河南泌陽—確山螢石礦帶地質特征及找礦方向

黃傳計，趙 偉，陳少偉，張志娜，周小剛，劉天可

(1.河南省有色金屬礦產探測工程技術研究中心，河南 鄭州 450016；2.河南省有色金屬地質礦產局第五地質大隊，河南 鄭州 450016)

螢石又稱氟石，工業上是氟的主要來源[1-4]，廣泛應用于制冷、光學、電子、新能源、新材料、冶金、建材、化工、醫藥、原子能工業、農藥等新興、傳統產業[5-8]。由于其不可再生的稀缺性，行業內稱螢石為“第二稀土”，世界上很多發達國家將其作為戰略物資進行儲備[9-11]。我國也將螢石列入國家戰略性礦產資源[12]。因此開展螢石礦找礦及成礦規律的研究，具有重要的現實及科學意義[12]。

近幾年，河南省加大了螢石找礦的資金投入，并取得了一批有影響的找礦成果，如欒川縣馬丟螢石礦(查明螢石資源量463.3萬t)、楊山螢石礦(158.07萬t)、嵩縣陳樓螢石礦(278.46萬t)等。本單位近幾年相續開展了泌陽—確山地區多個螢石礦研究項目，收集整理了該地區的螢石礦地質資料，并且開展了野外調查研究工作。本文在前人研究成果的基礎上，以泌陽—確山螢石礦帶中的典型礦床為例，總結螢石礦成礦特征，并探討了螢石礦的找礦方向。

1 成礦地質背景

研究區位于華北地臺與秦嶺褶皺帶的接合部位[13-14]，區域上以羊冊—明港斷裂為界，以北地層歸屬于華北地臺南緣區，以南地層歸屬于北秦嶺構造區。區域上構造方向以北西、北東方向為主，構造類型以壓性為主。區域內斷裂主要有油房莊韌性剪切帶(羊冊—明港大斷裂)、小董莊韌性剪切帶等，螢石礦大部分與北西向、北東向斷裂關系密切。構造形式復雜多樣，為螢石礦產的形成，成礦物質的遷移、聚集創造了有利的空間[15]。

區域上侵入巖和火山活動強烈，巖漿活動十分頻繁，其中燕山晚期侵入巖分布最廣，規模較大，與螢石礦成礦關系最為密切[16]。代表性巖體有銅山巖體和天目山巖體，巖體內構造中及沿巖體的接觸帶普遍有螢石礦化，是尋找熱液充填型螢石礦的最佳部位。

研究區內共發現水系沉積物氟異常4處(表1、圖1)，氟的高含量帶呈北西向展布，自祖師頂—銅山巖體—天目山巖體一帶，自西北向東南氟含量逐漸增高，區內的氟異常大多發育在此帶的東南端，即銅山巖體、天目山巖體及其周圍附近，并且異常區多與已知的螢石礦點相吻合。研究區內各時代地層中氟含量差別較大，其高含量賦存于元古界欒川群銀洞溝組和二郎坪群劉莊組中，其K值分別為1.51和1.61，氟含量沿銀洞溝組和劉莊組地層出現高背景，且在高背景上形成較多形態規整、強度高、規模大的異常，這些異常反映了尖山、天目山等地的已知螢石礦床，其余各時代地層中氟的平均含量低于區域平均含量。天目山巖體中F元素平均含量8 102×10-6，在構造交匯復合部位形成復雜異常元素組合，是尋找螢石礦及貴金屬、稀有、多金屬礦產的有利區域。

表1 研究區氟異常登記表

2 典型礦床特征

區內已發現螢石礦床(點)50余處，其中，大型礦床1處(尖山)，中型礦床7處(大寺溝、馮剛、毛家棚、后李河—焦莊、亂馬山、周莊、尚樓)，小型礦床19處，礦點20余處(圖1)。研究區內螢石礦主要分布于信陽尖山、確山天目山周莊、泌陽銅山、泌陽馬谷田等地。本文以信陽尖山螢石礦、確山毛家棚螢石礦為例介紹螢石成礦地質特征。

圖1 泌陽—確山螢石礦帶地質簡圖

2.1 信陽尖山螢石礦

2.1.1 礦區地質特征

信陽尖山螢石礦床位于泌陽—確山螢石礦帶東南段，螢石礦體賦存于天目山花崗巖體內及接觸帶中，礦床處于氟異常F-4濃集中心。

礦區內出露地層有中元古界毛集巖群回龍寺巖組(Pt2h)，新元古界欒川群魚庫組(Pt3y)和新生代第四系(Q)。礦區構造斷裂活動強烈，石英脈或螢石脈均沿斷層充填。斷層是螢石礦床生成的重要控制因素，均屬高角度斜滑正斷層，滑動方向為南東或北西，與走向之夾角通常在60°以上；成組成群出現時，構成階梯狀的斷塊及地壘、地墊等多種形式的構造。礦區巖漿巖發育，巖漿活動主要為燕山期天目山序列花崗巖及脈巖。天目山花崗巖體大面積分布于礦區中西部和東北部，與地層侵入接觸線大體沿320°～340°方向展布，為燕山晚期花崗巖序列，該期是區內螢石礦的主要成礦期。

2.1.2 礦體特征

礦區螢石礦脈已知長度在100m以上的共42條(圖2)，其中規模較大的共有18條。螢石礦體賦存于天目山花崗巖體內及接觸帶中，其產狀、形態、規模及空間分布均受斷層嚴格控制，各礦體沿走向呈波狀、脈狀延伸，沿傾斜呈穩定脈狀或扁豆狀延深(圖3)，主要礦脈特征見表2。

表2 信陽尖山螢石礦區主要礦脈特征表

圖2 信陽尖山螢石礦區地質簡要圖

圖3 尖山螢石礦區部分勘探線剖面簡圖

2.1.3 礦石特征

礦區主要礦石類型為螢石—石英型、石英—螢石型。礦石礦物為螢石，脈石礦物主要為石英，偶有石髓，在深部有時出現方解石。礦石結構主要為壓碎結構、半自形—他形晶粒結構，次為似文象結構，偶爾有膠體結構。礦石構造以塊狀、角礫狀構造為主，浸染狀、網格狀構造次之。礦石化學成分簡單，主要為CaF2和SiO2，二者含量互為消長，總含量一般達90%以上。其他組分，如S、P、Pb、Zn等總含量隨CaF2含量增高而減少。礦床頂、底板圍巖均受強烈蝕變，花崗巖主要受到硅化絹云母化，次為高嶺土化等，角閃片巖主要受到硅化、綠泥石化。

2.1.4 控礦因素

(1)構造控制：礦體的形態、產狀、空間分布嚴格受斷裂控制，斷裂可作為連接礦體的控制標志。

(2)接觸帶控制：局部礦體上部賦存于花崗巖與基性巖(角閃巖)接觸帶上，接觸帶可作礦體上部控制標志。

(3)巖性控制：礦體分布于碎裂巖中，碎裂巖是對比連接礦體依據。

2.2 確山毛家棚螢石礦

2.2.1 礦區地質特征

礦區位于銅山巖體東側，處于氟異常F-2北側。礦區出露地層主要為早古生界二郎坪群劉莊組和第四系(圖4)。劉莊組主要巖性為黑云斜長片麻巖、黑云二長片麻巖，夾二云鉀長片麻巖及少量片狀薄層石英巖，混合巖化強烈。

圖4 確山毛家棚螢石礦區地質簡圖

礦區內主要發育有北東向(F1)和北西向(F3和F4)兩個方向斷裂。北東向斷裂與螢石礦關系較為密切，出露于銅山花崗巖體北緣，多呈張性。礦區巖漿活動強烈，出露的燕山期銅山花崗巖體分布廣泛，與螢石礦成礦關系密切。

2.2.2 礦體特征

該區內共發現三條螢石礦脈，圈定了四個礦體，均賦存于燕山晚期銅山巖體與下古生界二郎坪群劉莊組接觸帶附近的斷裂破碎帶中，受F1斷裂控制。

Ⅰ號礦體長528m，傾向延伸145m，賦存標高125.9～278.1m。礦體呈脈狀，產狀205°～243°∠72°～83°。礦體平均厚 3.17m；礦石品位CaF220.44%～67.32%，平均40.70%。礦體頂底板均為構造角礫巖，間接頂板為花崗巖，間接底板為黑云斜長角閃片麻巖、花崗巖。其他礦體特征見表3。

表3 確山毛家棚螢石礦區礦體特征表

2.2.3 礦石特征

該區礦石主要類型有石英—螢石型(CaF230%～65%)、螢石—石英型(CaF220%～30%)、硫化物—螢石型礦石。礦石礦物成分以螢石為主，CaF2含量20%～74.33%，其他礦物成分為石英、斜長石、角閃石、絹云母和硫化物等。礦石以粗粒結構為主，一般呈10mm左右的立方體或八面體，偶見顆粒狀或膠狀，膠狀多分布于礦體的邊緣。礦石構造以塊狀、條帶狀、角礫狀構造為主。礦體頂、底板為構造角礫巖，間接頂底板分別為花崗巖和黑云斜長角閃片麻巖，與礦體界線較清楚。

礦體頂、底板分別為花崗巖和黑云斜長角閃片麻巖，頂、底板與礦體界線較清楚。礦體為構造控制，圍巖蝕變主要為高嶺土化、硅化。螢石多呈紫色、綠色、黃色等鮮艷色澤，為良好的找礦標志。

3 成礦規律

3.1 成礦規律

(1)大地構造單元與成礦：研究區位于華北地臺與秦嶺褶皺帶的接合部位，區域經歷了多期次構造運動，地質構造變形強烈，復雜多樣的構造環境為各類成礦物質的遷移、聚集創造了有利的空間。河南省螢石礦絕大多數分布在華北地臺與秦嶺褶皺帶的接合部位，螢石礦受大地構造控制作用十分明顯。

(2)地層與成礦關系：研究區地層與螢石礦成礦較為密切。區內螢石礦的賦礦地層主要包括中元古界毛集巖群回龍寺巖組、新元古界欒川群煤窯溝組、下古生界二郎坪群劉莊組等地層。螢石礦雖對地層未有明顯的選擇性，但與地層中的碳酸鹽巖關系密切，尤其以煤窯溝組中的螢石礦分布較多，多呈順層狀產出在大理巖中(如寺溝螢石礦、趙溝螢石礦等)。

(3)斷裂構造的控礦作用：研究區螢石礦床(點)呈帶狀展布，位于盆莊斷裂和油房莊韌性剪切帶兩側，主要受北東東向及北東向斷裂控制，具有一定方向性。螢石礦床(點)的出現常具有一定的間距。早期的斷裂為成礦熱液提供了通道，晚期的斷裂破碎帶及次一級斷裂則為成礦熱液的賦存提供了空間。因此，斷裂對螢石礦成礦起到非常重要的作用。

(4)巖漿巖與控礦作用：巖漿活動對區內螢石礦的成礦作用尤為重要。銅山和天目山花崗巖體是由本身具有富含揮發組分的偏堿性巖石組成。巖漿期后含氟礦液常沿著巖體邊緣，內外接觸帶附近的張性、張扭性斷裂破碎帶充填而形成螢石礦體及礦化，既是成礦母巖，又是成礦圍巖(如銅山螢石礦、尖山螢石礦、拉車嶺螢石礦等)。巖漿活動為螢石成礦提供了成礦物質和能量來源。

3.2 礦床成因探討

區內燕山期花崗巖侵入活動極為強烈，花崗巖的副礦物中有氟磷灰石，一般氟含量在0.23%～0.47%，局部高達4%，巖漿期后的熱水溶液是螢石礦床的成礦溶液。鈣則來源于圍巖的大理巖、角閃巖中。礦區巖石由于受到加里東構造運動和燕山期花崗巖侵入，產生一系列斷裂，花崗巖后期含氟熱液沿斷裂運移，并與含鈣地下水混合。由于熱液的溫度、壓力、成分的改變，圍巖巖性變化，導致熱液化學性質改變而發生沉淀，形成螢石礦。礦床以石英—螢石脈的形式充填在裂隙和斷裂破碎帶中，屬裂隙充填型。礦物共生組合、礦石結構、構造以及圍巖蝕變具有中—低溫熱液礦床的特點。

4 找礦方向探討

(1)根據正在開采的螢石礦山野外調查，發現螢石礦體沿傾向延伸趨勢明顯。本區螢石礦以往勘查深度不大于100m，深部還有良好的探礦空間，深部找礦潛力巨大。

(2)銅山和天目山巖體周邊已發現了拉車嶺螢石礦、毛家棚螢石、周莊螢石礦等礦床點；巖體內外接觸帶發育有大量次級斷裂，并且聚集了充足的熱液物質，該區為1:20萬水系沉積物氟、鈣元素高背景、高異常值區，螢石礦找礦條件十分有利。

(3)在野外調查過程中發現，區內屬于低山丘陵區，第四系覆蓋較強，區內部分含礦構造沿走向延伸有數公里，由于沿含礦構造在淺覆蓋區的工作程度較低，未發現螢石礦，該區也是今后有利的找礦地段。

(4)研究區有較多螢石民采點和廢棄螢石老硐發現了螢石礦露頭，也是很好的找礦地段。

5 結論

(1)泌陽—確山螢石礦帶是河南省重要的螢石成礦區帶，螢石礦嚴格受構造控制，早期的斷裂為礦液提供了通道，晚期的斷裂破碎帶及次一級斷裂則為“多成因、多階段”礦液的賦存 提供了空間，后期的構造活動和巖漿侵入對螢石礦床的礦石品位和礦體的連續性也有較大的影響。

(2)研究區已發現螢石礦床點50余處，其中大中型螢石礦床主要分布于羊冊—明港斷裂帶兩側及銅山巖體、天目山巖體周邊，表明構造和巖漿對螢石礦的重要作用。研究區螢石礦床類型主要為巖漿期后的中—低溫熱液充填脈狀螢石礦床。

(3)研究區螢石小礦點比較多，大多為私營企業小規模開采，以往螢石礦勘查程度不高，勘查不系統。整體找礦空間仍然較大，預測區內具有良好的螢石礦找礦前景。