河南確山馮崗螢石礦地質(zhì)特征及控礦因素

趙 偉，黃傳計(jì)，黃錦錦，胡德高

(1.河南省有色金屬礦產(chǎn)探測(cè)工程技術(shù)研究中心，河南 鄭州 450016；2.河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第五地質(zhì)大隊(duì)，河南鄭州 450016；3.河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第七地質(zhì)大隊(duì)，河南 鄭州 450016)

螢石應(yīng)用領(lǐng)域主要有化工、冶金、建材、光學(xué)及核工業(yè)等領(lǐng)域，尤其在新能源和國(guó)防建設(shè)領(lǐng)域起到不可或缺的作用，是我國(guó)戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源之一[1-5]。近年來(lái)，河南省開(kāi)展了大量的螢石礦勘查項(xiàng)目，也取得了良好的找礦效果，確山縣馮崗螢石礦就是其中一處[6]。

馮崗螢石礦位于河南省確山縣城265°方向約35km處，屬確山縣竹溝鎮(zhèn)管轄，大地構(gòu)造位置位于華北陸塊南緣，處于華北克拉通南緣螢石礦成礦帶之河南省泌陽(yáng)官莊—信陽(yáng)尖山螢石礦礦集區(qū)內(nèi)[7]。該螢石礦的發(fā)現(xiàn)使得已知的區(qū)域螢石分布更加連續(xù)，進(jìn)一步豐富區(qū)域螢石礦礦集區(qū)的資料，為下一步地質(zhì)工作也積累較好的找礦經(jīng)驗(yàn)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

1.1 區(qū)域地層條件

區(qū)域地層單元?jiǎng)澐謱儆谌A北地層區(qū)之豫西地層分區(qū)之盧氏—明港地層小區(qū)，區(qū)域地層主要有長(zhǎng)城系熊耳群、新元古界官道口群高山河組、欒川群及第四系。其中，欒川群煤窯溝組和大紅口組與螢石成礦關(guān)系較為密切，常作為區(qū)內(nèi)螢石礦體圍巖。

1.2 區(qū)域構(gòu)造條件

區(qū)域上位于羊冊(cè)—明港斷裂和螞蟻山—大樂(lè)山斷裂兩個(gè)區(qū)域斷裂帶之間，斷裂和褶皺構(gòu)造均十分發(fā)育，整體構(gòu)造方向?yàn)楸蔽鳌蠔|向。基本構(gòu)造格架為區(qū)域性斷裂帶形成的線(xiàn)狀強(qiáng)變形帶與構(gòu)造巖片構(gòu)成的弱變形帶的規(guī)律組合。

1.3 區(qū)域巖漿巖條件

區(qū)域上巖漿活動(dòng)十分頻繁，分布著各個(gè)地質(zhì)時(shí)期巖漿巖，深成巖、淺成巖、噴發(fā)巖也均很發(fā)育，其巖性類(lèi)型也十分齊全，包括超基性—基性巖、中性、酸性侵入巖以及堿性巖均有出露，其中以燕山期酸性花崗巖侵入規(guī)模最大，分布最廣，且與區(qū)域螢石礦成礦作用有密切關(guān)系[2,8]。

1.4 區(qū)域地球化學(xué)特征

據(jù)1:20萬(wàn)泌陽(yáng)幅和桐柏幅水系沉積物測(cè)量資料顯示，在F的地球化學(xué)圖上F異常呈北西—南東西向帶狀分布，位于方城縣古莊店—銅山巖體—天目山巖體一帶。高含量帶上F含量具有明顯的變化梯度，即自西北向東南含量逐漸增高，區(qū)域上F異常均發(fā)育在此帶的東南端，即銅山巖體和天目山巖體及其周?chē)浇?，并且異常區(qū)多與已知的螢石礦點(diǎn)相吻合(圖1)。高含量帶的兩側(cè)，F(xiàn)異常呈逐步降低的趨勢(shì)。區(qū)內(nèi)F在水系沉積物測(cè)量里各地質(zhì)體內(nèi)平均含量為400.13×10-6。F在區(qū)內(nèi)各時(shí)代地層中含量差別較大，其高含量賦存于欒川群地層中，其余各時(shí)代地層中氟的平均含量低于區(qū)域平均含量。礦區(qū)位于1:20萬(wàn)水系沉積物F異常的中北部，F(xiàn)含量高于500ppm。

圖1 1:20萬(wàn)水系沉積物F異常及螢石礦點(diǎn)分布簡(jiǎn)圖

1.5 區(qū)域礦產(chǎn)

區(qū)域礦產(chǎn)資源較為發(fā)育，主要金屬礦產(chǎn)有鐵、金、銀、鋅、鉛等，非金屬礦產(chǎn)主要有螢石礦、石英礦、建筑石料等。

2 礦區(qū)地質(zhì)

2.1 地層

礦區(qū)地層自下向上為：中元古界熊耳群(Pt2xn)巖性主要為黑云斜(二)長(zhǎng)片麻巖、混合花崗巖等。新元古界欒川巖群南泥湖組(Pt3n)巖性包括石英二云片巖、石英巖夾白云石英片巖等，局部夾鐵礦透鏡體；煤窯溝組(Pt3m)巖性以白云質(zhì)大理巖和硅質(zhì)條帶大理巖為主，為本區(qū)螢石礦主要的圍巖，下部為一層厚度約1～3m的石煤層；大紅口組(Pt3d)巖性以二云二長(zhǎng)片麻巖和硅質(zhì)條帶大理巖為主，其次為斜長(zhǎng)角閃片巖、角閃片巖等。第四系(Q)砂礫石層、亞黏土和亞砂土等(圖2)。

圖2 礦區(qū)地質(zhì)略圖

2.2 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，斷層走向主要為北北西向、北西向及北東向三組，區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)了6條斷層。其中，北北西向的F2和F3兩條斷層發(fā)現(xiàn)有螢石礦(化)體。

F2斷層：位于F3斷裂的東側(cè)，與其呈近平行狀產(chǎn)出，走向近南北，區(qū)內(nèi)出露長(zhǎng)度約300m，出露寬度7～40m，傾向73°～95°，傾角約52°。斷裂內(nèi)巖性分帶性較強(qiáng)，從頂板至底板依次為碎裂巖、構(gòu)造角礫巖及硅化碎裂巖，其中硅化碎裂巖為主要賦礦層位，層內(nèi)螢石礦化均勻，CaF2品位7%～15%，平均品位11%，厚度可達(dá)35m，取樣控制厚度5～7m。該斷裂螢石礦品位較低，未達(dá)到工業(yè)品位，但仍可以作為較好的找礦線(xiàn)索，具有一定的資源前景。

F3斷層：分布在礦區(qū)北東部東山頭起至紗帽嶺一帶，出露長(zhǎng)度約1 500m，寬0.8～14m，走向330°～12°，傾向東，傾角40°～60°，與地層產(chǎn)狀近平行，斷帶內(nèi)發(fā)育兩條平行螢石脈，螢石脈寬0.7～5m。該斷裂為主要的含礦構(gòu)造之一。性質(zhì)為張性正斷層，帶內(nèi)以碎裂巖、構(gòu)造角礫巖和碎裂大理巖等，圍巖為大理巖、二云二長(zhǎng)片麻巖和石英二云片巖等，蝕變以高嶺土化、碳酸鹽化為主，深部可見(jiàn)黃鐵礦化，呈脈狀、網(wǎng)脈狀及透鏡狀產(chǎn)出。

2.3 巖漿巖

礦區(qū)南部出露一條石英斑巖脈(λπ)，走向北北西，長(zhǎng)約3 000m，寬約70m，與圍巖呈侵入接觸關(guān)系。該石英斑巖脈位于礦區(qū)主要含礦斷裂F3底板附近，對(duì)該區(qū)螢石礦的形成起到了十分重要的意義。礦區(qū)南部約6km處為燕山期銅山花崗巖基，該巖基內(nèi)及周邊分布了較多的螢石礦，是區(qū)域螢石礦的重要的成礦物質(zhì)來(lái)源[8]。

3 礦體特征

礦區(qū)發(fā)現(xiàn)螢石礦體1個(gè)，編號(hào)為K1，位于F3斷層破碎帶內(nèi)，產(chǎn)狀受構(gòu)造帶控制，與F3斷層產(chǎn)狀基本一致，走向58°～182°，傾角41°～45°(圖3)。出露總長(zhǎng)度約1 100m，控制斜長(zhǎng)150～250m；礦體賦存標(biāo)高217～-18m，埋深0～200m；厚度1～5m，平均厚度1.92m，厚度變化較穩(wěn)定；CaF2品位3.08%～54.08%，平均品位26.11%，品位變化較穩(wěn)定。礦體圍巖主要為大理巖和二云二長(zhǎng)片麻巖。

圖3 礦區(qū)2號(hào)勘探線(xiàn)剖面簡(jiǎn)圖

礦體厚度呈現(xiàn)由淺至深、由南至北逐漸變厚的趨勢(shì)；品位呈現(xiàn)由南至北逐漸變高趨勢(shì)?？偟囊?guī)律是，厚度大處品位也相對(duì)較高。礦體深部均未封閉，由此推斷礦體深部資源潛力較大。

區(qū)內(nèi)螢石礦礦石礦物為螢石；脈石礦物主要有石英、方解石、黑云母、白云母等，以及少量的磁鐵礦和白云石等。礦石化學(xué)成分簡(jiǎn)單，主要由CaF2與SiO2組成，其次為Al2O3、CaO、Fe2O3、MgO、K2O、Na2O等，其中主要成分CaF2與SiO2二者含量互為消長(zhǎng)。礦石中CaF221.22%～54.08%，SiO218.28%～42.85%，Al2O31.03%～2.14%，CaO 1.14%～7.57%，F(xiàn)e2O31.86%～12.44%，MgO 0.61%～2.36%，MnO 0.05%～0.76%，K2O 0.96%～3.06%，Na2O 0.54%～2.01%，其他雜質(zhì)含量甚微。礦石結(jié)構(gòu)主要有壓碎結(jié)構(gòu)，半自形—他形晶結(jié)構(gòu)以及似文象結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造主要有條帶狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造，角礫狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造次之。礦石類(lèi)型主要為石英—螢石型礦石和方解石—螢石型礦石。礦區(qū)總體礦石質(zhì)量屬于貧礦，礦石選礦性能良好[6]。

礦體頂?shù)装鍑鷰r蝕變強(qiáng)烈，蝕變類(lèi)型主要為硅化、絹云母化和方解石化等，蝕變范圍一般幾十厘米至數(shù)米。

4 控礦因素及成礦模式探討

4.1 控礦因素

(1)地層控礦作用：區(qū)內(nèi)螢石礦主要賦存在欒川巖群煤窯溝組和大紅口組大理巖中，地層對(duì)螢石礦的控礦作用十分明顯。礦體圍巖巖性均為大理巖，是螢石礦重要的成礦地質(zhì)體[2,9-12]。

(2)構(gòu)造控礦作用：區(qū)內(nèi)螢石礦床直接賦存于層間斷裂破碎帶內(nèi)，其空間分布、規(guī)模、形態(tài)和產(chǎn)狀嚴(yán)格受層間斷裂破碎帶控制。層間斷裂在走向上呈現(xiàn)波狀彎曲的形態(tài)，其中轉(zhuǎn)彎部位常形成有利成礦和儲(chǔ)礦地段，為螢石礦的形成提供了有利的儲(chǔ)礦空間。

(3)巖漿巖控礦作用：該區(qū)周邊巖漿活動(dòng)十分強(qiáng)烈，主要表現(xiàn)為燕山晚期的巖漿活動(dòng)，如早白堊世銅山—天目山巖體距本區(qū)僅3～5km，該巖體的噴發(fā)活動(dòng)形成富含氟的流體為螢石礦的形成提供物質(zhì)來(lái)源，并且?guī)r漿活動(dòng)產(chǎn)生的熱液為螢石礦的形成也提供的能量基礎(chǔ)。因此，巖漿巖活動(dòng)對(duì)本區(qū)螢石礦的形成具有關(guān)鍵的作用[12-13]。

4.2 成礦模式

螢石礦的物質(zhì)來(lái)源主要是F和Ca兩部分，F(xiàn)主要的來(lái)源是早白堊世的巖漿巖活動(dòng)形成的流體[10]，Ca主要的來(lái)源為地層中的方解石。早白堊世銅山—天目山巖漿巖活動(dòng)形成了富含氟等揮發(fā)分的流體，該流體通過(guò)斷裂構(gòu)造向外擴(kuò)散至地層中的大理巖中。大理巖化學(xué)成分主要為碳酸鈣(CaCO3)，熱液流入后重融于熱液內(nèi)，以游離態(tài)的Ca2+離子和離子出現(xiàn)在熱液內(nèi)。在碳酸鈣不斷重融的過(guò)程中，熱液內(nèi)游離態(tài)的Ca2+離子和CO32-離子濃度也在不斷的增加。當(dāng)熱液中的Ca2+離子達(dá)到過(guò)飽合或飽合狀態(tài)時(shí)，容易與熱液中的游離態(tài)的F-離子易于結(jié)合形成螢石。礦區(qū)螢石礦成礦要素組合為灰?guī)r+斷裂+侵入巖，屬于熱液充填型八面山式[14-16]。

4.3 找礦標(biāo)志

(1)地層方面：新元古界欒川巖群煤窯溝組和大紅口組的大理巖常作為螢石礦的圍巖，是一項(xiàng)較重要的巖性標(biāo)志[9]。

(2)構(gòu)造方面：北北西向構(gòu)造破碎帶是本區(qū)的儲(chǔ)礦構(gòu)造，是重要的構(gòu)造標(biāo)志，尤其是大理巖附近的層間破碎帶是重要的構(gòu)造找礦標(biāo)志。

(3)蝕變特征：本區(qū)主要的圍巖蝕變標(biāo)志包括硅化、螢石礦化及鉀化，均與螢石礦化密切相關(guān)。

(4)地球化學(xué)特征方面：區(qū)域上F化探異常是本區(qū)找礦的重要間接標(biāo)志。螢石礦化探指示元素組合為F、Ca、As、Sb、Y、Ag、Ba、Mo、Ce。其中礦體頭部指示元素為Sb、Ba、As，近礦指示元素為Ag、Y、Ca、Ce，礦體尾部指示元素為Mo[7]。

5 找礦方向

區(qū)內(nèi)螢石礦的賦存地層主要為欒川群煤窯溝組和大紅口組內(nèi)順層斷裂帶中，地層中的順層斷裂帶，尤其是大理巖中的破碎帶是重要的找礦方向。螢石礦體賦存產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀較為一致，在已有螢石礦體沿走向延伸方向及其深部也是重要的找礦方向。區(qū)域上螢石礦與化探F異常較為吻合，在F異常發(fā)育的地段是螢石礦找礦的有利地段。