查，發(fā)現(xiàn)螢石礦體沿傾向延伸趨勢明顯。本區(qū)螢石礦以往勘查深度不大于100m，深部還有良好的探礦空間，深部找礦潛力巨大。

(2)銅山和天目山巖體周邊已發(fā)現(xiàn)了拉車嶺螢石礦、毛家棚螢石、周莊螢石礦等礦床點；巖體內(nèi)外接觸帶發(fā)育有大量次級斷裂，并且聚集了充足的熱液物質(zhì)，該區(qū)為1:20萬水系沉積物氟、鈣元素高背景、高異常值區(qū)，螢石礦找礦條件十分有利。

(3)在野外調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)，區(qū)內(nèi)屬于低山丘陵區(qū)，第四系覆蓋較強，區(qū)內(nèi)部分含礦構(gòu)造沿走向延伸有數(shù)公里，由于沿含礦構(gòu)造在淺覆蓋區(qū)的工作程度較低，未發(fā)現(xiàn)螢石礦，該區(qū)也是今后有利的找礦地段。

(4)研究區(qū)有較多螢石民采點和廢棄螢石老硐發(fā)現(xiàn)了螢石礦露頭，也是很好的找礦地段。

5 結(jié)論

(1)泌陽—確山螢石礦帶是河南省重要的螢石成礦區(qū)帶，螢石礦嚴格受構(gòu)造控制，早期的斷裂為礦液提供了通道，晚期的斷裂破碎帶及次一級斷裂則為“多成因、多階段”礦液的賦存 提供了空間，后期的構(gòu)造活動和巖漿侵入對螢石礦床的礦石品位和礦體的連續(xù)性也有較大的影響。

(2)研究區(qū)已發(fā)現(xiàn)螢石礦床點50余處，其中大中型螢石礦床主要分布于羊冊—明港斷裂帶兩側(cè)及銅山巖體、天目山巖體周邊，表明構(gòu)造和巖漿對螢石礦的重要作用。研究區(qū)螢石礦床類型主要為巖漿期后的中—低溫熱液充填脈狀螢石礦床。

(3)研究區(qū)螢石小礦點比較多，大多為私營企業(yè)小規(guī)模開采，以往螢石礦勘查程度不高，勘查不系統(tǒng)。整體找礦空間仍然較大，預測區(qū)內(nèi)具有良好的螢石礦找礦前景。