河南新縣朱店螢石礦成礦特征及找礦方向

孫春霞，贠鵬超，張素超，陳曉明

(河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局 第七地質(zhì)大隊，河南 鄭州 450016)

朱店螢石礦床大地構(gòu)造位置位于秦嶺褶皺系之桐柏—大別山褶皺帶的東段，該帶是由多個形成于不同時代、不同構(gòu)造環(huán)境，有著各自的建造特征和變形變質(zhì)演化序列的構(gòu)造地層地體，經(jīng)受多次聚合后拼貼并焊結(jié)為一體的復(fù)雜構(gòu)造帶，是在多期碰撞造山地球動力與背景下形成的。構(gòu)造型式復(fù)雜多樣，為各類礦產(chǎn)的形成、成礦物質(zhì)的遷移、聚集創(chuàng)造了有利空間，為多種礦床成因類型[1]和多種富集成礦創(chuàng)造了有利的物質(zhì)前提和條件。成礦區(qū)帶屬濱太平洋成礦域秦嶺—大別成礦省的鄂東北螢石礦成礦帶[2-3]。

1 礦區(qū)的地質(zhì)特征

1.1 地層

區(qū)內(nèi)出露有太古宇大別巖群變質(zhì)表殼巖(msr)、中新元古界滸灣巖組(Pt2+3h)、震旦系—奧陶系下統(tǒng)肖家廟巖組(Z-O1x)和第四系更新統(tǒng)洪沖積相(Qp3apl)。其中變質(zhì)表殼巖主要巖石類型為黑云母鉀長片麻巖、白云母斜長片麻巖、斜長角閃巖等；中新元古界滸灣巖組主要巖性白云二長片麻巖。灰色、灰白色，鱗片變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造；震旦系—奧陶系下統(tǒng)肖家廟巖組主要巖性為綠簾角閃片巖；第四系(Qp3apl)主要為河床沖積物和洪積物，為黃土、亞砂土等。

1.2 構(gòu)造

白洼韌性剪切帶位于礦區(qū)中部，內(nèi)長約7 km，北側(cè)為滸灣變質(zhì)塊體，南側(cè)為大別變質(zhì)巖塊。總體走向北西—南東，沿帶發(fā)育的構(gòu)造巖呈寬度不等的帶狀，寬度30～800 m。剪切帶中糜棱面理總體向北東緩傾，傾角20(°)～40(°)。主要由一套長英質(zhì)變晶糜棱巖、云英質(zhì)構(gòu)造片巖組成，變形時間為印支期—燕山早期。

八里畈韌性剪切帶位于礦區(qū)東北部，區(qū)內(nèi)長約4.4 km，為滸灣變形帶與南秦嶺變形帶之間的分界線，為一套寬75～925 m的長英質(zhì)糜棱巖、云英質(zhì)構(gòu)造片巖、花崗質(zhì)糜棱巖帶，剪切帶內(nèi)強變形帶與弱變形巖塊組成露頭尺度的網(wǎng)結(jié)狀剪切系統(tǒng)。剪切帶總體傾向北北東10(°)～30(°)，傾角45(°)～70(°)。該剪切帶至少經(jīng)歷了兩次韌性剪切變形改造。前一次可能相當(dāng)于碰撞拼合時間(即加里東期)，與其內(nèi)榴輝巖年齡相近；后一次代表了海西—印支期的一次伸展拆離構(gòu)造事件。

F1斷裂位于礦區(qū)中部，呈北西向展布，長約2 km，寬2～5 m。斷裂切割晚古生代四面山含榴混合花崗巖與田鋪序列第四單元鉀長花崗質(zhì)片麻巖(見圖1)，產(chǎn)狀220(°)∠68(°)。局部見石英脈充填其中，石英脈破碎，巖石具褐鐵礦化、硅化，斷面清晰。

圖1 朱店工作區(qū)斷層局部特征

1.3 巖漿巖

巖漿活動頻繁，根椐巖漿巖形成時代，分為元古代—古生代侵入體和白堊紀(jì)早世侵入體。其中元古代—古生代侵入體包括田鋪序列花崗質(zhì)片麻巖第四單元(Pt3T4ξγ)、魏大山巖漿巖帶(Pt3φl、Pt3ν)、四面山含榴混合花崗巖(Pz2γ)；白堊紀(jì)早世侵入體有燒香尖二長花崗巖(K1Xηγ)。

2 礦床地質(zhì)

2.1 礦體特征

朱店螢石礦體主要出露在礦區(qū)中北部，呈簡單脈狀，總體產(chǎn)狀分兩組，一組傾向為300(°)～354(°)，傾角為65(°)～75(°)；另一組傾向為140(°)～175(°)，傾角為60(°)～80(°)。礦脈沿破碎帶上盤分布，地表可見長度100～300 m，斷續(xù)出露，真厚度1.0～3.5 m，礦體品位一般20.78%～45.59%，礦體賦存標(biāo)高322～120 m，礦體向兩端變窄并趨于尖滅。

根據(jù)礦區(qū)內(nèi)各條礦脈的厚度，求得其厚度變化系數(shù)為28%～43%，說明礦體厚度變化屬于中等；根據(jù)各條礦脈的品位，求得其厚度變化系數(shù)為45%～72%，說明礦體總體上有用組分分布均勻程度屬于較均勻。

未來全球油氣開發(fā)逐漸面對資源品質(zhì)劣化、安全環(huán)保嚴(yán)格化、能源結(jié)構(gòu)多元化的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，技術(shù)創(chuàng)新已成為提高油氣開發(fā)效果的核心競爭力。近年來，全球油氣開發(fā)領(lǐng)域不斷涌現(xiàn)出新理論、新方法、新技術(shù)、新工藝、新工具、新材料，推動深水、深層和非常規(guī)等油氣資源的高效開發(fā)。

2.2 礦石類型

根據(jù)礦石的礦物共生組合，礦石自然類型主要為螢石型、螢石—石英型、重晶石—螢石型。

2.3 礦石特征

礦石礦物主要為螢石，與其伴生的礦物主要有石英和重晶石，有時含石髓并往往含片麻巖的角礫，極少部分螢石晶粒中含榍石、金紅石的包裹體等。

礦石結(jié)構(gòu)：一般為粒狀變晶結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)、半自形—它形粒狀結(jié)構(gòu)。

礦石構(gòu)造：礦石以塊狀及角礫狀構(gòu)造為主，次為細(xì)脈狀、網(wǎng)格狀構(gòu)造。

2.4 礦石組分

區(qū)內(nèi)礦石有益組分主要為CaF2，其中CaF2一般含量在20%～70%；有害組分主要為SiO2。在礦石中CaF2與SiO2含量一般呈反比函數(shù)關(guān)系。

2.5 礦石化學(xué)成分特征

礦石化學(xué)成分以CaF2、SiO2為主，占礦石總含量95%以上，其次為Al2O3，少量BaSO4、CaO等。

CaF2呈半自形—它形粒狀，粒徑0.2～7.0 mm，負(fù)突起中度，糙面顯著，解理完全，均質(zhì)性。

SiO2呈它形粒狀，粒徑0.02～0.3 mm，固體包裹體較多而渾濁；網(wǎng)脈中石英呈半自形柱狀，粒徑0.02～4.0 mm，晶體較干凈明亮。

2.6 控礦構(gòu)造

與花崗巖有關(guān)的螢石控礦關(guān)系，不像層控螢石礦床那樣明顯與背斜構(gòu)造關(guān)系十分密切，而是明顯受斷裂構(gòu)造控制。通過綜合分析，認(rèn)為區(qū)內(nèi)存在一個含礦最佳的主斷裂，其他斷裂居次要地位。按斷裂性質(zhì)，又以壓扭性斷裂比較穩(wěn)定，有利于成礦；而張性斷裂變化較大，對成礦不利。

區(qū)內(nèi)成礦作用明顯受北東向構(gòu)造控制。從全區(qū)礦體數(shù)量看，6個礦脈走向是北東向，僅1個為北北西向。

2.7 圍巖蝕變

圍巖蝕變最常見的主要有硅化、絹云母化，其次有綠泥石化、高嶺土化蝕變，其中硅化最為普遍，一般在螢石礦脈兩側(cè)形成幾厘米、幾米甚至幾十米寬的硅化帶，因此硅化是一種重要的找礦標(biāo)志。

礦體圍巖主要為斜長角閃片麻巖、斜長角閃巖、混合花崗巖、二長花崗巖、構(gòu)造蝕變巖等；礦體中夾石主要為構(gòu)造蝕變巖、石英和少量花崗斑巖。礦脈兩側(cè)圍巖不同，蝕變類型也不同，與花崗巖接觸的一側(cè)發(fā)育硅化、絹云母化和高嶺土化，與角閃巖接觸的一側(cè)主要發(fā)育硅化和綠泥石化。

2.8 成礦時代

根據(jù)成礦帶、區(qū)域構(gòu)造及巖漿活動等推測，朱店螢石礦成礦時代應(yīng)該為燕山期。

3 礦床成因

3.1 成因分析

礦床形成最直接、重要的因素有物質(zhì)來源、礦液運移通道及成礦空間。

該區(qū)出露的地層主要為太古宇大別巖群變質(zhì)表殼巖、中新元古界滸灣巖組，巖性主要表現(xiàn)為白云母斜長片麻巖、斜長角閃巖、白云二長片麻巖等。通過該區(qū)進(jìn)行的1∶5 000土壤地球化學(xué)剖面可以看出(見表1)：區(qū)內(nèi)的地層中成礦元素氟豐度值較高，這就為成礦提供了充分的物質(zhì)來源；區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，部分為隱伏構(gòu)造，多期次的斷裂活動為含礦熱液、熱氣形成了運移通道和成礦元素沉淀富集空間；區(qū)內(nèi)的燒香尖二長花崗巖，為成礦提供了一個熱源體，在熱動力地作用下，地層中的成礦物質(zhì)發(fā)生活化、遷移，在構(gòu)造裂隙的擴容位發(fā)生富集成礦。

表1 朱店螢石礦區(qū)地層土壤地球化學(xué)各元素平均值

3.2 成因機理

首先，在二長花崗巖巖體侵入體地垂向壓力作用下，使與巖體接觸的圍巖破碎產(chǎn)生一系列的構(gòu)造裂隙；當(dāng)巖體冷凝收縮產(chǎn)生負(fù)壓應(yīng)力，使早期構(gòu)造裂隙發(fā)生拉伸開張后，通過大氣降水滲透淋濾與地?zé)崴旌献饔眯纬傻責(zé)崴h(huán)區(qū)；隨后經(jīng)過多期次的構(gòu)造活動，使含礦熱液不斷發(fā)生活化，由于物理、化學(xué)條件地變化，沿著有利的構(gòu)造空間運移富集，在適宜的地質(zhì)構(gòu)造場所中沉淀，形成螢石礦床。

3.3 成礦模型

結(jié)合區(qū)內(nèi)礦石特征、礦床產(chǎn)出特征及成因分析，認(rèn)為朱店螢石礦床成因類型屬于巖漿期后中低溫?zé)嵋撼涮钚兔}狀礦床[4-6]，成礦模式大致如圖2所示。

1 圍巖；2 構(gòu)造破碎帶；3 螢石礦體；4 礦液、地?zé)崴h(huán)區(qū)；5 燒香尖二長花崗巖；6 斷層

4 找礦標(biāo)志及找礦方向

4.1 找礦標(biāo)志

1)含硅化的構(gòu)造破碎帶是尋找該區(qū)螢石礦的重要標(biāo)志。

2)破碎帶中熱液成因的重晶石往往與螢石伴生，也是尋找螢石礦的重要標(biāo)志。

3)北東向或北北東向構(gòu)造也是尋找該區(qū)螢石礦的重要標(biāo)志。

4.2 找礦方向

1)加強對鄰區(qū)螢石礦體分布規(guī)律的研究，在朱店及其鄰近區(qū)域地表進(jìn)行土壤地球化學(xué)測量，以期發(fā)現(xiàn)新的與螢石礦床有較好套合關(guān)系的F異常，從而擴大找礦遠(yuǎn)景。

2)在朱店及其鄰近區(qū)域采取路線地質(zhì)剖面追索為主的方法調(diào)查已知礦及其外圍區(qū)，以期擴大找礦范圍，發(fā)現(xiàn)新的礦(化)點，在此基礎(chǔ)上再開展進(jìn)一步的探礦工程等工作。

3)由于該類型礦床目標(biāo)比較明確，根據(jù)以上找礦標(biāo)志，在實際工作中應(yīng)注意以下兩點：①注意構(gòu)造，礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，各序次的各類斷層、破碎帶數(shù)十條，其中，北東—南西向構(gòu)造破碎帶為螢石礦導(dǎo)礦構(gòu)造和容礦構(gòu)造，尋找類似破碎帶是比較理想的選擇；②注意巖體(脈)，花崗斑巖(脈)侵入破碎帶中，一般平行破碎帶上盤分布，呈較穩(wěn)定的分枝脈狀，巖石受后期構(gòu)造影響且具壓碎構(gòu)造，并被晚期石英細(xì)脈切割。

4)一般情況下，如果破碎帶中出現(xiàn)熱液成因的螢石—重晶石型螢石礦脈，重晶石可以作為隱伏礦體的重要指示物，意義重大。因此，在該地區(qū)出現(xiàn)此類重晶石可作為尋找其下是否有鉛礦及多金屬礦的重要指示標(biāo)志。

5 結(jié) 語

對朱店螢石礦區(qū)地質(zhì)特征分析的基礎(chǔ)上，討論了區(qū)內(nèi)螢石礦的礦床成因和成礦模型，總結(jié)了該區(qū)尋找螢石礦的標(biāo)志及方向，對該區(qū)螢石礦的勘查有一定的指導(dǎo)意義。