泌陽—確山一帶螢石礦床特征成礦規律及靶區預測

李耀輝，陳 玉，趙金洲

(1.河南省第四地質大隊有限公司，河南 鄭州 450016；2.中科云圖勘測規劃有限公司，河南 鄭州 450016；3.河南省第五地質大隊有限公司，河南 鄭州 450016)

螢石舊稱氟石[1]，主要成分是氟化鈣(CaF2)。晶體呈玻璃光澤，顏色鮮艷多變，質脆，莫氏硬度為4，熔點1360℃，具有完全解理的性質。主要用于冶金、化工和建材三大行業。在冶金工業中降低難熔物質的熔點，促進流動；在冶煉過程中脫磷，增強金屬的可煅性；在化學工業中生產氫氟酸、氟化鋁、人造冰晶石、氟化鈉和氟化鎂；在航空、航天工業中生產噴氣機液體及導彈噴氣燃料推進劑；在醫藥方面，利用氟有機化合物制造含氟抗癌藥物，含氟碳人造血液、人造心臟和骨骼；可以生產殺蟲劑、防腐、防護、助熔劑等；在水泥生產中，螢石能降低爐料的溫度，增強燒結時熟料液相粘度，促進硅酸三鈣的形成；在陶瓷工業中，它能在瓷釉生產過程中起到助色和助熔作用。

為了更好的服務地方政府，以礦業開發帶動經濟發展，本次系統地收集了泌陽—確山一帶螢石礦區的地質資料，總結了區內螢石礦床控礦因素和成礦規律，建立找礦模型，優選找礦靶區，對今后該區螢石的找礦勘查與開發提供了強有力的技術支撐。

1 區域地質特征

研究區處于華北地臺南緣與北秦嶺褶皺帶銜接部位[2-3]，中部以羊冊—明港斷裂(F2)為界，以北為華北地臺南緣，以南為北秦嶺變形帶。以近東西向盆莊斷裂(F5)為界，將華北陸塊南緣(I1)劃分為華北陸塊南緣確山逆沖推覆巖系(I1-1)及華北陸塊南緣石磙河褶皺帶(I1-2)，總體構造格架表現為橫向構造置換和順層韌性剪切流變及寬緩褶皺為特征。以F2及小董莊—邢集斷裂(F6)為界，北秦嶺褶皺將劃分為毛集(寬坪)構造巖片(I2-1)，二郎坪構造巖片(I2-2)?；緲嬙旄窦鼙憩F為透鏡狀弱應變域和線狀強應變帶的相間排列，而線狀強應變帶控制了區域構造格架的展布。區域構造以斷裂為主，局部褶皺構造發育。構造方向以北西、北東方向為主，構造類型以壓性為主，與螢石礦床的成礦關系密切(圖1)。

圖1 研究區構造單元劃分圖

出露地層以羊冊—明港斷裂(F2)為界，以南的中元古界毛集巖群、下古生界二郎坪群，歸于北秦嶺地層分區南召小區；以北的中元古界熊耳群、汝陽群和上元古界欒川群、洛峪群及震旦系、寒武系，歸于華北地層南緣分區；其中盆莊—瓦崗斷裂以北出露的中元古界熊耳群和汝陽群、上元古界洛峪群及震旦系、寒武系地層歸屬澠池—確山小區；以南出露的中元古界熊耳群、上元古界欒川群歸屬盧明小區。

與研究區有關的主要區域斷裂有中部的F2(羊冊—明港斷裂)、F6(小董莊—邢集斷裂)及北東向F5(盆莊—瓦崗斷裂)，北部的白云山逆斷裂及南部F7(大河斷裂)，控制了地層及巖體的分布，次級斷裂控制了區域螢石礦床(點)的分布[7]。

區域上巖漿活動頻繁、強烈。主要巖體有北部的白云山巖體、西南部梁灣巖體和桃園巖體，中部的銅山巖體和東部南部的天目山巖體。其中，與螢石礦成礦關系最為密切巖體為燕山晚期的銅山巖體和天目山巖體，呈巖基或巖株產出，分布最廣，規模較大，巖體內或接觸帶次級斷裂構造發育，普遍有螢石礦化，是尋找熱液充填型螢石礦的最佳部位。

區內礦產資源較豐富，以鐵礦和螢石礦為主，鐵礦、含鉀巖石集中分布在泌陽縣；熔劑灰巖、化工灰巖、白云巖、水泥用灰巖集中分布在確山縣，其中螢石礦集中分布于泌陽東部及確山縣的西南部。

2 螢石礦床特征

目前駐馬店螢石礦權有25處，探礦權2處、采礦權23處，提交螢石礦床中型14處，小型9處，累計探獲螢石礦資源量638.2萬t。主要集中分布于研究區中部，銅山巖體與天目山巖體內、接觸帶及周邊附近，自西而東主要螢石礦點有樓房溝、西王樓、柴崗、馮崗[12]、寺溝、銅山、拉車嶺、梅子川、李家灣、夏梁莊、毛家棚、周莊等，南部馬谷田一帶有張莊、雙廟、街廟、馬莊等多處小型礦床(點)。

研究區螢石礦主要為熱液充填型礦床，嚴格受構造控制，根據賦礦圍巖，主要分為燕山期花崗巖及外部圍巖其接觸帶、新元古代花崗巖、熊耳群、欒川群及二郎坪群地層等。根據螢石礦床產出地質環境不同，礦床特征分述如下(表1)。

表1 研究區主要螢石礦體特征一覽表

(1)產出在晚白堊世花崗巖及其外部圍巖其接觸帶的螢石礦。

區內晚白堊世花崗巖主要位于研究區中部—東南部的銅山巖體和天目山巖體，巖性主要為中細粒正長花崗巖，產出在晚白堊世花崗巖內部的螢石礦主要有泌陽縣銅山、拉車嶺、梅子川等螢石礦床，產出在晚白堊世花崗巖與外部圍巖接觸帶的螢石礦有確山毛家棚、周莊等螢石礦床。礦體長度一般50～500m，厚度0.5～8.5m，礦體一般走向為北西西向，該類型螢石礦一般呈陡傾角產出，傾角68°～75°，與斷層產狀一致，礦石品位一般20.44%～85.80%，礦石類型一般為石英—螢石等類型。該類型螢石礦規模中等，具有較好的工業價值，如銅山、毛家棚和周莊等螢石礦。

(2)產出在新元古界花崗巖內的螢石礦。

區內新元古界花崗巖主要位于研究區西北部的李仙橋巖體和桂花山巖體，巖性主要為片麻狀二長花崗巖，產出在新元古界花崗巖內部的螢石礦主要有泌陽縣寺東、宋樓、狗山等螢石礦。該類型螢石礦體長度一般27～380m，厚度0.42～2.7m，礦體一般走向為北北西和北東向，螢石礦體走向與區域構造一致，該類型螢石礦呈中—陡傾斜產出，傾角45°～72°。螢石礦體呈網脈狀，品位25.82%～84.82%，礦石類型主要為螢石—石英型、石英—螢石型等。螢石礦規模較小，工業價值不大。

(3)產出在新元古界欒川群的螢石礦。

欒川群分布于研究區的中北部，螢石礦主要賦存在欒川群煤窯溝組大紅口組地層中。主要有泌陽縣趙溝、西王樓、確山寺溝、后李河等螢石礦[12]。礦體長度一般80～850m，厚度0.8～5.5m，礦體走向為北西向、北北西向，該類型螢石礦一般呈緩傾角產出，傾角41°～65°，與地層產狀一致，圍巖一般為大理巖、石英片巖等，礦體呈多層狀產出，礦石品位一般26.11%～65.42%，礦石類型為方解石—螢石和石英—螢石等類型。該類型螢石礦規模較大，具有較好的開采價值。

(4)產出在下古生界二郎坪群的螢石礦。

二郎坪群分布于研究區的中南部，螢石礦主要賦存在二郎坪群大栗樹組張家大莊組地層中。主要有泌陽縣馬莊、廟街、雙廟、張崗、張莊東坡、羊鼻子嶺等螢石礦。礦體長度一般100～500m，厚度1～8.2m，礦體走向為北西向、北東向，該類型螢石礦一般呈都緩角產出，傾角29°～65°，圍巖為大理巖、片巖等，礦石品位36.25%～85.5%，礦石類型一般為方解石—螢石和石英—螢石等類型。該類型螢石礦規模中等具有較好的開采價值。

(5)產出在熊耳群、寬坪群的螢石礦。

熊耳群、寬坪群分布于研究區的中部。產出在熊耳群的螢石礦主要有確山李家灣、夏梁莊等螢石礦，產出在寬坪群的螢石礦主要有泌陽縣樓房溝、宋莊、堰塘寺螢石礦等。礦體長度一般60～600m，厚度0.5～2.4m，礦體走向為北東向，該類型螢石礦呈陡傾斜產出，傾角60°～90°，圍巖為片麻巖等，礦石品位30%～96.51%，礦石類型為石英—螢石和石英—螢石等類型。該類型螢石礦規模較小，具有一定的開采價值。

3 成礦規律及成礦區帶劃分

3.1 控制因素

3.1.1 處于螢石礦有利成礦區帶

研究區跨越河南省Ⅲ級成礦區帶：Ⅲ-63(華北陸塊南緣Au-Mo-W-Pb-Zn-Ag-Fe-Cu-U-螢石—重晶石-磷-鋁土礦等成礦區)、Ⅲ-66(東秦嶺Fe-Au-Ag-Mo-Cu-Pb-Zn-Sb-非金屬成礦帶)。涉及的Ⅳ級成礦區帶為：Ⅲ-63-?(伏牛山東南段Mo-Pb-Zn-Ag-螢石成礦亞帶)、Ⅲ-66-②(桐柏北部成礦亞區)[2]。已探明的礦床和已知的礦點、礦化點的產出多受地層或斷裂帶的控制，沿北西向構造帶呈串珠狀產出。螢石礦是本區主要礦產之一，已開發的有銅山、周莊等螢石礦床。

3.1.2 斷裂構造控礦

研究區內熱液充填型螢石礦床均與大斷裂、斷裂破碎帶有關[3]。大斷裂、斷裂破碎帶是含礦熱源的運移通道和賦礦空間。已知螢石礦床(點)、礦(化)點的分布明顯受盆莊斷裂、羊冊—明港大斷裂及小董莊—邢集斷裂三條斷裂控制。盆莊斷裂控制的礦床有泌陽縣樓房溝、宋莊、確山縣西王樓、趙溝螢石礦等。一般構造破碎帶越寬，螢石礦脈就越厚；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(圖2)。

3.1.3 巖漿巖成礦與控礦作用

研究區內與螢石礦床有直接關系的巖體為銅山巖體和天目山巖體，巖石中微量元素F含量高出平均值7倍，說明氟主要來源于花崗巖體熱液。該巖體周邊已發現尖山螢石礦(大型)、周莊螢石礦(中型)、陳莊螢石礦、尚樓螢石礦等一批螢石礦床(點)；螢石礦床多數賦存于巖體內斷層、構造破碎帶內，或巖體與圍巖地層、其他侵入巖的接觸帶附近，基本控制或影響了螢石礦體的形態，多呈脈狀、復脈狀。巖漿活動為區內成礦作用帶來大量的成礦元素，為螢石礦的形成提供了動力條件及成礦熱源。已知螢石礦均分布在上述巖體的外側或推斷隱伏巖體的上方，說明該巖體對螢石礦的成礦作用有密切關系。銅山巖體K-Ar 法同位素測年數據集中在72～90 Ma，表明其形成時代為晚白堊世。

據前人研究認為，螢石礦的成礦物質氟(F)主要來自于地幔；我國 90%的螢石礦床與中生代燕山期造山運動有關，又以燕山晚期成礦最為有利[6]。按巖性，酸性巖含 F 最高；按時代，燕山期花崗巖含F 最高，均有利于螢石成礦。黑云母是花崗巖中 F的主要攜帶者，花崗巖中黑云母所含 F 占巖石 F 含量的 40%～70%，花崗巖黑云母的多少及其成分變化，對 F 的地球化學行為，尤其螢石礦等含 F 礦物的形成與礦化，起著重要作用。已發現的螢石礦床(點)多分布于氟、鈣的高背景、高異常區內，圍巖為大理巖者，螢石品位較高，以紫紅色為主，成礦溫度偏低。

3.2 成礦遠景區帶劃分

根據螢石礦床(點)分布、控礦規律及氟異常特征，將泌陽官莊—確山周莊一帶螢石成礦區帶進行劃分(圖3)[14]。以羊冊—明港大斷裂為主劃分為南(I)北(II及Ⅲ)三大成礦帶，即張莊—廟街成礦區(I)、官莊—周莊成礦帶(II)及西王樓—寺溝成礦帶(Ⅲ)，以盆莊斷裂及羊冊—明港北東斷裂為主，進一步將官莊—周莊成礦帶(II)細分為官莊—堰塘寺成礦亞帶(II1)及銅山—周莊成礦亞帶(II2)。共劃分出7個成礦遠景區，分述如下。

3.2.1 馬谷田鎮張莊—廟街螢石成礦遠景區(I1)

位于泌陽縣馬谷田鎮張莊—廟街成礦帶(I)，分布螢石礦床(點)有張莊東坡、馬莊、羊鼻子嶺、雙廟、廟街等螢石礦點[14]，近正方形，面積約15km2。二郎坪地層張大莊組、大栗樹組，巖性斜長角閃(片)巖、混合片麻巖、大理巖、細碧巖、細碧凝灰巖等。受構造、巖體、巖脈控制明顯，本區為鐵礦普查區，螢石與鐵礦為共生礦產，螢石礦體長100～150m，厚0.3～2.0m，形態呈脈狀，透鏡狀及不規則囊狀，礦石品位CaF281.53%～96.64%。目前多處在開采螢石礦，建議對該區進行整裝勘查或綜合勘查評價，預期可獲中型螢石礦1處。

3.2.2 官莊鎮宋莊螢石成礦遠景區(II1-1)

位于官莊—堰塘寺成礦亞帶(II1)西端，分布螢石礦床(點)有狗山、宋莊、寺東公豬山等，地層為毛集群銀洞溝組黑云斜長片麻巖、斜長角閃(片)巖及大理巖。呈北西西向展布，東西長約10km，南北寬約0.3～0.5km，面積約6km2。螢石脈多呈細脈或網脈賦存于黑云母二長花崗巖及圍巖中，受次級構造破碎帶控制明顯。螢石多為紫紅色，呈細脈或網狀分布，脈寬0.5～2cm, 破碎帶長約100m，帶寬0.8～2.0m，延深約15～20m。曾有過民采，規模不大，現均已停產，進一步工作的價值不大，多為螢石礦點。

3.2.3 馬谷田鎮堰塘寺螢石成礦遠景區(II1-2)

位于官莊—堰塘寺成礦亞帶(II1)東端，螢石礦床集中分布于馬谷田鎮堰塘寺周邊及東南趙洼等，東西長約10～12km、南北寬約5～6km，面積約60km2。圍巖為黑云石英片巖夾條帶狀大理巖透鏡體，螢石呈紫紅色，呈細脈及網脈狀分布于大理巖中，采場規模較大，已停采。東部趙洼螢石礦點，有一民采豎井，深約50m，長約60～70m，紫色、淺綠色螢石呈大脈出現，螢石脈寬2m左右。礦石品位CaF267.17%～88.47%。該區處于銅山巖體東南部，并且氟異常分布面積大，強度高，濃積中心明顯，是本區第二大最有潛力的中—大型螢石礦的成礦遠景區。

3.2.4 銅山鄉樓房溝—宋莊螢石成礦遠景區(II2-1)

位于銅山—周莊成礦亞帶(II2)西端，螢石礦床主要有樓房莊、宋莊等[14]，面積約20km2。圍巖為黑云母片麻巖、二云母片巖、石英巖、大理巖，螢石礦脈走向北東、傾向南東，傾角60°；螢石礦脈厚度自東而西由厚變窄(2.4～0.8～0.4m),礦石品位CaF2由富變貧96.51%～50%～30.02%，自地表向下由富變貧。附近多為螢石礦點，進一步找礦潛力不大。

3.2.5 銅山鄉銅山—毛家棚螢石成礦遠景區(II2-2)

位于銅山—周莊成礦亞帶(II2)中部，螢石礦床集中分布，主要有下白溝、銅山、拉車嶺、梅子川、李家灣、夏梁莊、毛家棚螢石礦等[14]，因礦區范圍小而分散導致礦床規模為小到中型，如整合起來，可形成一大型螢石礦床。東西長10km、南北寬2～3km,面積約30km2。

圍巖為古元古界劉莊組黑云斜長片麻巖及黑云二長片麻巖、中元古界毛集群銀洞溝組、銅山花崗巖體。典型礦床有毛家棚螢石礦床，礦脈主要有4條，均賦存于黑云斜長角閃片麻巖或與花崗巖接觸帶。礦體規模中等，長度415～528m，延伸較淺，一般100～150 m，礦體產狀 205°～243°∠ 72°～83°。礦體厚度1.68～3.88m，平均厚 3.17m；礦石品位CaF231.75%～91.93%，平均 40.70%；銅山礦石品位CaF267.17%～88.47%。礦石類型為塊狀螢石礦是研究區內找礦潛力最大的地段。

3.2.6 確山縣任店鄉周莊螢石成礦遠景區(II2-3)

位于銅山—周莊成礦亞帶(II2)東部，主要螢石礦床為周莊，礦區有工業礦體 9 條，規模較大的礦體有 3 條(I、II1、III)。主礦體長 85～360m，斜深96～288m，礦體頂板為碎裂石英巖及斜長角閃片巖，底板為矽卡巖、 花崗巖、碎裂石英巖和大理巖。礦體產狀3l5°～325°∠11°～25°。 礦體呈層狀、鞍狀、不規則透鏡狀。 礦體厚度最大 17.85m，最小4.11m，平均 8.26m。累計查明螢石礦物資源量CaF248.7萬t，礦石品位CaF238.78%～63.46%。平均品位 50.36%，礦床規模為中型。

3.2.6 竹溝鎮西王樓—寺溝螢石成礦遠景區(III1)

處于竹溝鎮西王樓—寺溝成礦帶(III)，螢石礦床集中分布，主要有西王樓、趙溝、馮崗、柴崗、寺溝等螢石礦[12]。因礦區范圍小而分散導致礦床規模為小到中型，如整合起來，可形成一大型螢石礦床。呈北西—南東走向，長約12km，寬約2～3km，面積約30km2,趙溝螢石呈紫黑色，塊狀礦石，品位CaF268.41%～78.56%；柴崗螢石呈紫褐色，條帶狀或薄層狀，礦石品位CaF229.52%。

4 成礦預測

4.1 成礦預測依據

(1)根據螢石的賦礦地層及巖性(以大理巖為主)；主要斷裂的次級構造破碎帶是控礦儲礦構造；燕山期銅山和天目山巖體內外接觸帶及其附近次級構造是成礦有利地段。

(2)螢石礦床周邊、礦點及相似成礦構造帶；地表老硐、遺棄采坑；鐵帽等氧化蝕變帶。

(3)化探異常。 1∶5～1∶20萬水系沉積物測量氟異常特征明顯地段(圍繞燕山期花崗巖體地段為最佳)：異常梯度分帶明顯、濃積中心明顯，中心值特別高，F 0.01%～0.05%；圍繞次級構造帶發育的帶狀鉬異常也可作為尋找螢石礦的標志。如在南召方城一帶的螢石礦脈下盤常常伴生鉬礦化，因鉬礦體薄、規模小不具開采價值，但可作為找礦標志之一[14]。

4.2 成礦預測

據1∶20萬泌陽幅和桐柏幅水系沉積物測量資料顯示，研究區內共發現水系沉積物氟異常4處(表2、圖4)，水系沉積物測量氟異常呈北西—南東向帶狀展布，在銅山巖體南側(F-3)及天目山巖體南側(F-4)有兩處氟異常集中區，濃積中心明顯，梯度分帶明顯；并且在異常區已發現多處中小型螢石礦床(點)。銅山巖體中F元素平均含量2027×10-6；天目山巖體中F元素平均含量11452×10-6，氟異常濃積中心地段是尋找螢石礦床的有利地段[14]。

表2 研究區氟異常特征表

圖4 1∶20萬水系沉積物氟異常及螢石礦床(點)分布圖

根據螢石礦床分布和控礦規律，以及成礦預測依據，圈出找礦靶區3處，詳述如下。

(1)天目山巖體南側找礦靶區(A1)。

天目山巖體南側氟異常濃集區，巖體南5km,東西長10km，面積約50km2。氟濃積中心異常，找礦思路圍繞巖體周邊接觸帶、次級構造破碎帶、大理巖層間破碎帶，鉬帶狀異常分布范圍，它是本區尋找螢石礦潛力最大的地區。

(2)銅山巖體南側找礦靶區(A2) 。

該區處于銅山巖體東南部，堰塘寺成礦遠景區的東南部分，并且氟異常分布面積大，強度高，濃積中心明顯，面積約20km2。經初步踏勘，在桐柏境內發現有較多的螢石古采礦豎井或遺留的老硐，是本區第二大最有找礦潛力尋找中—大型螢石礦的地區。

(3)毛家棚—周莊找礦靶區(A3) 。

毛家棚—周莊空白區域，西有銅山巖體，東有天目山巖體，疊加羊柵—明港大斷裂從此通過，其次級北西西向構造帶十分發育，這正是尋找螢石礦床最有利的地段。經踏勘，該地段也有民采遺跡多處，在某處發現有村民偷采斜井及進下采場，螢石脈厚達2～3m，因無證關停。這是本區第三大最有找礦潛力的地區。

5 結語

通過對泌陽—確山一帶螢石礦床特征的綜合研究，總結了螢石控礦、成礦規律，圈定了進一步工作的找礦靶區。

(1)螢石礦賦礦圍巖主要分為燕山期花崗巖及外部圍巖其接觸帶、新元古代花崗巖、熊耳群、欒川群及二郎坪群地層等。

(2)螢石礦處于泌陽官莊—信陽尖山螢石礦集區，礦床均與大斷裂、次級構造破碎帶關系緊密，它們是含礦熱源的運移通道和賦礦空間。

(3)與螢石礦床有直接關系的巖體為銅山巖體和天目山巖體，巖體微量元素中F含量高出平均值7倍，說明螢石礦中的氟主要來源于花崗巖體熱液中。

(4)以羊冊—明港大斷裂為主劃分為三大成礦帶，即張莊—廟街成礦區(Ⅰ)、官莊—周莊成礦帶(Ⅱ)及西王樓—寺溝成礦帶(Ⅲ)；依據成礦帶進一步劃分為7個成礦遠景區和3個找礦靶區。