河南省嵩縣八道溝螢石礦成礦地質(zhì)特征及礦床成因研究

黃 令，楊正穩(wěn)

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)勘查院，河南 鄭州 450000）

1 區(qū)域地質(zhì)背景

該礦區(qū)屬于熊耳山變質(zhì)核雜巖及變質(zhì)火山巖群，位于馬超營斷裂帶北側(cè)，華北地臺南緣。區(qū)域內(nèi)巖石組合及構(gòu)造種類較多，主要受地形構(gòu)造運動的影響，產(chǎn)生類型多樣的巖漿巖，比如武燕山期巖漿活動。這些有利的地質(zhì)構(gòu)造條件促成了該區(qū)域礦產(chǎn)的形成。

該區(qū)域內(nèi)巖石種類繁多，巖漿活動較為頻繁。巖體類型主要有花山巖體和寨凹隱伏巖體。五丈山巖體屬于花山巖體，五丈山以南為隱伏巖體與合峪巖體在深部相連成為一體，將熊耳山分為兩個礦區(qū)：一個是中部金成礦區(qū)（以花山巖體為中心），另一個是西部銀、鉛、金成礦區(qū)（以寨凹隱伏巖體為中心）。巖漿活動提供的熱源和運移動力對該區(qū)巖層成礦起到了非常關(guān)鍵的作用。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

該礦區(qū)處在外方山斷隆的中西部位置，大莊—中胡背斜的北段，南靠華北地臺南緣。礦區(qū)出露底層為中元古界熊耳群雞蛋坪組厚層狀深灰色英安巖，第四系（Q）主要分布沿溝谷兩側(cè)及溝谷洼地。礦區(qū)為一單斜構(gòu)造，底層產(chǎn)狀傾向北東，傾角22～40°，礦區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，中部為一區(qū)域性東西向斷裂F1，在礦區(qū)出露厚度一般為5～10m，局部可達20m以上，具有明顯膨大收縮現(xiàn)象。該斷裂傾向NW345°～355°，傾角85°，是螢石礦的主要控礦構(gòu)造。在英安巖中存在著一系列層間剪切構(gòu)造帶，其方向大都由北向西或由北向東，此剪切帶經(jīng)強硅化形成長達數(shù)百千米的石英脈。礦區(qū)螢石礦主要蝕變以鉀化、硅化為主，還有綠泥石化和絹云母化。

2.1 地層分布

該礦區(qū)內(nèi)出露的地層為中元古界熊耳群雞蛋坪組，結(jié)構(gòu)比較單一，以厚層狀深灰色英安巖為主，巖石結(jié)構(gòu)多為塊狀構(gòu)造、斑狀結(jié)構(gòu)、霏細微嵌晶結(jié)構(gòu)。其中斑晶晶徑為0.3～3mm，斑晶含量約為15%～20%，以斜長石、鉀長石為主，形狀大多呈半自形板狀，其基質(zhì)成分以長石、石英為主，還有部分暗色礦物。在溝谷洼地或沿溝谷兩側(cè)分布有少量第四系（Q），主要成分為砂礫、黃土、英安巖碎石等，一般厚度不超過3m。

2.2 地質(zhì)構(gòu)造

該區(qū)受到馬超營斷裂的影響，次一級的線性構(gòu)造發(fā)育較好，礦區(qū)內(nèi)存在著多條石英脈和1條斷裂帶，為礦液的運移和存貯提供了極大的便利，創(chuàng)造了必需的儲存場所和輸送管道。

礦區(qū)內(nèi)地表出露的F1含螢石礦化構(gòu)造帶呈舒緩波狀東西向展布，是該區(qū)主要螢石礦化構(gòu)造帶，長3500m，寬5～10m，傾角85°～90°，傾向NW345°～355°。

石英脈：在安山巖或英安巖中存在著一系列層間剪切構(gòu)造帶，其方向大都由北向西或由北向東，此剪切帶經(jīng)強硅化可形成長達數(shù)百千米的石英脈。該石英脈寬2～3m，傾角22°～40°，傾向NW254°～325°，該工作區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)6條石英脈，其中輝鉬礦含量豐富，以往地質(zhì)勘探中曾發(fā)現(xiàn)6個鉬礦體。

2.3 巖漿巖

該區(qū)北部和南部有少量燕山期正長巖和正長斑巖出露。工作區(qū)幾公里范圍有規(guī)模較大的燕山期合峪花崗巖體出露。該區(qū)域主要受地形構(gòu)造運動的影響，產(chǎn)生類型多樣的巖漿巖。巖漿巖活動提供的熱動力條件、熱液來源和部分物質(zhì)等有利的地質(zhì)構(gòu)造條件促成了該區(qū)域螢石礦床及鉬礦床的形成。

2.4 圍巖蝕變

該礦區(qū)礦化蝕變帶的分布以斷裂構(gòu)造帶為核心呈脈狀分布。蝕變類型主要包括鉀化蝕變、硅化蝕變、絹云母化和綠泥石化等。構(gòu)造帶的厚度及與礦體的距離決定著圍巖蝕變的強度和規(guī)模。礦體越厚，距礦體越近，圍巖蝕變越強，反之亦然。

3 礦體特征

螢石礦：區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)了1條含螢石構(gòu)造帶，該構(gòu)造帶上圈定了兩個螢石礦體，編號分別為Ⅰ號螢石礦體和Ⅱ號螢石礦體。

Ⅰ號螢石礦體呈脈狀，沿走向長約800m，沿傾向延伸200m，傾角85°～90°，傾向NW345°～355°；厚度為2～13.6m，平均厚度10.49m，厚度變化系數(shù)為0.73；賦存標高為315～550m，礦體平均品位為41.4%，礦體工程平均CaF2品位為30.89%～57.63%，品位變化系數(shù)為0.49%。

Ⅱ號螢石礦呈透鏡狀，控制長度約130m，延深約60m，產(chǎn)狀與Ⅰ號一致；賦存標高為440～555m，厚度為3m；礦體工程平均CaF2品位為30.62%～32.08%，礦體平均品位為31.35%。

4 礦石質(zhì)量及礦石特征

礦石構(gòu)造主要為致密塊狀構(gòu)造，由螢石及石英等不完整結(jié)晶體緊密堆積而成，另有少量準致密狀構(gòu)造、斑雜狀構(gòu)造、條帶斑雜狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、碎裂構(gòu)造。礦石結(jié)構(gòu)主要為自形-半自形中細粒結(jié)構(gòu)，還有環(huán)帶狀結(jié)構(gòu)、熔蝕狀結(jié)構(gòu)、它形不等粒結(jié)構(gòu)等。

礦區(qū)螢石的硬度約為4，比重為3.06t/m3，玻璃光澤，主要有灰白色、淺綠色、淺紫色以及無色淺透明/半透明等。

礦石礦物成分較為簡單，主要為螢石，含量為30.89%～57.63%，其次為石英、鉀長石、高嶺土等。礦石多呈淺紫色、淺綠色，玻璃光澤，性脆，品質(zhì)一般。

礦石化學(xué)成分主要為CaF2、SiO2、Fe2O3、P、S等。主要螢石礦體礦石中CaF2含量為30.89%～57.63%，礦體平均品位為41.40%；SiO2含量占比為43.04%～65.19%，礦體平均品位為54.12%；Fe2O3含量占比為0.03%～0.05%，礦體平均品位為0.04%；P含量占比為0.01%～0.02%，礦體平均品位為0.02%；S含量占比為0.09%～0.12%，礦體平均品位為0.11%

礦體圍巖包含不同種類的蝕變巖石，螢石細脈雖然穿插其中，但與其他礦體界線分明。

（1）礦體上盤圍巖的主要成分是絹云母高嶺石化英安巖和少量硅化蝕變英安巖。絹云母、高嶺石化英安巖厚度為0.55～24.28m，硅化蝕變英安巖厚度為0.26～2.71m。

（2）礦體下盤圍巖主要成分為硅化英安巖，還有少量絹云母和高嶺石化英安巖。硅化英安巖平均厚1.31m，蝕變英安巖平均厚7.63m。

該礦區(qū)從宏觀上看礦化連續(xù)性較好，很少有礦體內(nèi)夾石的情況出現(xiàn)，但是存在局部礦體膨脹收縮的特性。在穿脈坑道發(fā)現(xiàn)有斷續(xù)產(chǎn)出團塊狀和條帶狀的不規(guī)則螢石礦體，蝕變英安巖在礦帶中所占比例出現(xiàn)明顯增多的情況。在一些地表探礦工程中，也發(fā)現(xiàn)石英脈內(nèi)有鉬礦化，分布在石英裂隙面中，多呈薄膜狀、細脈狀、侵染狀產(chǎn)出。該區(qū)域鉬礦化沿走向及傾向一般伴隨石英脈產(chǎn)出。除鉬礦化，該區(qū)未發(fā)現(xiàn)其他有益共、伴生礦產(chǎn)。

5 礦床規(guī)模

經(jīng)此次核查，全區(qū)共控制1個螢石礦帶，螢石工業(yè)礦體2個。截至2019年12月31日，礦區(qū)共估算螢石工業(yè)礦資源儲量（332）+（333）礦石量148.62萬t，CaF2礦物量59.84萬t，平均品位為40.26%，均為保有儲量，其規(guī)模達到中型礦床規(guī)模。

6 礦床形成

6.1 成礦條件

（1）地層。該區(qū)域主要地層是以英安巖、安山巖、流紋巖為主的巖漿巖，巖性致密，性脆，較易形成寬大構(gòu)造破碎帶，為構(gòu)造的形成提供了有利條件。

（2）成礦物質(zhì)來源。礦區(qū)附近存在大面積的燕山期花崗巖，顯示F元素很可能來自巖漿后期揮發(fā)出的汽水熱液；區(qū)域范圍內(nèi)廣泛分布有熊耳群及碳酸鹽巖石，是Ca元素的主要來源，Ca元素通過地下水和巖漿熱液沿構(gòu)造帶循環(huán)淋濾而轉(zhuǎn)移到熱液中去，從而形成了富含成礦物質(zhì)的含礦熱液，在合適的構(gòu)造空間充填，為成礦提供了豐富的元素條件。

（3）構(gòu)造。該區(qū)螢石礦體附存于F1斷裂帶中，礦體厚度、產(chǎn)狀等形態(tài)與構(gòu)造帶嚴格一致，具有典型的構(gòu)造控礦特征。F1斷裂帶為張性斷裂，為后期礦液的充填、冷卻、富集提供了有利的容礦空間。

6.2 成礦過程

該區(qū)域燕山期巖漿侵入活動強烈，形成了大量富含F(xiàn)元素的汽水熱液揮發(fā)組分流體，并在運移、充填的過程中與圍巖、碳酸鹽中的Ca元素混合、熔融，在復(fù)雜的物理、化學(xué)條件下形成CaF2礦液。

斷裂構(gòu)造帶形成的前期，受構(gòu)造活動擠壓，深切入礦液處，少部分礦液沿破碎帶上升，隨著周圍環(huán)境溫度的降低而逐步冷卻，形成了第一階段的少量的小規(guī)模礦體。然后構(gòu)造活動繼續(xù)加強，將第一階段形成的礦體揉碎并重新凝結(jié)，形成了大量膠結(jié)狀螢石礦體，后期構(gòu)造活動繼續(xù)加強并轉(zhuǎn)為張性，容礦空間進一步加大，匯集大量的成礦物質(zhì)形成第二階段螢石工業(yè)礦體，其中主要含量為塊狀螢石、膠結(jié)狀螢石。最終構(gòu)造活動減弱，少量礦液在斷裂構(gòu)造的裂隙中充填，形成后期的細脈狀、網(wǎng)脈狀螢石脈體。

通過查閱之前的成礦溫度測試資料發(fā)現(xiàn)，礦區(qū)螢石礦床屬于中低溫巖漿熱液充填型礦床，其形成溫度約為240～113℃。

6.3 找礦標志

（1）細脈狀螢石礦化、風(fēng)化螢石砂礫及圍巖強烈硅化的構(gòu)造帶是最直接的找礦標志特征。

（2）伴隨強硅化、高嶺石化、螢石礦化的次一級斷裂破碎帶是尋找該類礦床的重要方向。

7 結(jié)束語

該區(qū)域位于馬超營斷裂北側(cè)，次級構(gòu)造極為發(fā)育。燕山期花崗巖為成礦元素富集提供了動力，斷裂構(gòu)造為礦石富集提供了容礦空間，故該區(qū)域螢石找礦潛力巨大。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域因多期次的巖漿活動及構(gòu)造活動，除螢石礦，還發(fā)育有石英脈型鉬礦床及地?zé)豳Y源，為以后的勘查工作指明了方向。