豫西合峪—車村地區(qū)螢石礦床地質(zhì)特征及物質(zhì)來源研究進(jìn)展

張凱濤，白德勝，李俊生，劉紀(jì)峰，許棟，蘇陽艷，樊康

(1.河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局 第二地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南 鄭州 450001；2.河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局 第三地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南 鄭州 450000)

0 引言

螢石是世界上重要的非金屬礦產(chǎn)之一，是現(xiàn)代氟化工的重要原料。豫西合峪—車村地區(qū)是河南省重要的螢石礦集區(qū)之一[1]，位于濱太平洋成礦域華北陸塊南緣成礦帶、小秦嶺—外方山Au-Mo-W-Pb-Zn-Ag-螢石-重晶石成礦亞帶上[2-3]。近年來，河南省地礦局在合峪—車村地區(qū)投入了較大資金開展螢石礦勘查工作，取得了較好找礦成果，相繼發(fā)現(xiàn)了車村(CaF2礦物量約150萬t)、木植街(CaF2礦物量約75萬t)兩個(gè)大中型螢石礦床。老的螢石礦山，如陳樓、楊山、馬丟、竹園溝等通過深部探礦，螢石資源量大幅度增長，區(qū)內(nèi)總螢石礦物量超過1 500萬t，遠(yuǎn)景螢石礦物量有望達(dá)到3 000萬t。目前，區(qū)內(nèi)共有大中小型螢石礦30余處，正在開展的河南省財(cái)政螢石礦地質(zhì)勘查項(xiàng)目近10項(xiàng)，韭菜溝、萬溝、楊山外圍等勘查項(xiàng)目成果也顯示了較大的螢石礦資源潛力。

眾多專家學(xué)者對合峪—車村地區(qū)螢石礦床開展了調(diào)查研究，在成礦地質(zhì)條件、礦體特征、成礦期次、成礦流體、稀土元素及礦床成因等方面取得了重要認(rèn)識(shí)。胡呈祥[4]總結(jié)了車村附近南坪地區(qū)螢石礦的地質(zhì)特征，認(rèn)為礦床為低溫?zé)嵋撼梢?；鄧紅玲等[5]、席曉風(fēng)等[6]、馮紹平等[7]對楊山螢石礦的地質(zhì)特征和稀土元素分布特征進(jìn)行了詳細(xì)闡述，提出楊山螢石礦為巖漿熱液型螢石礦床，物質(zhì)來源與花崗巖關(guān)系密切；趙玉等[8-9]對馬丟螢石礦的微量元素地球化學(xué)特征、稀土元素分布特征及流體包裹體特征進(jìn)行了分析，推斷馬丟螢石礦應(yīng)為低溫?zé)嵋毫严冻涮蠲}狀礦床；龐緒成等[10-11]對車村一帶的螢石礦床開展了專項(xiàng)研究，將螢石的成礦過程劃分為4個(gè)成礦期次，測定了不同成礦期次的成礦溫度和螢石成礦年齡，認(rèn)為螢石形成于燕山期早白堊世，礦床類型為中低溫?zé)嵋盒臀炇V床。

可以看出，研究區(qū)內(nèi)勘查地質(zhì)資料和礦床理論研究成果眾多，但大多數(shù)均是針對獨(dú)立或小范圍內(nèi)的螢石礦床，尤其是在礦床地質(zhì)特征、地球化學(xué)特征、礦床成因及成礦物質(zhì)來源等方面對整個(gè)合峪—車村地區(qū)螢石礦床沒有形成系統(tǒng)、完善的統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。本文以“河南省洛陽市合峪地區(qū)螢石礦整裝勘查”項(xiàng)目為依托，在充分收集研究區(qū)30余份不同螢石礦床地質(zhì)資料和研究成果基礎(chǔ)上，總結(jié)歸納礦床分布特征、成巖成礦年齡、稀土元素和成礦流體特征，進(jìn)一步探討礦床成因和成礦物質(zhì)來源，對該區(qū)螢石找礦具有重要的指導(dǎo)意義。

1 成礦地質(zhì)背景

合峪—車村地區(qū)螢石礦床位于華北克拉通南緣與北秦嶺造山帶交匯處，區(qū)域地層具典型的基底—蓋層二元結(jié)構(gòu)，基底主要為新太古界太華群變質(zhì)巖系，蓋層主要由中元古界熊耳群火山巖系、官道口群陸源碎屑巖系及新元古界欒川群、下古生界陶灣群沉積巖系組成，在山前地帶、溝谷洼地還分布有少量第四系沖積物、殘坡積物(圖1)。區(qū)域斷裂構(gòu)造發(fā)育，按構(gòu)造走向可劃分為近EW向、NW向、NE向和近SN向4組，其中近EW向的欒川斷裂帶和馬超營斷裂帶為區(qū)域性深大斷裂，NW向、NE向和近SN向次級斷裂疊加在近EW向斷裂上，構(gòu)成了典型的網(wǎng)格狀構(gòu)造體系，對區(qū)域上構(gòu)造—巖漿活動(dòng)有著重要的控制作用。區(qū)域內(nèi)巖漿活動(dòng)頻繁且強(qiáng)烈，在古元古代、中元古代、新元古代、古生代及中生代均有發(fā)生，具多期次、多旋回特征，以中酸性巖漿活動(dòng)為主[5]。其中，燕山晚期巖漿活動(dòng)規(guī)模較大，太山廟巖體、金山廟巖體、五丈山巖體及合峪巖體等均形成于這一時(shí)期，控制著區(qū)內(nèi)斑巖型、巖漿熱液型礦床的分布。

圖1 合峪—車村地區(qū)螢石礦床區(qū)域地質(zhì)[4]

合峪—車村地區(qū)出露地層簡單，中元古界熊耳群火山巖在研究區(qū)北部大面積出露，主要巖性為安山巖、流紋巖；官道口群龍家園組分布在研究區(qū)西部，巖性主要為含燧石條帶白云巖、白云巖；新元古界寬坪群四岔口巖組變質(zhì)沉積碎屑巖系分布在欒川斷裂帶南側(cè)，巖性以石英片巖、斜長角閃片巖及大理巖為主；欒川群南泥湖組在研究區(qū)西南部有小面積分布，巖性主要為石英片巖、大理巖、石英巖；在車村一帶及溝谷洼地出露有少量第四系。合峪—車村地區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，按空間展布特征可劃分為NW向、NE向、近EW向和近SN向4組，其中NW向、NE向斷裂較為發(fā)育。區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)具有規(guī)模大、類型多、活動(dòng)周期長的特點(diǎn)，巖漿巖以侵入巖為主，呈NW向條帶狀展布，主要分布有太山廟巖體、老君山巖體、伏牛山巖體、合峪巖體及石人山巖體等。

2 礦床類型及空間分布特征

2.1 礦床類型

豫西合峪—車村地區(qū)螢石礦床與燕山期花崗巖侵入活動(dòng)密切相關(guān)，礦體的產(chǎn)出受斷裂構(gòu)造控制，屬于受斷裂構(gòu)造控制的、與燕山期花崗巖有關(guān)的中低溫?zé)嵋撼涮钚兔}狀螢石礦。螢石礦主要為單一螢石礦，極少伴生型螢石礦。

合峪—車村地區(qū)螢石礦體按走向分為NW向、NE向、EW向和SN向4組，以NW向、NE向及EW向?yàn)橹?，礦體主要產(chǎn)于花崗巖、安山巖中發(fā)育的斷裂構(gòu)造內(nèi)，規(guī)模較大的礦體多賦存于花崗巖體內(nèi)的斷裂帶內(nèi)。區(qū)內(nèi)分布有大、中、小型螢石礦床30余個(gè)(圖2、表1)，其中馬丟、楊山、車村、中興及陽桃溝等螢石礦為大型礦床，馬丟螢石礦CaF2礦物量近500萬t。

表1 合峪—車村地區(qū)螢石礦規(guī)模[12]

圖2 合峪—車村地區(qū)螢石礦床分布

礦體形態(tài)簡單，呈脈狀和透鏡狀產(chǎn)出，礦體沿走向延伸一般200～700 m，延伸較大的礦床有陳樓螢石礦Ⅰ號礦體(延伸1 550 m)、車村M35支-Ⅰ礦體(延伸900 m)及楊山螢石礦Ⅲ2號礦體(延伸812 m)。礦體沿傾向延伸一般100～300 m，延伸較大的礦床有馬丟螢石礦柳扒店礦段Ⅱ1號礦體(延伸560 m)和中興螢石礦Ⅰ號礦體(延伸534 m)。礦體產(chǎn)狀基本上與含礦斷裂構(gòu)造帶一致，沿走向和傾向具膨大收縮、分支復(fù)合現(xiàn)象。礦體傾角一般50°～80°，為陡傾礦體，礦體厚度一般為1.00～3.00 m，礦體收縮位置厚度最小0.59 m，膨大位置厚度可達(dá)16.81 m(竹園溝螢石礦K1礦體)，整體上全區(qū)各礦體厚度變化較小，礦體形態(tài)復(fù)雜程度為簡單—中等(西部合峪礦段礦體較穩(wěn)定，厚度變化小，礦體形態(tài)簡單；相比合峪礦段，東部車村礦段礦體厚度變化稍大，形態(tài)復(fù)雜程度為簡單—中等)。礦體品位一般20.46%～72.36%，局部品位大于90%，平均品位大于35%，各礦體組分分布均勻—較均勻，東部車村礦段礦體品位變化大于西部合峪礦段。規(guī)模較大的礦床中礦石類型主要為塊狀螢石，該類礦石品位高，往往形成富礦體(w(CaF2)﹥65%)。礦石的主要礦物組合有螢石、螢石+石英(玉髓)兩種，圍巖蝕變主要為硅化、高嶺土化、絹云母化等。

2.2 礦床空間分布特征

豫西合峪—車村地區(qū)螢石礦床的分布與燕山期花崗巖、斷裂構(gòu)造關(guān)系密切。

2.2.1 礦床與花崗巖體的關(guān)系

合峪—車村地區(qū)螢石礦主要分布在魯山—車村—廟子斷裂帶北側(cè)，燕山期合峪、太山廟花崗巖體及其內(nèi)外接觸帶(圖1)。根據(jù)區(qū)域螢石礦床與燕山期花崗巖的位置關(guān)系，可劃分為3類：燕山期花崗巖體內(nèi)部(楊山，編號8；陽桃溝，編號22)、燕山期花崗巖體與中元古界熊耳群火山巖接觸帶(小澀溝，編號9)、中元古界熊耳群火山巖內(nèi)部，其中大部分螢石礦產(chǎn)于燕山期花崗巖體內(nèi)部。

2.2.2 礦床與含礦斷裂構(gòu)造關(guān)系

合峪—車村地區(qū)螢石礦的產(chǎn)出嚴(yán)格受含礦斷裂構(gòu)造控制，按含礦斷裂構(gòu)造產(chǎn)狀可分為NE、NW、近EW向及近SN向4組。NE向含礦斷裂主要有F11和F7；NW向含礦斷裂主要有F13和F6；NEE-近EW向含礦斷裂主要有F3 和F27；近SN向含礦斷裂主要有F12等。其中，近EW向、NW向、NE向?yàn)橹饕V構(gòu)造，近SN向構(gòu)造規(guī)模較小。就單個(gè)含礦斷裂來說，近EW向F3、NW向F13(古滿溝)、NE向F11含礦斷裂構(gòu)造中螢石礦數(shù)量多，規(guī)模較大，其次為NW向F6、NE向F7等，如分布于EW向F3斷裂帶的中興螢石礦(編號27，大型)、NW向F13斷裂帶的楊山螢石礦(編號8，大型)及古滿溝螢石礦(編號19，小型)、NE向F7斷裂帶的竹園溝螢石礦(編號25，中型)及F7斷裂帶的陽桃溝螢石礦(編號22，大型)。

合峪—車村地區(qū)螢石礦的分布與區(qū)域性斷裂構(gòu)造的距離有一定關(guān)系。礦床大多分布于馬超營斷裂兩側(cè)3.0 km范圍以內(nèi)(主要分布于北側(cè))，魯山—車村—廟子斷裂及其北側(cè)2.5 km以內(nèi)。

3 礦床地球化學(xué)特征

3.1 成巖成礦年齡

3.1.1 合峪巖體年齡

前人采用不同方法測定了合峪花崗巖體的年齡(表2)，可以看出，合峪巖體經(jīng)歷了多期次巖漿活動(dòng)的疊加，最老年齡(148.2±2.5)Ma，中期侵入年齡為131.8～144.4 Ma，合峪巖體中的細(xì)晶巖、花崗斑巖脈巖年齡可作為末期侵入時(shí)間上限，介于124.7～130.2 Ma。同時(shí)，老的Nd同位素兩階段虧損地幔模式年齡TDM2(1.85～2.27 Ga)和負(fù)的εNd(t)值(-16.4～-11.2)指示合峪花崗巖體物質(zhì)來源可能主要來自古老的地殼；合峪巖體在Nd-Sr同位素圖解上位于玄武巖源區(qū)與陸殼源區(qū)之間的過渡地帶[17]，說明源巖可能有少量幔源巖漿加入。

表2 合峪巖體年齡測定統(tǒng)計(jì)

3.1.2 太山廟巖體年齡

葉會(huì)壽等[20]、高昕宇[21]、齊玥[22]對太山廟巖體進(jìn)行了黑云母Ar-Ar、花崗巖鋯石U-Pb年齡測定。依據(jù)花崗巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，太山廟巖體可劃分出3種巖相：細(xì)粒似斑狀花崗巖、中細(xì)粒鉀長花崗巖和中粗粒鉀長花崗巖，其平均鋯石U-Pb年齡分別為122.2、120.9、118.6 Ma，在形成時(shí)間上細(xì)粒似斑狀花崗巖最早，中細(xì)粒鉀長花崗巖次之，中粗粒鉀長花崗巖最晚?？偟膩碚f，鋯石U-Pb定年結(jié)果表明復(fù)式太山廟巖體的巖漿活動(dòng)具有多階段、持續(xù)時(shí)間長的特征，形成年齡為115～123.1 Ma。因此認(rèn)為太山廟巖體是在早白堊世晚期形成的，晚于合峪巖體的侵位年齡。

3.1.3 螢石成礦年齡

合峪—車村地區(qū)螢石成礦時(shí)代研究較少，龐緒成等[10]、劉紀(jì)峰等[23]對車村地區(qū)的康達(dá)、陳樓螢石礦采用Sm-Nd法測定了螢石成礦年齡，本次又對研究區(qū)東部的竹園溝螢石礦的成礦年齡進(jìn)行了測定，年齡等時(shí)線MSWD均小于1，測試結(jié)果精度較高?？颠_(dá)、陳樓螢石礦分別位于魯山—車村—廟子鎮(zhèn)大斷裂北側(cè)的F11和F3次級斷裂構(gòu)造帶上，測得二者的Sm-Nd同位素等時(shí)線年齡分別為(123±9.1)Ma、(120±17)Ma；竹園溝螢石礦分布于F7斷裂構(gòu)造帶上，本次測得其螢石成礦年齡為(126.8±9.1)Ma?？偟膩碚f，合峪—車村地區(qū)螢石礦床主要形成于燕山期早白堊世，螢石成礦年齡介于120～126.8 Ma，說明成礦作用發(fā)生在合峪巖體侵入末期、太山廟巖體侵入早期。

3.2 流體包裹體特征

本次對東部車村礦段的陳樓螢石礦和西部合峪礦段馬丟螢石礦的流體包裹體特征進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，重點(diǎn)研究了包裹體的巖相學(xué)特征、溫度、鹽度及成礦深度。

3.2.1 包裹體巖相學(xué)特征

陳樓、馬丟礦區(qū)螢石包裹體具有數(shù)量多、尺寸大、成群分布的特征，形狀以橢圓狀、似橢圓狀及不規(guī)則狀為主，說明成礦作用后期經(jīng)歷了一定構(gòu)造改造作用[9,24]。區(qū)內(nèi)包裹體以純液相和氣液兩相包裹體為主，還可見少量純氣相包裹體、富CO2兩相包裹體及裂隙較發(fā)育的包裹體，其中氣液兩相包裹體中氣相體積占比5%～35%，少數(shù)包裹體相比可達(dá)55%。包裹體的大小尺寸變化范圍較大，多數(shù)集中于2～30 μm之間，最大可達(dá)約50 μm。

3.2.2 包裹體溫度和鹽度

東部車村礦段陳樓礦區(qū)包裹體溫度按不同成礦階段統(tǒng)計(jì)[25]。陳樓螢石礦成礦過程可劃分為4個(gè)階段：石英脈形成階段(Ⅰ)、早期螢石形成階段(Ⅱ)、螢石主成礦階段(Ⅲ)和碳酸鹽化階段(Ⅳ)。螢石產(chǎn)出于第Ⅱ、Ⅲ成礦階段，螢石包裹體溫度測試結(jié)果表明，第Ⅱ成礦階段包裹體均一溫度主要集中于115.6～359.2 ℃，平均均一溫度為235.6 ℃，冰點(diǎn)溫度主要集中于-0.10～-0.95 ℃，平均冰點(diǎn)溫度-0.35 ℃，計(jì)算獲得成礦流體鹽度介于0.18%～1.66% NaCleqv，平均鹽度為0.71% NaCleqv，流體密度主要集中于0.62～1.00 g/cm3，平均密度值0.81 g/cm3；第Ⅲ成礦階段包裹體均一溫度主要集中于123.2～349.5 ℃，平均均一溫度為187.7 ℃，冰點(diǎn)溫度主要集中于-0.10～-3.33 ℃，平均冰點(diǎn)溫度-0.38 ℃，計(jì)算獲得成礦流體鹽度介于0.17%～2.46% NaCleqv，平均鹽度為0.67% NaCleqv，流體密度主要集中于0.61～1.00 g/cm3，平均密度值0.81 g/cm3。

西部合峪礦段馬丟礦區(qū)同一成礦階段螢石包裹體溫度按不同中段(773、730、715 m)統(tǒng)計(jì)[9]。773 m中段螢石包裹體均一溫度范圍為122.2～262.4 ℃，峰值主要介于140～160 ℃，冰點(diǎn)溫度范圍為-3.4～-0.1 ℃，峰值主要介于-0.8～-0.1 ℃，計(jì)算獲得成礦流體鹽度范圍為0.18%～3.39%NaCleqv，峰值主要介于0.35%～1.56% NaCleqv，密度范圍為0.77～0.959 g/cm3，平均密度值為0.909 g/cm3；730 m中段螢石包裹體均一溫度范圍為135.7～339.5 ℃，峰值主要介于140～160 ℃，冰點(diǎn)溫度范圍為-1.7～-0.1 ℃，峰值主要介于-1.2～-0.1 ℃，計(jì)算獲得成礦流體鹽度范圍為0.18%～2.90% NaCleqv，峰值主要介于0.18%～2.07% NaCleqv，密度范圍為0.62～0.949 g/cm3，平均密度值為0.879 g/cm3；715 m中段螢石包裹體均一溫度范圍為134.2～213.8 ℃，峰值主要介于160～180 ℃，冰點(diǎn)溫度范圍為-1.7～-0.1 ℃，峰值主要介于-0.6～-0.1 ℃，計(jì)算獲得成礦流體鹽度范圍為0.18%～2.90% NaCleqv，峰值主要介于0.18%～1.05% NaCleqv，密度范圍為0.85～0.959 g/cm3，平均密度值為0.919 g/cm3。對3個(gè)中段所有包裹體測溫結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，包裹體均一溫度主要集中于150～180 ℃，平均均一溫度為176.3 ℃，計(jì)算獲得成礦流體鹽度介于0.53%～1.35% NaCleqv，平均鹽度為1.14% NaCleqv，流體密度主要集中于0.81～0.94 g/cm3，平均密度值0.90 g/cm3。

不同成礦階段和不同中段螢石包裹體溫度、鹽度、流體密度結(jié)果顯示，合峪—車村地區(qū)螢石的均一溫度范圍為176.3～235.6 ℃，指示區(qū)內(nèi)螢石礦床屬于中低溫?zé)嵋旱V床；成礦流體鹽度介于0.67%～1.14% NaCleqv，鹽度值變化范圍較小，暗示礦床成礦流體在物質(zhì)成分和物理化學(xué)狀態(tài)上具有一致性；流體密度介于0.81～0.90 g/cm3，顯示低密度流體特征，指示成礦流體可能來自上涌的熱水溶液。因此，合峪—車村地區(qū)螢石礦成礦流體屬于中低溫、低鹽度、低密度的NaCl-H2O體系。

3.2.3 成礦深度

根據(jù)合峪—車村地區(qū)螢石包裹體的溫度、鹽度，計(jì)算得到車村礦段陳樓螢石礦第Ⅱ、Ⅲ成礦階段的成礦壓力為6.9～24.2 Mpa、7.3～20.0 MPa，相應(yīng)成礦深度范圍依次為0.69～2.42 km、0.73～2.00 km，平均值分別為1.47 km、1.17 km；合峪礦段馬丟螢石礦773、730、715 m三個(gè)中段的成礦壓力為22.4～30.4 MPa、22.4～29.5 MPa、22.4～29.5 MPa，相應(yīng)成礦深度范圍依次為0.75～1.03 km、0.75～0.99 km、0.75～0.99 km，平均值分別為0.84 km、0.82 km、0.81 km(表3)。

表3 合峪—車村地區(qū)螢石礦成礦壓力及成礦深度估算[8,11]

可以看出，區(qū)內(nèi)螢石礦成礦深度介于0.81～1.47 km，符合中低溫淺成熱液型螢石礦床的特征。同時(shí)，螢石成礦作用過程中從早期螢石形成階段到后期螢石主成礦階段，成礦壓力值具減小趨勢，成礦深度亦相應(yīng)減小，說明成礦熱液隨著成礦過程的進(jìn)行，由深部逐漸向淺部運(yùn)移。

3.3 稀土元素特征

合峪—車村地區(qū)螢石礦床賦礦圍巖大多為合峪花崗巖體，少部分為太山廟花崗巖體。前人對合峪、太山廟花崗巖體的稀土元素特征開展了大量的研究[18,20,24,26-27]，繪制了兩大巖體的球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素分布模式(圖3、圖4)，可以看出，合峪、太山廟花崗巖體均具有輕稀土富集、重稀土虧損的特點(diǎn)，在稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分圖上表現(xiàn)為顯著的右傾趨勢。合峪花崗巖體稀土元素總量(不包括Y)ΣREE平均值192.64×10-6，輕重稀土比w(LREE)/w(HREE)平均值15.46，(La/Yb)N平均值21.37，(La/Sm)N平均值5.80，(Gd/Yb)N平均值3.17，δEu平均值0.60，δCe平均值1.12；太山廟花崗巖體稀土元素總量(不包括Y)ΣREE平均值213.02×10-6，輕重稀土比w(LREE)/w(HREE)平均值13.47，(La/Yb)N平均值13.01，(La/Sm)N平均值7.89，(Gd/Yb)N平均值1.18，δEu平均值0.43，δCe平均值0.98。兩大巖體輕重稀土發(fā)生不同程度的分餾，輕稀土和重稀土內(nèi)部均發(fā)生了一定程度的分異作用，δEu值指示兩大巖體具有顯著Eu負(fù)異常特征，在其稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分圖上可觀察到明顯的“V”字形曲線，Ce異常不明顯或表現(xiàn)為弱Ce正異常。

圖3 合峪花崗巖球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分圖[18,24,26-27]

圖4 太山廟花崗巖球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分圖[20]

對合峪—車村地區(qū)陳樓、楊山、馬丟、車村、竹園溝、奮進(jìn)螢石礦50件螢石樣品的稀土元素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析[7,8,23,27]，繪制了螢石球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分圖(圖5)，根據(jù)稀土元素配分曲線變化趨勢可將樣品分為3類。第一類13件樣品的稀土元素配分曲線表現(xiàn)為略微左傾趨勢，螢石稀土總量ΣREE(不包括Y)范圍為35.03×10-6～168.85×10-6，輕重稀土比值w(LREE)/w(HREE)范圍為0.57～0.90，平均值0.73；(La/Yb)N比值范圍為0.25～0.52，平均值0.33，輕重稀土發(fā)生了一定程度的分餾作用；(La/Sm)N比值范圍為0.53～1.62，平均值1.21，(Gd/Yb)N比值范圍為0.19～0.52，平均值0.29，輕稀土和重稀土內(nèi)部發(fā)生了微弱的分異作用；δEu值介于0.34～0.67，平均值0.60，表現(xiàn)為Eu負(fù)異常，δCe值介于0.87～0.99，平均值0.92，整體表現(xiàn)為弱Ce負(fù)異常。第二類12件樣品的稀土元素配分曲線較為平坦，螢石稀土總量相對較低，ΣREE(不包括Y)范圍為16.23×10-6～100.85×10-6，輕重稀土比值w(LREE)/w(HREE)范圍為1.07～1.56，平均值1.26；(La/Yb)N比值范圍為0.51～0.88，平均值0.71，輕重稀土發(fā)生了微弱分餾作用；(La/Sm)N比值范圍為0.84～2.84，平均值1.72，(Gd/Yb)N比值范圍為0.23～0.68，平均值0.47，輕稀土和重稀土內(nèi)部發(fā)生了一定程度的分異作用；δEu值介于0.54～0.82，平均值0.64，表現(xiàn)為Eu負(fù)異常，δCe值介于0.84～1.19，平均值0.95，整體表現(xiàn)為弱Ce負(fù)異常。第三類25件樣品的稀土元素配分曲線表現(xiàn)為右傾趨勢，螢石稀土總量ΣREE(不包括Y)范圍為10.46×10-6～175.02×10-6，輕重稀土比值w(LREE)/w(HREE)范圍為1.79～13.30，平均值5.21；(La/Yb)N比值范圍為1.00～13.11，平均值4.52，輕重稀土發(fā)生了較強(qiáng)的分餾作用；(La/Sm)N比值范圍為1.61～11.14，平均值4.97，(Gd/Yb)N比值范圍為0.23～1.69，平均值0.64，輕稀土和重稀土內(nèi)部發(fā)生了一定程度的分異作用；δEu值介于0.44～0.97，平均值0.77，表現(xiàn)為Eu負(fù)異常，δCe值介于0.79～1.37，平均值0.95，整體表現(xiàn)為弱Ce負(fù)異常。

圖5 合峪—車村地區(qū)螢石球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分圖[7,8,23,27]

稀土元素的吸/解附、絡(luò)合兩個(gè)過程是輕重稀土發(fā)生分餾作用的主要原因[27]，當(dāng)流體中的稀土元素以吸附作用為主存在時(shí)，會(huì)導(dǎo)致輕稀土富集，(La/Yb)N>1；當(dāng)流體中稀土元素主要以絡(luò)合物的形式存在時(shí)，會(huì)導(dǎo)致重稀土富集，(La/Yb)N<1。合峪—車村地區(qū)螢石的輕重稀土元素均發(fā)生了一定程度的分餾作用，其中第一、第二類螢石樣品表現(xiàn)為重稀土富集，(La/Yb)N<1，暗示這兩類螢石中的稀土元素主要是以絡(luò)合作用為主，指示成礦流體經(jīng)歷了較長時(shí)間的演化，稀土元素在流體中形成絡(luò)離子并得到了充分的分異，代表流體演化后期的螢石成礦活動(dòng)；第三類螢石樣品表現(xiàn)為輕稀土富集，(La/Yb)N>1，說明這類螢石中的稀土元素主要是以吸/解附作用為主，代表區(qū)域上螢石礦化的早期熱液及成礦活動(dòng)。

4 成礦物質(zhì)來源探討

合峪—車村地區(qū)的螢石稀土元素配分模式比較復(fù)雜，這與本區(qū)螢石多期次成礦有關(guān)，也指示螢石成礦物質(zhì)來源具有多源性。第一、二類螢石稀土元素配分曲線顯示為略微左傾型或平坦型，與幔源花崗巖稀土元素配分模式相似，認(rèn)為可能是成礦熱液對深源流體稀土元素特征的繼承；第三類螢石稀土元素配分曲線表現(xiàn)為右傾型，與燕山期合峪、太山廟花崗巖的稀土元素配分模式相一致，且均顯示出強(qiáng)Eu負(fù)異常和弱Ce負(fù)異常，說明成礦物質(zhì)來源與燕山期花崗巖有關(guān)，即燕山期花崗巖對區(qū)域上螢石的形成提供了一定的物質(zhì)來源。

同時(shí)，康達(dá)螢石礦床143Nd/144Nd測定值為0.511 666± 0.000 016，εNd(t)值為-15.9，與合峪花崗巖體的143Nd/144Nd初始比值0.511 715～0.511 982，εNd(t)=-16.4～-11.2相近[17,28]，說明康達(dá)螢石礦床與合峪巖體有一定的成因聯(lián)系。陳樓螢石礦床測得143Nd/144Nd比值為0.512 031±0.000 026，εNd(t)比值為-8.8，與太山廟巖體的143Nd/144Nd初始比值(0.511 653～0.512 506)和εNd(t)值(-16.2～-7.5)相一致[21]，暗示陳樓螢石礦床和太山廟巖體在成因上關(guān)系密切。合峪、太山廟巖體與區(qū)內(nèi)螢石礦床的143Nd/144Nd初始比值和εNd(t)值基本一致，且三者的εNd(t)值均為負(fù)值，指示在物質(zhì)來源上與兩大巖體一致或相近，這與研究區(qū)巖(礦)石稀土元素分析結(jié)果相吻合。

螢石成礦作用過程中，一般具有就地取材的特點(diǎn)，成礦物質(zhì)來源往往位于礦體附近[29]。有專家學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，與花崗巖有關(guān)的螢石礦床的F元素主要來自花崗巖中的黑云母[30]，合峪—車村地區(qū)螢石礦主要賦存于合峪巖體和太山廟巖體，賦礦圍巖主要為黑云二長花崗巖和鉀長花崗巖，是典型的與花崗巖有關(guān)的螢石礦床。周坷[31]對合峪巖體中的CaO和F含量進(jìn)行了測定，合峪巖體的F平均含量較高(1 024×l0-6)，超過中國花崗巖中F平均含量(450×l0-6)[32]的兩倍，成礦流體可以通過淋濾花崗巖為螢石成礦作用提供F元素。合峪巖體中CaO平均含量1.68%，略高于中國花崗巖CaO平均含量(1.35%)[32]，也可作為成礦元素Ca的來源之一。太山廟鉀長花崗巖中黑云母和F含量相對較少，但也是區(qū)內(nèi)螢石礦床成礦物質(zhì)的重要來源。

5 結(jié)論

1)豫西合峪—車村地區(qū)螢石礦床主要以單一螢石礦為主，礦床主要分布于燕山期花崗巖體內(nèi)及其內(nèi)外接觸帶的斷裂構(gòu)造中，與燕山期巖漿活動(dòng)及斷裂構(gòu)造關(guān)系密切。

2)合峪巖體經(jīng)歷了多期次巖漿活動(dòng)的疊加，最老年齡(148.2±2.5)Ma，中期侵入年齡為131.8～144.4 Ma，末期侵入時(shí)間介于124.7～130.2 Ma；太山廟巖體形成年齡為115～123.1 Ma，晚于合峪巖體的侵位年齡。研究區(qū)螢石成礦年齡介于120～126.8 Ma，說明成礦作用發(fā)生在合峪巖體侵入末期、太山廟巖體侵入早期。

3)流體包裹體特征顯示，合峪—車村地區(qū)螢石包裹體均一溫度176.3～235.6 ℃，成礦流體鹽度0.67%～1.14% NaCleqv，流體密度0.81～0.90 g/cm3；成礦流體屬于中低溫、低鹽度、低密度的NaCl-H2O體系，指示區(qū)內(nèi)礦床為中低溫淺成熱液型螢石礦床。

4)合峪、太山廟巖體的稀土元素均具輕稀土富集、輕重稀土發(fā)生不同程度分餾的特點(diǎn)，其球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分曲線均表現(xiàn)為右傾型。研究區(qū)螢石具有多期次成礦的特點(diǎn)，其稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分曲線可分為略微左傾型、平坦型及右傾型三類，以右傾型為主，略微左傾型、平坦型螢石成礦時(shí)間較晚，右傾型螢石代表早期成礦階段。右傾型螢石的稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分曲線與燕山期合峪、太山廟花崗巖相似，且均表現(xiàn)為強(qiáng)Eu負(fù)異常和弱Ce負(fù)異常，說明螢石的部分成礦物質(zhì)來源于燕山期花崗巖。螢石與合峪、太山廟巖體的成巖成礦年齡、143Nd/144Nd比值及εNd(t)值相近，也說明成礦物質(zhì)來源與燕山期花崗巖有關(guān)。

5)綜合分析認(rèn)為，成礦元素F可能主要來源于合峪、太山廟巖體，成礦元素Ca部分來源于花崗巖圍巖。