河北省雙洞子螢石礦床地質(zhì)特征及找礦標(biāo)志

佟文劍

（河北省地質(zhì)調(diào)查院，河北 石家莊 050000）

1 區(qū)域地質(zhì)特征

雙洞子螢石礦區(qū)位于華北陸塊 （ⅢA),晚三疊世-古新世承德-武安火山噴發(fā)帶（ⅢB32），平泉-新城子沉積-火山盆地中。

1.1 地層

區(qū)域出露地層主要為中元古界薊縣系霧迷山組(Pt22w）、洪水莊組（Pt22h）、鐵嶺組（Pt22t）,待建系下馬嶺組（Pt32x）；中生界侏羅系土城子組（J3t）、白堊系大北溝組(Kb1d)及新生界第四系(Q4)。

1.2 構(gòu)造

尚義-隆化區(qū)域斷裂從礦區(qū)北部經(jīng)過(guò)，褶皺、斷裂構(gòu)造發(fā)育。主體構(gòu)造線方向?yàn)闁|西向。褶皺構(gòu)造包括：?jiǎn)涡?、單背斜?gòu)造形態(tài)。區(qū)域內(nèi)斷裂構(gòu)造主要分布于東北部基巖出露區(qū)，主要為北東向。

1.3 巖漿巖

區(qū)域巖漿巖不發(fā)育，礦區(qū)北約10km處，有八家山燕山期花崗閃長(zhǎng)巖巖體。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

出露地層（如圖1所示）主要為中元古界薊縣系霧迷山組 (Pt22w）、洪水莊組 （Pt22h）和鐵嶺組（Pt22t）。霧迷山組主要為淺灰色含燧石條帶中細(xì)粒白云質(zhì)灰?guī)r、淺灰色泥質(zhì)白云巖、灰質(zhì)白云巖、灰黑色厚層含燧石結(jié)核含灰質(zhì)白云巖，螢石礦主要賦存于其頂部，硅化硅質(zhì)角礫巖屬構(gòu)造蝕變巖，由于遭受強(qiáng)烈的蝕變和礦化，構(gòu)造面不清楚；洪水莊組主要為黑色、黃褐色、雜色頁(yè)巖，底部為硅化頁(yè)巖；鐵嶺組主要為灰黑色、黃褐色頁(yè)巖和白云質(zhì)灰?guī)r互層，夾1～2層鐵錳礦；下馬嶺組主要是頁(yè)巖。

圖1 平泉雙洞子螢石礦地質(zhì)簡(jiǎn)圖

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)位于雙洞子背斜的中心，構(gòu)造形態(tài)受區(qū)域東西向構(gòu)造體系的控制，又為北東向構(gòu)造體系的干擾，巖層褶曲、斷裂極為發(fā)育。

雙洞子背斜（如圖2所示）：背斜東西長(zhǎng)2.4km，南北寬 1.6km,南翼地層走向 280°～320°，傾向南西，傾角 35°～50°；西端向西傾，傾角 20°～70°；北翼產(chǎn)狀較陡，走向 60°～70°，傾向北西，傾角 40°～70°。 背斜核部為霧迷山組和洪水莊組。螢石礦體即賦存于背斜核部。與背斜構(gòu)造近于直交的是一組近南北向的張性斷裂。成礦后的構(gòu)造有北東向壓扭性斷裂和北西向張性斷裂。

圖2 雙洞子螢石礦區(qū)11線剖面圖（據(jù)徐英杰·1982）

2.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)除了在下馬嶺組（Pt32x）之中有輝綠巖呈巖床狀侵入外，未見其他巖漿巖。

3 礦床特征

雙洞子螢石礦床賦存于雙洞子背斜的核部，礦化帶由硅質(zhì)角礫巖和礦化熔蝕條帶白云巖組成。礦體呈似層狀、透鏡狀賦存于礦化帶中，并嚴(yán)格受其控制。

4 礦體的形態(tài)、規(guī)模、產(chǎn)狀

雙洞子螢石礦床：有八個(gè)主礦體，Ⅰ、Ⅰ-1、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ；九個(gè)小礦體。

Ⅰ號(hào)礦體：規(guī)模最大，礦體水平斷面為“牛軛狀”（圖2），沿傾斜方向呈“透鏡狀”，沿雙洞子背斜軸部呈南、北兩翼分布。南翼產(chǎn)狀：208°∠62°，平均厚度4.0m。北翼產(chǎn)狀：340°∠63°，礦體平均厚度4.94m。 礦石品位（CaF2）14.90%～49.86%。

Ⅰ-1號(hào)礦體：位于Ⅰ號(hào)礦體的南翼近底板部位，為其分支。與Ⅰ號(hào)礦體相距7～18m,，呈透鏡狀。產(chǎn)狀：35°∠43°。礦石品位 （CaF2） 一般 27.14%～64.06%。

Ⅱ號(hào)礦體：位于Ⅰ號(hào)礦體南翼下盤，二者相距25～40m。礦體向西傾，傾角 60°，走向變化較大。礦體平均厚度4.86m。礦石品位（CaF2）14.26%～41.33%。

Ⅲ號(hào)礦體：位于礦化帶的北翼，在Ⅰ號(hào)礦體的上盤，二者相距20～30m。由東向西側(cè)伏，傾向328°～356°，傾角64°。礦體平均厚度2.46m。礦石品位（CaF2）22.23%～38.01%。

Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ號(hào)礦體：在Ⅰ號(hào)礦體以東，沿背斜核部由西向東排列。礦體多呈似層狀或透鏡狀。

九個(gè)小礦體：均分布在主礦體的上、下盤，大部分集中在北翼地段，透鏡狀礦體。礦石品位低，大部分屬于表外礦石。

5 礦石特征

5.1 礦石礦物組成

礦石中主要礦石礦物螢石，金屬礦物為黃鐵礦，偶見閃鋅礦等，脈石礦物為重晶石、石英、方解石、白云石、玉髓及少量絹云母。

礦石礦物：主要呈白色或無(wú)色及紫色螢石，少量淺綠色及黑紫色。半自形—自形及它形粒狀結(jié)構(gòu)彼此緊密鑲嵌或與石英共同組成顯微粒狀鑲嵌結(jié)構(gòu)，花崗變晶鑲嵌結(jié)構(gòu)，粒徑以0.5～1.0mm為主，大者達(dá)5mm。螢石礦物含量50%～70%。自形晶螢石多呈六面體的單晶，雙晶或連晶，晚期低溫條件下形成，偶見八面體晶出者多為紫螢石。

脈石礦物：為重晶石、石英、方解石、白云石、玉髓及少量絹云母。

金屬礦物：為黃鐵礦，偶見閃鋅礦等。

5.2 礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)以顯微粒狀鑲嵌結(jié)構(gòu)、粒狀結(jié)構(gòu)為主，其次花崗變晶鑲嵌結(jié)構(gòu)，交代殘余結(jié)構(gòu)等；礦石的構(gòu)造以蜂窩狀構(gòu)造為主，其次為角礫狀構(gòu)造、斑雜狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造。

5.3 礦石的化學(xué)成分

礦石化學(xué)成分主要為螢石及石英，其他S、P、AI2O3、Fe2O3等含量均較低。CaF2含量變化較大，以致密塊狀、粒狀礦石質(zhì)量最佳，蜂窩狀、條帶狀礦石次之，角礫狀礦石最差。礦區(qū)CaF2平均含量31.71%，SiO252%、BaSO43.5%、CaCO35%、S0.2%～1.98%。

5.4 礦石類型

按礦物共生組合劃分礦石類型主要為以螢石-石英型，其次為單一螢石型及重晶石-螢石-石英型。后者包含于螢石-石英礦石之中。

按礦石的結(jié)構(gòu)，構(gòu)造劃分五種類型。蜂窩狀礦石、條帶狀礦石，斑雜狀礦石、塊狀礦石、角礫狀礦石。

6 圍巖蝕變

礦體賦存于硅化角礫巖與燧石條帶的白云巖層間。硅化、螢石化和重晶石化，發(fā)育比較強(qiáng)烈和廣泛，碳酸鹽化次之。在霧迷山組頂部和洪水莊組底部巖層之間的構(gòu)造破碎帶中幾乎完全遭受強(qiáng)烈的硅化，生成硅化硅質(zhì)角礫巖，硅質(zhì)巖及硅化頁(yè)巖。硅化蝕變與螢石礦體有密切的內(nèi)在聯(lián)系和空間關(guān)系，它對(duì)礦化程度、礦體形態(tài)、規(guī)模及賦存部位起著明顯的控制作用。在黑色、灰黑色硅化硅質(zhì)角礫巖中可以見到呈星散狀分布的黃鐵礦。

7 礦床成因及成礦階段

螢石礦受雙洞子背斜的控制，整個(gè)礦床位于背斜的核部，圍巖巖性與螢石礦化關(guān)系密切。白云巖中的CaO/MgO為1.24～1.43，其中的鈣能促進(jìn)螢石的沉淀。據(jù)礦石和礦物的化學(xué)成分分析，含礦熱液的基本組分是H2O及少量的H+和OH-，主要成礦組分是HF和少量的Ba。關(guān)于熱液來(lái)源的問(wèn)題，是否在背斜深部有隱伏巖體，或者與礦區(qū)背部相距約10km的八家花崗閃長(zhǎng)巖有關(guān)，尚待進(jìn)一步研究[1]。

分析礦床的特征、礦石特征、蝕變類型和地球化學(xué)特點(diǎn)，礦體產(chǎn)狀地層產(chǎn)狀一致，集中分布在背斜核部，多呈透鏡狀、似層狀，主要與背斜核部發(fā)育的層間構(gòu)造孔隙有關(guān)。礦石具多期次形成特征，作為熱液活動(dòng)標(biāo)志的硅化、螢石化、重晶石化、碳酸鹽化發(fā)育強(qiáng)烈且廣泛，并嚴(yán)格受斷裂構(gòu)造控制，認(rèn)為該礦床屬中－低溫?zé)嵋航淮妓猁}類型礦床。燕山構(gòu)造活動(dòng)晚期，地下含F(xiàn)熱液沿?cái)嗔焉仙诒承焙瞬渴艿胶樗f組頁(yè)巖的阻擋，在霧迷山組頂部同白云巖進(jìn)行交代作用，從其中萃取Ca、Ba等元素，使其頂部形成一層硅質(zhì)角礫巖，隨著熱液的不斷上升，F(xiàn)、Ca在熱液中不斷聚集，沿背斜軸部空隙充填形成雙洞子螢石礦。

該礦區(qū)的成礦作用大致可分為三個(gè)階段，各階段的溫度、壓力和組分濃度都有不同的變化，在外界條件控制下在有利的部位沉積成礦。第一階段是含礦熱液沿層間裂隙交代圍巖，生成石英、紫色螢石，組成蜂窩狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造及條帶狀構(gòu)造；第二階段是白色螢石及石英沿早期礦化地段充填，促成礦化的重疊和富集，重晶石在該階段晚期結(jié)晶，形成具致密塊狀、糖粒狀及晶簇狀構(gòu)造的礦石；第三階段為碳酸鹽化－硫化物階段，形成方解石、石英、螢石細(xì)脈，局部可見微量黃鐵礦、黃銅礦。

8 找礦標(biāo)志

螢石礦床成因類型為產(chǎn)于背斜核部的中－低溫?zé)嵋航淮g變型似層狀、透鏡狀螢石礦。找礦標(biāo)志：

1）地層：薊縣系霧迷山組、洪水莊組地層；

2）控礦構(gòu)造：區(qū)內(nèi)有主要斷裂及次級(jí)斷裂；

3）成礦巖體：燕山期中酸性侵入巖或噴出巖；

4）巖石類型：含燧石條帶白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖、含錳白云巖、黑色板巖、頁(yè)巖；

5）成礦時(shí)代：燕山期。