河南省桐柏縣顧老莊螢石礦地質特征及成因淺析

李軍 夏曉梅 程成

（河南省地質礦產勘查開發局第五地質勘查院，河南 鄭州 450000）

摘 要：礦區位于華北地臺與秦嶺褶皺帶的接合部位。礦區北西向、北西西向、北東向構造發育，北東向斷裂是本區螢石礦的賦礦構造。通過工程揭露，區內圈出K1、K2、K3三個螢石礦體，礦體形態呈脈狀、透鏡狀。初步研究認為該礦床屬低溫熱液裂隙充填型螢石礦床。燕山晚期花崗巖體、發育于碳酸鹽巖中的北東向構造破碎帶是重要的找礦標志。

關鍵詞：螢石礦 斷裂構造 地質特征 顧老莊 河南桐柏

Abstract： The mining area is located at the junction of North China platform and Qinling Mountains fold belt. The north west direction， northwestern and northward structure of the mining area are developed， and the NE trending fault is the ore bearing structure of the fluorite ore in this area. Through the project， three fluorite ore bodies of K1， K2 and K3 are found in the area， and the form of the ore body is in the form of pulse and lens. The preliminary study holds that the deposit belongs to the cryogenic hydrothermal fissure filling type deposit. The late Yanshan granite body and the north-east tectonic fracture zone developed in carbonate rocks are important ore prospecting markers.

Keywords： Fluotite deposit； Faulted structure； Geological features； Gu Lao-zhuang； Tongbai County of Henan province

中圖分類號：P619.215 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2018）05-0-02

河南省桐柏縣顧老莊螢石礦位于豫南螢石礦成礦帶[1]，該成礦帶位于陜西省洛南縣—河南省信陽市一線，呈NW-SE向展布。本文通過對這一地區的螢石礦的成礦地質條件進行分析研究，總結螢石礦的成礦規律，淺析其成因，為該區螢石礦的找礦勘探工作提供參考資料。

一、區域地質概況

顧老莊螢石礦位于秦嶺褶皺帶與華北地臺相連接的地帶，華北地臺地層劃分屬華北地層區豫西分區澠池—確山小區，秦嶺褶皺帶地層劃分屬北秦嶺地層分區桐柏—商城小區[2]。區域構造綱要圖見圖1。區域內北秦嶺地層區出露地層主要為中元古界寬坪巖群、下古生界二郎坪群、第四系等地層。

區域上構造以斷裂為主，主要有北西向的欒川—確山—固始斷裂帶和北西西向的瓦穴子—鴨河口—明港斷裂帶，其中，欒川—確山—固始斷裂是華北地臺南緣與北秦嶺褶皺帶分界的深斷裂。除上述區域性大斷裂外，更次級的北東向、北北東向斷裂也很發育。區域性的深大斷裂在后期的構造運動中皆有強度不同的活動，尤其是燕山期的構造活動為螢石礦的形成提供了條件[3]。

區域上巖漿活動十分頻繁，有晉寧期、加里東期、海西期、燕山期等多期次的巖漿侵入和噴發活動，其中又以燕山晚期侵入的花崗巖規模最大。

該區是豫南地區重要的金屬、非金屬礦產基地，現已探明的各類礦藏43種，其中，鐵礦石儲量1000萬t以上，花崗巖儲量16億m3以上，螢石儲量在300萬t以上。

二、礦區地質特征

1.地層

研究區分布地層主要為北秦嶺地層區中元古界寬坪巖群四岔口巖組（Pt2-3s）、謝灣巖組（Pt2-3x）、下古生界劉山巖組（Pz1l）。

1.1中元古界寬坪巖群四岔口巖組（Pt2-3s）

下部巖性為黑云斜長角閃片巖、夾黑云斜長片巖、白云石英片巖；上部巖性為白云石英片巖、白云石大理巖及黑云斜長片巖，底部為石英片巖。地層厚度500左右m。

1.2中元古界寬坪巖群謝灣巖組（Pt2-3x）

下部巖性主要為石榴黑云或二云石英片巖，夾斜長角閃片巖、大理巖透鏡體；上部巖性主要為斜長角閃片巖、黑云母大理巖夾白云石英片巖等。地層厚度500～650m。

1.3下古生界劉山巖組（Pz1l）

主要巖性為斜長角閃片巖夾角閃斜長變粒巖、磁鐵角閃變粒巖、二云鈉長變粒巖及大理巖透鏡體。厚度平均760m。

2.構造

桐柏縣顧老莊金屬礦區共發現3條斷裂帶與礦物形成有密切關系[4]，下面就3條斷裂帶進行具體闡述如下：

（1）F1斷裂帶，是一條北東東向斷裂帶，此斷裂帶地處回龍鄉札棚—顧老莊一帶，多賦存在大理巖中。F1斷裂帶，傾向在155到185°范圍內，傾角70～90°，長約1.1km，寬約2到10m，常伴有擺動現象。圍巖蝕變類型為硅化、螢石礦化、碳酸鹽化。

（2）F2斷裂帶，是一條北東向斷裂破碎帶，此斷裂帶地處顧老莊—涼水泉一帶，東部沿大理巖與白云斜長片巖接觸帶分布，西部賦存于大理巖中。破碎帶長約0.4km，寬約2到3m，傾向120°到170°，傾角65到85°，該斷裂帶向西延伸，與F1斷裂帶有交匯。圍巖蝕變類型為硅化、螢石礦化、碳酸鹽化、絹云母化。

（3）F3斷裂帶，位于千桿嶺寨西，賦存于大理巖中，局部沿大理巖與斜長角閃巖片巖接觸帶分布，近南北向，出露長約500m，寬1～8m，傾向100°，傾角70～90°。該斷裂帶圍巖蝕變為孔雀石化、碳酸鹽化、螢石礦化、硅化。

3.巖漿巖

燕山晚期侵入巖分布廣泛，規模較大，代表性巖體為位于礦區西部的銅山花崗巖體（γ53）。該巖體呈近等軸狀，北部、東部侵入于中元古界熊耳群、汝陽群中，西部、南部侵入于寬坪巖群中，巖性為細粒斑狀花崗巖、中?；◢弾r等。該巖體與區內的螢石礦生成有密切的內在聯系，沿巖體的內外接觸帶有鉛、鋅和螢石礦化。

三、礦床特征

1.礦體特征

該區3條控制的螢石礦體分別為K1、K2、K3，其分布情況如圖2所示：

K1礦體：螢石礦充填于北東東向斷裂破碎帶F1中。F1破碎帶傾向150～190°左右，傾角多在75～90°，破碎帶長約1.0km，寬1～10m。螢石礦體沿斷層破碎帶充填，呈透鏡狀，不十分穩定，在主斷裂的次級裂隙中，也多充填螢石脈，局部膨大，形成厚大礦囊。該礦體長約850m，厚1.74m，傾向延伸50m左右，品位33.45%，礦石類型，以致密塊狀構造為主。礦體頂底板均為大理巖。

K2礦體：螢石礦充填于北東向斷裂破碎帶F2中。F2破碎帶傾向130～165°左右，傾角多在65～75°之間，破碎帶長約450m，寬1～5m，螢石礦體沿斷層破碎帶充填，該礦體長約400m，厚1.26m，沿傾向延伸50～200m，品位33.96%，礦石類型以致密塊狀構造為主。礦體頂底板均為大理巖。

K3礦體：螢石礦脈充填于北北東向斷裂破碎帶F3中。該破碎帶傾向100°左右，傾角65～85°，破碎帶長度約450m，寬1～15m。螢石礦沿斷層破碎帶充填，礦體長約70m，厚3m，傾向延伸約50m，品位51.19%，礦石類型為螢石-石英型礦石，條帶狀構造。礦體頂底板為大理巖，局部為斜長角閃片巖。

2.礦石特征

2.1礦石的礦物成分

礦石礦物較為簡單，為螢石，含量一般在35～79%。螢石呈淺紫、淺綠、灰白、灰、紫色，多具半自形至自形晶粒狀，少量它形粒狀，粒徑0.l～3.0mm。負突起，均質性。脈石礦物主要有石英、絹云母、高嶺石等，石英含量30～60%，絹（白）云母含量2～10%，高嶺石含量1～6%。此外還見有角閃石、方解石、白云石、黃鐵礦、榍石、角閃石、金紅石等礦物，含量一般小于l%。

2.2化學成分

從礦石化學成分分析結果（表1）看，礦石化學成分主要由CaF2、SiO2組成，其次為Al2O3、CaO，另外含一定量的Fe2O3、MgO。

2.3礦石結構構造

礦石結構主要有粒狀變晶結構、片狀粒狀變晶結構、鱗片粒狀變晶結構三種。礦石主要構造為塊狀構造、條帶狀構造，次要構造有片狀構造。

3.圍巖特征

礦體主要產于謝灣巖組大理巖中。夾石主要為不夠工業利用價值的低品位礦體，數量較少。

4.礦化蝕變特征

與螢石礦化有關的礦化還有硅化、高嶺土化、絹云母化、碳酸鹽化等，是作為尋找螢石礦的直接標志。

（1）硅化：由于礦脈嚴格受構造斷裂控制，所以一般礦脈本身硅化較強，特別是斷層角礫大量被石英質膠結凸露地表，并在礦脈中有大量的石英脈伴生，有的石英與螢石兩者組成似文象狀，此種礦石就難以手選。

（2）高嶺土化和絹云母化：這兩種蝕變作用往往是在礦脈的頂部、底板圍巖中分布，成白—灰白色，或沿頂底板圍巖附近的節理裂隙分布，為硅鋁質圍巖受中低溫熱液影響發生輕微的交代作用之故。凡屬礦脈兩側圍巖，均有見此種蝕變，但波及范圍小。

（3）碳酸鹽化：主要在礦脈頂底板圍巖及礦脈本身，或有碳酸鹽薄膜和少量的方解石脈出現，這些鈣質薄膜為熱液交代圍巖使其鈣質分泌而形成。

上述各種礦化特征在各處螢石礦內都有存在，另外各處螢石脈壁兩側圍巖還常有褪色現象。螢石礦的熱液蝕變有不同程度的差異，但一般波及范圍都是極有限度地表現在礦脈本身及礦側，往往蝕變與礦化同時發現。

四、礦床成因及找礦前景分析

1.構造條件

礦區螢石礦化嚴格受斷裂控制。礦體形態、產狀與構造帶一致，厚度亦隨著構造破碎帶寬度變化而變化，具明顯的構造控礦特征。

2.圍巖條件

螢石礦對容礦圍巖有明顯的選擇性，螢石礦最有利的直接圍巖為碳酸鹽巖，其較致密、性脆，在多期次的火山活動和構造作用下易破碎，形成較大規模的破碎帶。這些破碎帶孔隙度大，滲透性好，礦液易于流通和富集。同時，碳酸鹽巖為螢石礦形成提供了充足的Ca2+粒子。

3.成礦過程

本區燕山期巖漿侵入活動十分強烈，在巖漿作用下，區域性的欒川、瓦穴子等深大斷裂可進一步活化[5]。當巖漿熱液沿著構造有利部位侵入時，巖漿自身的結晶分異作用及從圍巖中萃取的揮發性組分CO2、F-、Cl-、H2O等沿斷裂破碎帶運移，在流經碳酸鹽巖時，熱液又俘獲了Ca2+等粒子，當熱液中F-、Ca2+等粒子的濃度達到沉淀所需的地球物理化學條件時，在巖體的內外接觸帶、構造斷裂帶等開放空間沉淀富集，形成低溫熱液充填型螢石礦床。

4.找礦方向及標志

①地表出露的螢石礦體以及受物理、化學風化作用形成的螢石塊、螢石重砂異常是直接的找礦標志。

②發育于碳酸鹽巖中的北東向斷裂破碎帶，是尋找該類礦床的重要標志。

③燕山期火山活動為螢石礦提供了物質來源，因此，區域內的燕山期花崗巖體周圍是尋找螢石礦的有利部位。

參考文獻

[1]王吉平，商朋強，熊先孝，等.中國螢石礦床成礦規律[J].中國地質，2015，42（1）18-32.

[2]河南省地質礦產局.河南省區域地質志[M].北京：地質出版社，1989.

[3]王志光，崔毫，徐孟羅，等.華北地塊南緣地質構造演化與成礦[M].北京：冶金工業出版社，1996.

[4]李軍，曾文青，趙志強，等.河南省確山縣后李河—桐柏縣焦莊一帶螢石礦預查報告[R].鄭州：河南省地質礦產勘查開發局第五地質勘查院，2015.

[5]唐堯，熊先孝，王吉平，等.我國螢石礦床特征及資源潛力分析[J].有機氟工業，2014，（4）56-60.