楊 森， 黃傳計(jì)， 趙 偉

(1.河南省有色金屬礦產(chǎn)探測工程技術(shù)研究中心，鄭州 450016；2.河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第一地質(zhì)大隊(duì)，鄭州 450016； 3.河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第五地質(zhì)大隊(duì)，鄭州 450016)

0 引言

螢石作為我國重要的戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源，資源優(yōu)勢明顯。我國螢石儲量已連續(xù)多年居全球第二，產(chǎn)出與消費(fèi)量居全球首位[1-2]。2018年，我國螢石進(jìn)口量首次超過出口量[3]。螢石是工業(yè)上氟元素的主要來源，是重要的非金屬礦物原料之一[4-6]。隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，螢石礦產(chǎn)資源消費(fèi)與需求量不斷攀升，螢石礦產(chǎn)資源日益受到重視[7]。近十幾年來，河南省對螢石礦的勘查工作非常重視[8]，將螢石礦作為重要的勘查礦種之一，但是螢石礦找礦難度越來越大。通過對信陽尖山螢石礦區(qū)的勘查經(jīng)歷以及礦區(qū)地質(zhì)特征和礦床成因進(jìn)行分析和總結(jié)，對附近其他相同類型的螢石礦區(qū)的找礦工作具有重要借鑒意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

河南信陽尖山螢石礦床位于河南信陽、桐柏、確山三縣交界處,屬大型螢石礦床。礦床所處大地構(gòu)造位置為秦嶺東西構(gòu)造帶東端邊緣,毛集破碎北側(cè)[9-11]。本區(qū)大地構(gòu)造位置橫跨華北板塊南緣和秦嶺造山帶東段，以羊冊—明港斷裂為界，北部為華北板塊，南部為北秦嶺造山帶(圖1)[12-13]。

區(qū)域內(nèi)地層主要為古—中元古界結(jié)晶片巖系，呈北西—南東向分布，主要地層有中元古界毛集巖群、新元古界欒川群、下古生界二郎坪巖群及新生界第四系。區(qū)域內(nèi)巖漿巖活動強(qiáng)烈，在多個(gè)地質(zhì)時(shí)期均有較強(qiáng)烈的巖漿活動，且種類繁多，超基性巖、基性巖、中性巖、酸性巖、堿性巖皆有出露；脈巖種類繁多，主要有花崗細(xì)晶巖、花崗正長斑巖、石英脈及螢石脈等，穿入花崗巖及變質(zhì)巖系中[14-16]。巖漿活動期次多、延續(xù)時(shí)間長、 規(guī)模大， 為本區(qū)內(nèi)生礦產(chǎn)的形成提供了物質(zhì)來源和熱動力。規(guī)模較大且與螢石礦化關(guān)系較緊密的巖體有位于北東部的燕山期天目山花崗巖體。

1.新生界；2～5.南秦嶺褶皺帶；2.泥盆系南灣組；3.新元古界肖家廟巖組；4.中元古界龜山組；5.元古界桐柏山片麻雜巖；6～10北秦嶺褶皺帶：6.上古生界蔡家凹巖組；7.下古生界二郎坪巖群；8.上古生界歪頭山巖組；9.中元古界毛集群；10.古元古界秦嶺巖；11～12 華北地臺南緣褶皺帶；11.新元古界欒川群；12.中元古界汝陽群；13.白堊紀(jì)天目山超單元花崗巖；14.白堊紀(jì)梁灣花崗巖；15.白堊紀(jì)老灣花崗巖；16.燕山期晚期花崗巖；17.燕山期早期花崗巖；18.加里東期花崗巖；19.加里東期花崗閃長巖；20.加里東期閃長巖；21.晚白堊世石英正長巖；22.正長石英斑巖脈；23.正斷層；24.木家埡-固廟斷裂；25.西官莊-松扒斷裂；26.朱陽關(guān)-大河斷裂；27.欒川-明港斷裂圖1 桐柏—天目山一帶地質(zhì)略圖

區(qū)域內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜，區(qū)域構(gòu)造線總體呈北西-南東向展布，主要表現(xiàn)為以羊(冊)-明(港)斷裂為代表的多條走向290°～320°的深大斷裂的分布，各地層單元以它們?yōu)榻缦嗷テ促N在一起。斷裂活動十分強(qiáng)烈，斷層特別發(fā)育于花崗巖體中，主要為高角度斜滑正斷層，按其走向可分為近南北向、近東西向、北東—南西向和北西—南東向四組，一般長達(dá)1～5km。在區(qū)域中部為老虎洞-五里坡斷裂帶，西南部為毛集破碎帶。褶皺在一定的程度上控制著花崗巖的分布(天目山花崗巖)，斷裂(毛集破碎帶)對閃長巖及花崗巖的分布也有很大影響而對螢石礦脈分布的控制作用尤為顯著。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地質(zhì)概況

礦區(qū)礦脈分布較廣，區(qū)內(nèi)分為老虎洞、五里坡及尚樓三個(gè)區(qū)段(圖2)。

1)地層。區(qū)內(nèi)地層出露簡單，僅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)和新生界第四系(Q)。主要為角閃片巖、石英云母片巖、夾薄層石英巖和大理巖，呈條帶狀沿北西—南東向分布于平緩地區(qū)及花崗巖體之邊緣部位，第四系殘—坡積物與沖積物多分布在山麓、東部洼地及河谷中。

3)構(gòu)造。區(qū)構(gòu)造以斷裂活動最強(qiáng)烈，均屬高角度斜滑正斷層。按走向以北東東與北西西方向分布者規(guī)模較大，最長達(dá)4km以上。南北向斷層規(guī)模小，一般長百米至數(shù)百米。石英脈或螢石脈均沿?cái)鄬映涮睿?說明斷裂是成礦的重要控制因素。成礦后構(gòu)造活動多為繼承性斷層錯(cuò)動。除表現(xiàn)巖礦脈之走向、傾斜將礦體錯(cuò)動，形成小范圍之無礦地段外，普遍反映在礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造的破壞上。

1.第四系；2.欒川群魚庫組；3.毛集巖群回龍寺組；4.偉晶巖化花崗巖；5.燕山期晚期第三次似斑狀花崗巖；6.燕山期晚期第二次中細(xì)?；◢弾r7.大理巖；8.礦脈；9.五里坡礦段礦脈編號；10.尚樓礦段礦脈編號；11.老虎洞礦段礦脈編號；12.礦區(qū)范圍圖2 信陽尖山螢石礦區(qū)地質(zhì)簡要圖

礦區(qū)斷層分為成礦前和成礦同時(shí)的斷層、成礦后斷層。其中成礦前和成礦同時(shí)斷層表現(xiàn)極為強(qiáng)烈，是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?yàn)槟蠔|或北西，與走向之夾角通常在60°以上；成組成群出現(xiàn)時(shí)，構(gòu)成階梯狀的斷塊及地壘、地墊等多種形式的構(gòu)造。成礦后的斷層，有北北東、北東東和北西西向三組，第一組常平移錯(cuò)動礦脈，但規(guī)模小，出現(xiàn)也不普遍，因此，各主要礦脈仍保持得比較完整；后兩組使礦脈沿走向拉動或上下位移，斷面、斷泥、細(xì)的角礫清晰可見，但其活動局限于礦脈中，規(guī)模尚不清楚。

4)化探異常特征。據(jù)1∶20萬水系沉積物測量資料顯示，在區(qū)域內(nèi)共圈定出4個(gè)氟異常(800×10-6作為氟的異常下限)(表1)，其中本區(qū)正處于最大的F-4氟異常區(qū)中心，該異常面積大，強(qiáng)度高(圖3)。

表1 尖山礦區(qū)周邊氟異常統(tǒng)計(jì)

圖3 尖山礦區(qū)周邊氟化探異常分布

從表1和圖3中顯示，氟的高含量帶呈北西向延伸，氟含量具有明顯的變化梯度，即自西北向東南含量逐漸增高，尖山礦區(qū)內(nèi)的氟異常正處在此帶的東南端，即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(diǎn)相吻合。

2.2 礦體地質(zhì)特征

信陽尖山螢石礦區(qū)分五里坡、老虎洞、尚樓三個(gè)區(qū)段，礦脈分布情況見圖3。螢石礦脈已知長度在100m以上的共42條，其中規(guī)模較大的共有18條，主要集中在五里坡—小石嶺一帶、尚樓、清水塘、李家洼及羅漢山等地也有出露。礦脈均產(chǎn)于斷層中，其產(chǎn)狀、形態(tài)、規(guī)模及空間分布，均受斷層嚴(yán)格控制，礦脈走向概括為北西、北西西、北東東、近東西、近南北五個(gè)方向，大多數(shù)礦脈都不是單一走向，常有轉(zhuǎn)折性的變化。礦脈呈單體出現(xiàn)時(shí)，主要為急傾斜脈狀，成組出現(xiàn)時(shí)，或平行排列，或呈側(cè)幕狀，幾組礦脈同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，則成束狀、對角折線狀、扁豆?fàn)睿瑐?cè)羽狀、波狀或相互交錯(cuò)成網(wǎng)格狀細(xì)脈帶。礦脈形態(tài)沿走向呈脈狀、似豆莢狀及波狀彎曲，局部地方有分支、復(fù)合現(xiàn)象。礦脈中賦存之各礦體沿走向多呈波狀、脈狀延伸，沿傾斜呈穩(wěn)定脈狀或扁豆?fàn)钛由?。各礦體特征見表2。

表2 老虎洞、五里坡、尚樓區(qū)段主要礦脈產(chǎn)狀、規(guī)模統(tǒng)計(jì)

1)礦脈的形態(tài)。沿走向呈脈狀、似豆莢狀及波狀彎曲，局部地方有分支、復(fù)合現(xiàn)象。少數(shù)礦脈如五里坡、五號脈，較平直，膨脹、彎曲變化小，在花崗巖中，一般呈單脈狀產(chǎn)出，分支變化小，當(dāng)其沿走向延伸至片巖中，即成分支狀細(xì)脈。礦脈沿傾斜一般為較穩(wěn)定的礦脈，向下延深至150m左右，即分支或呈楔狀尖滅(替變?yōu)槭ⅰ⒎浇馐})(圖4)。

在小石嶺、五里坡兩地，不同方向的礦脈集中分布，相互交叉時(shí)，在平面上的分布形態(tài)呈束狀、帚狀、格子狀、樹枝狀及側(cè)幕狀等。

再者，在上一輪美對伊制裁過程中，我國國內(nèi)唯一一家能與伊朗進(jìn)行貿(mào)易結(jié)算的銀行昆侖銀行當(dāng)時(shí)采用繞開美元、用歐元和人民幣與對伊貿(mào)易公司進(jìn)行結(jié)算的方法。即便這樣，昆侖銀行仍然進(jìn)入了美國的制裁名單之列。本輪美對伊實(shí)行制裁以來，6月份，昆侖銀行對外宣布關(guān)閉歐元結(jié)算業(yè)務(wù)，9月份又宣布關(guān)閉人民幣對伊結(jié)算業(yè)務(wù)，上一輪制裁中我國唯一的對伊原油進(jìn)口結(jié)算渠道也不復(fù)存在了。在缺乏有效結(jié)算渠道的情況下，伊朗對我國石油公司的付款將面臨大問題。目前已有多家貿(mào)易企業(yè)反映，制裁以來伊方無法正常支付所欠貿(mào)易款。

2)礦體的形態(tài)。礦脈中賦存的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?fàn)钛由睢?/p>

3)礦體的規(guī)模與分布嚴(yán)格受斷裂構(gòu)造的控制。①礦體主要賦存在北東東與近東西走向的斷層中，次為北西西走向的斷層，近南北走向的斷層則多為石英脈充填。②在斷層交叉、復(fù)合及波狀彎曲較強(qiáng)烈的地段，常賦存有較大礦體，而在彎曲變化小的斷層中(如老虎洞十一號脈西段、五里坡四、五號脈)，僅有小礦體斷續(xù)分布。③斷層走向呈轉(zhuǎn)折變化時(shí)，在轉(zhuǎn)折部位的一方或兩方同時(shí)賦存有礦體，如果兩個(gè)方向的礦體連接時(shí)，則形成一個(gè)大礦體，如老虎洞一、二、十一號脈，五里坡一號脈三號脈及二、十二號脈，十分明顯。④所有礦體均分布在花崗巖體表層部位，埋藏垂深一般為100～150m，最大為250m。礦體的分布標(biāo)高隨花崗巖體的起伏而變化，花崗巖表面標(biāo)高低的地段(如片巖覆蓋區(qū))，礦體埋藏標(biāo)高也較低，如老虎洞一號脈東段、五號脈、十一號脈東段及五里坡一號脈東段，十分明顯。⑤分布十分密集、分枝復(fù)合頻繁的斷層中的礦體，則規(guī)模小，埋藏淺，一般垂深不過40m，如五里坡二、三號脈之間的地段。

4)礦體的厚度、品位變化。①礦體的厚度變化與礦體形態(tài)緊密相關(guān)，其特點(diǎn)是：沿走向厚度的大小呈更替性變化，膨脹、狹縮相間十分明顯。膨脹的地方厚可達(dá)6.9m，狹縮時(shí)只幾厘米至一二十厘米。沿傾斜一般在垂深100m范圍內(nèi)，厚度較穩(wěn)定，向下逐漸變薄，乃至尖滅。②礦體的品位沿走向呈不規(guī)則跳躍式變化，一般品位為65%～70%，最高可達(dá)97.25%。局部則低至20%以下。沿傾斜則礦體上部品位較高且穩(wěn)定，一般富集在垂深100m內(nèi)，100m以下則石英逐漸增多，以致遞變成石英脈。③礦體的品位和厚度之間常顯示有一定正相關(guān)變化。

總之，礦體的厚度和品位變化不大，通過每條脈中最大礦體的厚度、品位變化系數(shù)的計(jì)算結(jié)果表明：礦體的厚度變化屬小—中等類型，品位變化屬極均勻—均勻類型，厚度變化稍大于品位變化。

圖4 老虎洞礦段V1、V5礦體沿傾斜的形態(tài)變化

2.3 礦石特征

區(qū)內(nèi)礦石局部受到輕微風(fēng)化，次生礦石較少見，原生礦石是最主要的自然類型。

1)礦石礦物成分。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(shí)出現(xiàn)方解石；風(fēng)化礦石中偶含少量硬錳礦及褐鐵礦。礦物組合主要為螢石-石英，或單礦物螢石，在深部有時(shí)為螢石-石英-方解石組合。

2)礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造。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。塊狀構(gòu)造螢石聚晶成致密塊狀，礦石品位高；角礫狀構(gòu)造早期螢石、石英或花崗巖破碎后形成角礫，為晚期螢石或石英膠結(jié)，角礫大小不一，通常棱角尖銳。膠結(jié)形式多為基底式及雜亂粒狀膠結(jié)式。此外，還有條帶狀、晶洞狀、孔洞狀及腎狀構(gòu)造，但非常少見。

3)礦石化學(xué)成分及富集規(guī)律。礦石化學(xué)成分簡單，通過一系列基本分析、多元素分析、組合分析和全分析，主要為CaF2和SiO2二者含量互為消長，含量和一般達(dá)90%以上。其他組分，如S、P、Pb、Zn等含量和隨CaF2含量增高而減少。通過分析，發(fā)現(xiàn)螢石富集變化規(guī)律，構(gòu)造斷裂發(fā)育的部位，是螢石富集的場所；礦脈的復(fù)合、膨脹及彎曲處，螢石富集；兩種不同的巖石中，產(chǎn)在花崗巖中的螢石較為富集。

4)礦床圍巖蝕變。礦床頂、底板圍巖均受強(qiáng)烈蝕變，蝕變范圍一般為數(shù)十厘米至幾米，蝕變種類隨圍巖巖性不同而異?；◢弾r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。

3 礦床成因及找礦標(biāo)志

3.1 礦床成因

根據(jù)礦區(qū)的地層產(chǎn)狀、巖石及巖石礦物組合特征和巖石化學(xué)特征值等，發(fā)現(xiàn)礦床成因特點(diǎn)。

1)巖漿條件。區(qū)內(nèi)燕山期晚期花崗巖漿侵入活動極為強(qiáng)烈，花崗巖的副礦物中有氟磷灰石，表明巖漿中含氟。根據(jù)現(xiàn)代有關(guān)巖漿活動與礦床成因的學(xué)說及氟的地球化學(xué)性質(zhì)，可以認(rèn)為螢石礦床的形成與燕山期晚期的酸性侵入活動有成因聯(lián)系，燕山期晚期花崗巖不僅是螢石礦床的主要圍巖，而且?guī)r漿期后的熱水溶液是螢石礦床的成礦溶液。

2)構(gòu)造條件。各螢石礦脈的產(chǎn)狀、形態(tài)、規(guī)模及空間分布均受斷層嚴(yán)格控制，且礦脈與圍巖界線清晰，在成礦過程中構(gòu)造活動持續(xù)作用，使裂隙反復(fù)地打開、擴(kuò)大，促使幾組裂隙相互貫通、匯合，不斷地給礦液提供沉淀聚集的場所，得以形成規(guī)模較大，質(zhì)量較好的螢石礦床，表明裂隙充填是成礦作用的主要形式。

3)圍巖條件。根據(jù)圍巖的物理、化學(xué)性質(zhì)不同，凝固后的花崗巖，受含礦熱液(礦液)作用發(fā)生蝕變時(shí)，斜長石中的鈣即進(jìn)入礦液中，與剩余的氟化合，從而增加了礦液中氟化鈣的含量，提高礦石的質(zhì)量，另一方面，花崗巖致密堅(jiān)硬，性脆，受構(gòu)造應(yīng)力作用后，易產(chǎn)生開闊的裂隙，為形成加大規(guī)模的礦體，創(chuàng)造了有利條件。

根據(jù)礦物共生組合、礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造以及圍巖蝕變情況，均具有中—低溫?zé)嵋旱V床的特點(diǎn)。認(rèn)為本礦區(qū)螢石礦床在成因上屬巖漿期后的中—低溫?zé)嵋撼涮蠲}狀礦床。

3.2 找礦標(biāo)志

1)礦脈露頭。由于螢石常與石英共生，而后者物理、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，性堅(jiān)硬、耐風(fēng)化，故常露出地表，或在山谷中形成陡壁，是最可靠、最明顯的找礦標(biāo)志。

2)螢石的次生機(jī)械分散暈。在礦脈附近，常有紫色與淺綠色螢石碎塊或具有網(wǎng)狀格架構(gòu)造的礦石碎塊散布，很易發(fā)現(xiàn)，是可靠的找礦標(biāo)志。

3)螢石化。從露天采礦坑揭露礦脈的情況，有的螢石礦脈近地表部分很窄，厚僅10～20cm，向下數(shù)米即迅速膨大，厚達(dá)0.7～1m，因此地表出露的螢石細(xì)脈，特別是分布較集中的螢石細(xì)脈帶，是重要的找礦標(biāo)志。

4)石英脈特別是含礦石英脈，具有重要的找礦意義。由于本區(qū)礦脈有分段富集、分段貧化或局部富集一般貧化的變化規(guī)律，所以沿石英脈的走向(與傾向)追索極有可能找到螢石。

5)蝕變圍巖。矽化(次生石英巖化)、高嶺土化及絹云母化的空間分布與螢石礦脈有密切關(guān)系，蝕變現(xiàn)象也是重要的找礦標(biāo)志。

6)地質(zhì)構(gòu)造。本礦區(qū)成礦前和成礦時(shí)的斷層較為發(fā)育，是控制礦床分布的重要因素，因此，斷層也是重要的找礦標(biāo)志。

3.3 典型礦床成礦模式

綜合信陽尖山螢石礦床特征，建立尖山螢石成礦模式(描述性)(表3)及尖山螢石礦典型礦床成礦要素表(表4)。

表4 信陽尖山螢石礦典型礦床成礦要素

4 結(jié)論

1)河南信陽尖山螢石礦床各螢石礦脈的產(chǎn)狀、形態(tài)、規(guī)模及空間分布均受斷層嚴(yán)格控制，且礦脈與圍巖界線清晰，成礦作用主要形式為裂隙充填。螢石礦主要富集在構(gòu)造斷裂發(fā)育的部位以及礦脈的復(fù)合、膨脹及彎曲處，兩種不同的巖石中，產(chǎn)在花崗巖中的螢石較為富集。

2)信陽尖山螢石礦床在成因上屬巖漿期后的中—低溫?zé)嵋撼涮蠲}狀礦床。

3)礦區(qū)地質(zhì)條件對螢石礦床的生成十分有利，礦脈分布極廣，礦石質(zhì)量優(yōu)良，加工技術(shù)條件簡單，本礦區(qū)找礦前景良好，礦區(qū)中深部及周邊仍有較大的找礦前景。