豐寧縣鳳山鎮(zhèn)一帶螢石礦地質(zhì)特征及找礦潛力

郭學(xué)輝

(華北地質(zhì)勘查局五一四地質(zhì)大隊(duì)，河北 承德 067000)

研究區(qū)位于河北省豐寧滿族自治縣鳳山鎮(zhèn)，位于冀北燕山中段，燕山臺(tái)褶帶與內(nèi)蒙地軸的接合部位，即豐寧一隆化深斷裂南側(cè)。該區(qū)域斷裂的繼承性活動(dòng)、巖漿侵入作用、混合巖化作用為該區(qū)Mo、Cu、W等多金屬礦床的形成創(chuàng)造了有利條件，是中生代燕山板內(nèi)造山帶構(gòu)造最為復(fù)雜的區(qū)段之一[1]。以往大多成礦規(guī)律的研究主要注重鉬、銀等多金屬礦床的研究，缺少對(duì)螢石礦等非金屬礦床成因的規(guī)律研究。通過此次礦產(chǎn)綜合研究鳳山地區(qū)螢石礦床的基礎(chǔ)上，對(duì)不同控礦構(gòu)造與礦床成礦規(guī)律進(jìn)行研究總結(jié)，為后續(xù)深部礦產(chǎn)勘查提供科學(xué)依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

1.1 區(qū)域地層

區(qū)域出露地層主要有太古界、古生界、中生界、第四系，由老至新簡(jiǎn)述如下。

太古界：呈東西向條帶狀廣泛分布于燕山地區(qū)及懷安—青龍一帶，是一套中深變質(zhì)巖系，可以劃分為單塔子群和雙山子群。單塔子群以斜長(zhǎng)角閃巖、黑云斜長(zhǎng)片麻巖、變質(zhì)輝長(zhǎng)巖、云母石英片巖、變質(zhì)砂巖、石英巖、變粒巖及碳酸鹽巖為主要巖石組合，原巖建造以基性—中基性侵入巖、海底基性—中酸性火山巖、深?！肷詈Ｄ嗌皫r系、沖積巖系、硅鐵建造及碳酸鹽巖系為主，變質(zhì)相屬高綠片巖相—角閃巖相[2]。雙山子群以黑云母片巖、黑云斜長(zhǎng)片巖、斜長(zhǎng)角閃巖、片麻巖與變粒巖為主要巖石組合，原巖建造以中基性侵入巖、基性一中基性火山巖及深水相泥砂巖系為主，變質(zhì)相屬角閃巖相。

古生界二疊系：研究區(qū)域古生界二疊系地層出露很少，僅分布于圍場(chǎng)縣北龍頭山—金子村二道岔一帶，下部主要巖性為灰綠色千枚狀變質(zhì)砂巖、變質(zhì)細(xì)砂巖，中部為灰黑色條帶狀泥灰?guī)r、千枚狀碳酸鹽化泥灰?guī)r、大理巖化泥灰?guī)r夾綠泥石化片巖，上部為灰、灰紫色綠泥石化變質(zhì)砂巖夾變質(zhì)巖碎屑砂巖和含礫砂巖。

中生界：分布廣，是研究區(qū)域內(nèi)主要地層，主要出露在中生代斷陷帶構(gòu)造盆地內(nèi)，是一套火山一沉積巖系。主要為侏羅系地層，由下至上有侏羅系后城組(J2h)、侏羅系白旗組(J3b)、侏羅系張家口組(J3z)。后城組由河流相及湖泊相盆地沉積的紫、磚紅色及灰綠色礫巖、砂礫巖、砂巖、粉砂質(zhì)頁巖和少量的中一酸性火山巖。白旗組上部為安山巖，下部由流紋巖、凝灰?guī)r及凝灰角礫巖所組成，巖性與層序比較穩(wěn)定。張家口組由流紋巖、粗面巖、中酸性或亞堿性火山碎屑巖所組成，間夾有薄層狀灰白色凝灰質(zhì)砂巖及紫灰色或灰綠色砂礫石。

第四系：集中分布于研究區(qū)域東西部邊緣，主要為上更新統(tǒng)洪、坡積物和全新統(tǒng)洪、沖積物。上更新統(tǒng)由褐色、淺紅褐色含礫亞粘土、黃土狀亞砂土、粉砂土和礫石層組成。全新統(tǒng)洪、沖積物由含礫黃土狀亞粘土、亞砂土、砂和礫石層組成，微具層理或不具層理，礫石大小不等，滾圓度較好，分選性差。

1.2 區(qū)域巖漿巖

區(qū)域巖漿活動(dòng)比較強(qiáng)烈，規(guī)模較大，分布范圍遍布全區(qū)，活動(dòng)時(shí)代自老至新可分為太古代、中晚元古代、海西期、印支期、燕山期。

太古代巖漿旋回：主要為基性一超基性巖體群和閃長(zhǎng)巖、中粗?；◢弾r、石英正長(zhǎng)巖、輝石正長(zhǎng)巖等正變質(zhì)巖體以及混合花崗巖。

中晚元代巖漿旋回：該期巖漿活動(dòng)大體沿尚義—赤城、大廟—娘娘廟一帶分布，西段代表性巖體有小張家口超基性巖；東段為大廟—頭溝一帶斜長(zhǎng)巖及平泉光頂山堿性花崗巖；中段為密云沙廠環(huán)斑花崗巖等深成侵入體。

海西期巖漿旋回：本期巖漿巖主要包括3套巖石系列，分別為基性—超基性巖、花崗質(zhì)巖石和堿性二長(zhǎng)雜巖。

印支期巖漿旋回：本期巖漿包括基性—超基性巖組合和花崗質(zhì)巖石組合兩套巖系。前者代表巖性為輝石巖—正長(zhǎng)輝石巖—輝石正長(zhǎng)巖—正長(zhǎng)巖；后者包括花崗巖、二長(zhǎng)花崗巖和花崗閃長(zhǎng)巖[3]。

燕山期巖漿旋回：巖漿活動(dòng)比較復(fù)雜，主要表現(xiàn)在多期次火山噴發(fā)—潛火山侵入—中深成侵入活動(dòng)，是同一巖漿源的多種表現(xiàn)形式，本旋回的構(gòu)造與巖漿活動(dòng)都比較強(qiáng)烈頻繁。

早侏羅世侵入巖：呈近東西方向展布，包括花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗巖、石英閃長(zhǎng)巖系列，以花崗巖為主，其次為石英閃長(zhǎng)巖類。產(chǎn)狀以中深成中與小巖體為主，巖基較為少見。

中侏羅世侵入巖：金多金屬礦床形成的主要母巖。主要為花崗巖、石英閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖、石英二長(zhǎng)巖，其次為閃長(zhǎng)巖類。晚侏羅世侵入巖：本階段是形成Zn、Cu、Pb、Mo、Ag、Au及Fe等礦床的主要母巖。燕山旋回中本期次最為強(qiáng)烈，分布廣泛，個(gè)體有所變大，相帶更加逐漸明顯。侵入次序依次為：大中型淺—超淺層侵入巖，如石英正長(zhǎng)斑巖、石英斑巖、石英二長(zhǎng)斑巖等；中深層侵入體，如閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗巖、細(xì)?；◢弾r、花崗閃長(zhǎng)巖等；另有各種脈巖的貫入。

早白堊世侵入巖：主要表現(xiàn)形式為小型巖體(淺—超淺層侵入巖或潛火山巖)。巖石類型有石英斑巖、閃長(zhǎng)斑巖、花崗斑巖等。

燕山期在研究區(qū)內(nèi)螢石礦的形成關(guān)系與中酸性花崗巖息息相關(guān)，對(duì)螢石礦礦床的形成起到了關(guān)鍵性或者決定性的作用。

1.3 區(qū)域構(gòu)造

鳳山鎮(zhèn)位于華北地臺(tái)北緣中段成礦帶張家口—承德成礦區(qū)的北部邊緣，崇禮—凌源緯向隆起帶與昌平—圍場(chǎng)北東向隆起帶的交換部位。區(qū)域內(nèi)構(gòu)造活動(dòng)頻繁，表現(xiàn)形式多樣，主要構(gòu)造線方向有二：一為東西向，另一為北北東向。前者主要表現(xiàn)在結(jié)晶基底構(gòu)造層及受結(jié)晶基底構(gòu)造影響的中上元古界地層以及沿東西向深斷裂帶出現(xiàn)的中生界地層的褶皺、斷裂，其構(gòu)造形跡的空間分布方向均為東西向。后者主要表現(xiàn)在受北北東向深斷裂影響而出現(xiàn)的中生界構(gòu)造盆地及分布其中的地層及構(gòu)造線方向。上述兩組構(gòu)造線方向應(yīng)是本成礦區(qū)主要構(gòu)造格架，也是本成礦區(qū)主要控礦構(gòu)造。

豐寧—隆化深斷裂：位于內(nèi)蒙臺(tái)背斜南緣。該深斷裂先后導(dǎo)致基性巖及中酸性巖的沿帶入侵，尤以海西期、印支期和燕山期的中酸性巖漿侵入活動(dòng)為劇。

大廟—娘娘廟深斷裂：位于豐寧隆化深斷裂南20 km處，二者平行排列。在中元古代和古生代末期先后導(dǎo)致基性一超基性巖漿活動(dòng)，形成基性、超基性侵入巖帶。

尚義—平泉深斷裂：為一條西起尚義，向東經(jīng)赤城、古北口、承德(市)、至平泉橫亙?nèi)〉臇|西向切割深度很大的斷裂。先后導(dǎo)致海西一印支期超基性巖漿及海西—燕山期堿性雜巖體—中酸性巖漿的沿帶入侵和噴溢活動(dòng)。

上黃旗—烏龍溝深斷裂：為一條南起深源烏龍溝，向北經(jīng)涿鹿大河南、赤城、豐寧至上黃旗分東西兩支，西分支經(jīng)御道口，東分支經(jīng)棋盤山共同延入內(nèi)蒙古，總體走向北北東。在其影響范圍內(nèi)導(dǎo)致以印支期—燕山期為主的基性—中酸性巖漿活動(dòng)[4]。

該類型螢石礦床的控礦構(gòu)造特征及礦化類型以壓性斷裂比較穩(wěn)定，張性斷裂變化較大，對(duì)控礦不利。在同一礦區(qū)內(nèi)在斷層的交叉、復(fù)合、波狀彎曲強(qiáng)烈的地段，在斷層走向轉(zhuǎn)折變化時(shí)，在轉(zhuǎn)折部位的一側(cè)或兩側(cè)都是成礦的有利地段。

2 礦化地質(zhì)特征

礦體形態(tài)、產(chǎn)狀嚴(yán)格受斷裂帶控制，呈脈狀、透鏡狀產(chǎn)出。其中研究區(qū)南部，螢石礦脈、礦化帶主要受北北西向斷裂構(gòu)造控制(如Ⅲ)；在研究區(qū)北部則主要受北東向斷裂控制(如Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ)。礦區(qū)內(nèi)延伸規(guī)模較長(zhǎng)的螢石礦體(Ⅰ、Ⅲ)呈北西向展布。呈脈狀產(chǎn)出，傾角較陡70(°)～80(°)，礦化體主要特征見表1。

3 礦石及圍巖蝕變特征

3.1 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

螢石呈淺紫色、綠色和無色透明，玻璃光澤；以自形、半自形粒狀結(jié)構(gòu)為主，它形粒狀結(jié)構(gòu)次之。礦石構(gòu)造主要有塊狀、條帶狀、團(tuán)塊狀、角礫狀、細(xì)脈狀、葡萄狀、多孔蜂窩狀構(gòu)造(見圖1)。

表1 礦區(qū)螢石礦化體特征

圖1 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造野外照片

3.2 礦石類型與礦物組成情況

研究區(qū)螢石礦礦物組成相對(duì)簡(jiǎn)單，礦石類型有：主要以螢石型和石英—螢石型，少量的方解石—螢石型。礦石礦物以綠色、紫色、無色螢石為主，脈石礦物以石英為主，少量方解石、蛋白石等。

3.3 圍巖及蝕變特征

本區(qū)螢石礦體的圍巖蝕變主要為硅化，乳白色石英或煙灰色石英呈細(xì)脈狀產(chǎn)于礦體周邊的圍巖裂隙中，或膠結(jié)斷裂帶中的圍巖角礫，硅化和石英脈是本區(qū)螢石礦找礦的重要標(biāo)志[5]。

4 礦化垂向分帶特征

受斷裂帶所控制的脈狀螢石礦體具有明顯的垂向分帶特征，按礦體在垂直方向上的特征自上而下大體可分為4部分：硅質(zhì)帽頂、頭部礦體、中部礦體和尾部礦體。硅質(zhì)帽頂在研究區(qū)較為發(fā)育且相對(duì)保存完整，其帽頂上部主要發(fā)育為硅化蝕變帶和石英網(wǎng)脈帶，可見少量硅化微細(xì)脈，主要充填在微裂隙、剪破裂面等，脈體寬度較小，密度不大，并多呈不定型膠結(jié)、穿插圍巖角礫。帽頂?shù)闹胁砍蚀帧髅}體，其中常膠結(jié)、包含大量的圍巖角礫。帽頂?shù)南虏堪l(fā)育含礦石英主脈體。硅質(zhì)帽頂從上到下，脈體寬度自上而下逐漸變寬、密度相對(duì)也逐漸減?。坏V物結(jié)晶的程度也逐漸增高；螢石開始逐漸發(fā)育，主要以硅石為主。在宏觀上硅質(zhì)帽頂大多呈現(xiàn)出地貌正地形條帶狀隆起，其鑒定特征特別明顯，雖然其自身大多無實(shí)際的開發(fā)和利用價(jià)值，但卻是最間接的尋找隱伏—半隱伏螢石礦的重要標(biāo)志之一。頭部礦體一般多為主控礦斷裂上部次一級(jí)構(gòu)造發(fā)育的地段，含礦熱液沿構(gòu)造裂隙充填，形成寬度較小的脈狀礦體，且密度相對(duì)較大的螢石礦礦脈群。頭部礦體上層以細(xì)脈狀螢石礦為主，下部多發(fā)育透鏡體螢石礦脈，向下逐漸形成螢石礦體的主礦脈。中部礦體是螢石礦體的主體部分，厚度一般在0.8～3.2 m不等，主礦體部分兩側(cè)通常往往存在規(guī)模不等且與主礦體相平行的脈狀、網(wǎng)狀的礦化體，特別是主礦體的上盤。尾部礦體多為人參須狀，主礦體相應(yīng)寬度變窄，但礦脈寬度與硅化蝕變帶的寬度逐漸變大，主礦體往往多呈楔形向深部漸漸收縮、逐漸尖滅[6]。

5 結(jié) 論

根據(jù)研究區(qū)螢石礦體礦化地質(zhì)特征分析，推斷主要出露部分屬于礦體硅質(zhì)帽頂—頭部礦體，個(gè)別(如丁家窩鋪螢石礦)探礦工程揭露的礦體中上部。因此，深部找礦潛力良好。

研究區(qū)的找礦標(biāo)志歸納如下3個(gè)方面。

1)構(gòu)造：不同級(jí)別與不同類型的構(gòu)造對(duì)研究區(qū)內(nèi)螢石礦的形成具有明顯控制作用。該種類型的螢石礦床控礦構(gòu)造特征及礦化類型多以穩(wěn)定的壓性斷裂比較存在，張性斷裂相對(duì)變化較大，對(duì)礦床的形成不利。研究區(qū)內(nèi)在斷裂的穿插、波狀彎曲、復(fù)合強(qiáng)烈的地段，在斷裂走向轉(zhuǎn)折發(fā)生變化時(shí),在轉(zhuǎn)折處的一側(cè)或兩側(cè)都是螢石礦成礦的有利位置。

2)巖漿巖：燕山期的中酸性花崗巖與區(qū)內(nèi)螢石礦成礦關(guān)系最為密切，很大程度上控制了區(qū)內(nèi)螢石礦礦床的形成。該巖體內(nèi)構(gòu)造斷裂處、巖體與圍巖地層的接觸帶處、巖體與其它侵入巖的接觸帶處是螢石礦礦體形成的有利位置，是研究區(qū)尋找熱液充填(交代)型螢石礦床的重要標(biāo)志。

3)圍巖蝕變：研究區(qū)內(nèi)圍巖蝕變類型主要為硅化，其次為絹云母化、高嶺土化、綠泥石化等，硅化與螢石礦成礦關(guān)系相對(duì)來講最為密切，是研究區(qū)內(nèi)重要的螢石礦找礦標(biāo)志。