河南確山馮崗螢石礦地質特征及控礦因素

趙 偉，黃傳計，黃錦錦，胡德高

(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；3.河南省有色金屬地質礦產局第七地質大隊，河南 鄭州 450016)

螢石應用領域主要有化工、冶金、建材、光學及核工業等領域，尤其在新能源和國防建設領域起到不可或缺的作用，是我國戰略性礦產資源之一[1-5]。近年來，河南省開展了大量的螢石礦勘查項目，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，屬確山縣竹溝鎮管轄，大地構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官莊—信陽尖山螢石礦礦集區內[7]。該螢石礦的發現使得已知的區域螢石分布更加連續，進一步豐富區域螢石礦礦集區的資料，為下一步地質工作也積累較好的找礦經驗。

1 區域地質背景

1.1 區域地層條件

區域地層單元劃分屬于華北地層區之豫西地層分區之盧氏—明港地層小區，區域地層主要有長城系熊耳群、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系較為密切，常作為區內螢石礦體圍巖。

1.2 區域構造條件

區域上位于羊冊—明港斷裂和螞蟻山—大樂山斷裂兩個區域斷裂帶之間，斷裂和褶皺構造均十分發育，整體構造方向為北西—南東向。基本構造格架為區域性斷裂帶形成的線狀強變形帶與構造巖片構成的弱變形帶的規律組合。

1.3 區域巖漿巖條件

區域上巖漿活動十分頻繁，分布著各個地質時期巖漿巖，深成巖、淺成巖、噴發巖也均很發育，其巖性類型也十分齊全，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模最大，分布最廣，且與區域螢石礦成礦作用有密切關系[2,8]。

1.4 區域地球化學特征

據1:20萬泌陽幅和桐柏幅水系沉積物測量資料顯示，在F的地球化學圖上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，區域上F異常均發育在此帶的東南端，即銅山巖體和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(圖1)。高含量帶的兩側，F異常呈逐步降低的趨勢。區內F在水系沉積物測量里各地質體內平均含量為400.13×10-6。F在區內各時代地層中含量差別較大，其高含量賦存于欒川群地層中，其余各時代地層中氟的平均含量低于區域平均含量。礦區位于1:20萬水系沉積物F異常的中北部，F含量高于500ppm。

圖1 1:20萬水系沉積物F異常及螢石礦點分布簡圖

1.5 區域礦產

區域礦產資源較為發育，主要金屬礦產有鐵、金、銀、鋅、鉛等，非金屬礦產主要有螢石礦、石英礦、建筑石料等。

2 礦區地質

2.1 地層

礦區地層自下向上為：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)巖性以白云質大理巖和硅質條帶大理巖為主，為本區螢石礦主要的圍巖，下部為一層厚度約1～3m的石煤層；大紅口組(Pt3d)巖性以二云二長片麻巖和硅質條帶大理巖為主，其次為斜長角閃片巖、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 礦區地質略圖

2.2 構造

區內斷裂構造較為發育，斷層走向主要為北北西向、北西向及北東向三組，區內發現了6條斷層。其中，北北西向的F2和F3兩條斷層發現有螢石礦(化)體。

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

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

2.3 巖漿巖

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

3 礦體特征

礦區發現螢石礦體1個，編號為K1，位于F3斷層破碎帶內，產狀受構造帶控制，與F3斷層產狀基本一致，走向58°～182°，傾角41°～45°(圖3)。出露總長度約1 100m，控制斜長150～250m；礦體賦存標高217～-18m，埋深0～200m；厚度1～5m，平均厚度1.92m，厚度變化較穩定；CaF2品位3.08%～54.08%，平均品位26.11%，品位變化較穩定。礦體圍巖主要為大理巖和二云二長片麻巖。

圖3 礦區2號勘探線剖面簡圖

礦體厚度呈現由淺至深、由南至北逐漸變厚的趨勢；品位呈現由南至北逐漸變高趨勢。總的規律是，厚度大處品位也相對較高。礦體深部均未封閉，由此推斷礦體深部資源潛力較大。

區內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。礦石化學成分簡單，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。礦石中CaF221.22%～54.08%，SiO218.28%～42.85%，Al2O31.03%～2.14%，CaO 1.14%～7.57%，Fe2O31.86%～12.44%，MgO 0.61%～2.36%，MnO 0.05%～0.76%，K2O 0.96%～3.06%，Na2O 0.54%～2.01%，其他雜質含量甚微。礦石結構主要有壓碎結構，半自形—他形晶結構以及似文象結構等。礦石構造主要有條帶狀構造、塊狀構造，角礫狀構造、網脈狀構造次之。礦石類型主要為石英—螢石型礦石和方解石—螢石型礦石。礦區總體礦石質量屬于貧礦，礦石選礦性能良好[6]。

礦體頂底板圍巖蝕變強烈，蝕變類型主要為硅化、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：區內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體[2,9-12]。

(2)構造控礦作用：區內螢石礦床直接賦存于層間斷裂破碎帶內，其空間分布、規模、形態和產狀嚴格受層間斷裂破碎帶控制。層間斷裂在走向上呈現波狀彎曲的形態，其中轉彎部位常形成有利成礦和儲礦地段，為螢石礦的形成提供了有利的儲礦空間。

(3)巖漿巖控礦作用：該區周邊巖漿活動十分強烈，主要表現為燕山晚期的巖漿活動，如早白堊世銅山—天目山巖體距本區僅3～5km，該巖體的噴發活動形成富含氟的流體為螢石礦的形成提供物質來源，并且巖漿活動產生的熱液為螢石礦的形成也提供的能量基礎。因此，巖漿巖活動對本區螢石礦的形成具有關鍵的作用[12-13]。

4.2 成礦模式

螢石礦的物質來源主要是F和Ca兩部分，F主要的來源是早白堊世的巖漿巖活動形成的流體[10]，Ca主要的來源為地層中的方解石。早白堊世銅山—天目山巖漿巖活動形成了富含氟等揮發分的流體，該流體通過斷裂構造向外擴散至地層中的大理巖中。大理巖化學成分主要為碳酸鈣(CaCO3)，熱液流入后重融于熱液內，以游離態的Ca2+離子和離子出現在熱液內。在碳酸鈣不斷重融的過程中，熱液內游離態的Ca2+離子和CO32-離子濃度也在不斷的增加。當熱液中的Ca2+離子達到過飽合或飽合狀態時，容易與熱液中的游離態的F-離子易于結合形成螢石。礦區螢石礦成礦要素組合為灰巖+斷裂+侵入巖，屬于熱液充填型八面山式[14-16]。

4.3 找礦標志

(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，是一項較重要的巖性標志[9]。

(2)構造方面：北北西向構造破碎帶是本區的儲礦構造，是重要的構造標志，尤其是大理巖附近的層間破碎帶是重要的構造找礦標志。

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

(4)地球化學特征方面：區域上F化探異常是本區找礦的重要間接標志。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

區內螢石礦的賦存地層主要為欒川群煤窯溝組和大紅口組內順層斷裂帶中，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。螢石礦體賦存產狀與地層產狀較為一致，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。區域上螢石礦與化探F異常較為吻合，在F異常發育的地段是螢石礦找礦的有利地段。