欒川楊山螢石礦成礦地質(zhì)特征研究及找礦前景評價

段世輕，謝朝永，吳 昊

（1.河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南鄭州450001；2.河南省地質(zhì)調(diào)查院，河南鄭州450001；3.中原能礦東非礦業(yè)有限公司，河南鄭州450001）

河南省嵩縣楊山螢石礦位于華北地臺南緣，華熊臺隆外方山隆斷區(qū)[1]。區(qū)域上巖漿巖活動頻繁而強烈，新太古代太華雜巖、中元古代（鈉鐵閃石）正長花崗巖（ξγPt2）、新元古代變輝長（綠）巖分布廣泛。中生代侵入巖為合峪花崗巖基，早期有石英閃長巖（δοK1）、正長花崗巖（ξγK1），晚期為二長花崗巖巖（ηγβK1）；以晚期二長花崗巖巖（ηγβK1）與成礦關(guān)系密切。受區(qū)域性黑溝—欒川斷裂帶和馬超營斷裂帶影響（見圖1），次級斷裂構(gòu)造發(fā)育；以北西向、近東西向為主的次級斷裂為熱液型多金屬礦化和螢石礦化提供了良好的賦存空間。

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

嵩縣楊山螢石礦區(qū)大面積出露合峪花崗巖基中的二長花崗巖（ηγβK1），為賦礦圍巖，溝谷出露第四系沖積及坡積砂礫石層；區(qū)內(nèi)發(fā)育斷裂構(gòu)造，有北西向F1和F3斷裂和北東向F2和F4斷裂兩組，均以礦化蝕變破碎帶的形式出現(xiàn)，斷裂性質(zhì)以壓扭性為主、張性為次。斷裂構(gòu)造特征見表1。

2 礦脈特征

表1 楊山螢石礦區(qū)構(gòu)造及礦脈特征一覽表[3]

礦區(qū)內(nèi)有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四條礦脈，其空間分布、產(chǎn)狀變化、賦礦圍巖和蝕變特征等分別受F1、F2、F3、F4斷裂控制（見表1）。礦脈特征綜述如下：

（1）礦脈沿走向和傾向均呈舒緩波狀；規(guī)模較大的Ⅲ礦脈中膨大狹縮特征明顯，其他礦脈略具膨大狹縮之特征。膨大部位礦體厚度大。

（2）礦脈內(nèi)主要為螢石礦化，在Ⅲ礦脈東段局部見滑石、石膏礦化。螢石礦化多呈條帶狀、網(wǎng)脈狀分布，亦有呈厚大脈狀及透鏡體分布；滑石、石膏礦化多呈細脈狀疊加于螢石礦化中。

（3）各礦脈礦化強度沒有明顯區(qū)別，但礦脈的近頂板部位、膨大部位、構(gòu)造角礫巖發(fā)育部位、強蝕變部位和傾角由陡變緩部位礦化明顯增強。

（4）蝕變沿礦脈呈線型分布，以硅化、絹英巖化為主，次為碳酸鹽化。硅化表現(xiàn)為隱晶質(zhì)玉髓和石英細脈，絹英巖化多為絹云母和細小石英集合體，碳酸鹽化多呈方解石細脈。硅化、絹英巖化與螢石礦化關(guān)系密切。

（5）各礦脈中均有螢石礦體賦存。規(guī)模大的Ⅲ礦脈中賦存有Ⅲ1、Ⅲ2兩個主要礦體，規(guī)模小的Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ礦脈中分別賦存有Ⅰ1、Ⅱ1、Ⅳ1一個次要礦體。

3 礦體特征

區(qū)內(nèi)Ⅰ1、Ⅱ1、Ⅲ1、Ⅲ2、Ⅳ1五個螢石礦體的空間分布、形態(tài)特征和產(chǎn)狀變化嚴格受礦脈控制。Ⅲ1、Ⅲ2為主要礦體，敘述如下：

Ⅲ1礦體：賦存于南區(qū)小干溝以西Ⅲ礦脈的北西段，與東段同一礦脈中的Ⅲ2礦體間距約1190m。礦體由探槽TC308、TC306、TC306-1、TC304、TC304-1、TC302、TC302-1、TC300、TC300-1、TC301、TC301-1 和 坑 道ZYM1、PD1000、PD970、PD930 及 鉆 孔ZK3001、ZK3041 控制。礦體沿走向和傾向呈舒緩波狀。礦體走向310°，傾向220°，傾角一般70°，局部65°或80°。礦體呈似層狀，走向長616m，最大斜深342m，埋深0～378m，賦存標(biāo)高1094～712m。工程控制結(jié)果表明，礦體沿走向和傾向連續(xù)分布，沿傾向未封閉。礦體厚度具東厚西薄和局部地段膨大狹縮之特征。單工程（樣線）厚度0.70（ZYM1-H64）～2.44m（TC300），平均1.33m，厚度變化系數(shù)23.37%，形態(tài)復(fù)雜程度簡單。礦石礦物為單一螢石，以紫色為主，局部見白色及淡綠色。礦石類型以螢石—石英型為主，次為石英—螢石型，局部見呈透鏡狀分布的螢石型。單工程（樣線）CaF2品位23.71%（PD1000-H1）～75.79%（PD970-H58），平均41.36%，品位變化系數(shù)28.57%，屬均勻型。礦體頂、底板圍巖均為二長花崗巖，二者界線清晰。礦體內(nèi)無夾石和天窗，也無后期構(gòu)造破壞和巖脈穿插。

Ⅲ2礦體：礦體賦存于南區(qū)小干溝以東至大干溝南Ⅲ礦脈的南東段。礦體由探槽TC404、T400-1、TC401-1、TC405 和坑道PD1163、PD1100、PD1062、PD1026 及 鉆孔ZK4062、ZK4021、ZK4022、ZK4001、ZK4011、ZK4012、ZK4052控制。礦體沿走向和傾向呈舒緩波狀。礦體走向295°，傾向205°，傾角一般70°，局部60°或75°。礦體呈似層狀，走向長812m，最大斜深543m，埋深0～626m，賦存標(biāo)高1153～711m。工程控制結(jié)果表明，礦體沿走向和傾向總體連續(xù)分布，但局部存在無礦（礦化）段和分支復(fù)合特征。無礦（礦化）段位于402勘探線近地表部位，走向長約133m，傾向延伸約117m。分支復(fù)合特征見于PD1163CM5、PD1100CM3和CM6、PD1062CM5、PD1026CM3 及402 勘 探 線ZK4021 與ZK4022 部位，分支間隔3.31（ZK4022）～11.12m（ZK4021）。礦體厚度變化大，總體具有中部厚兩側(cè)薄和上薄下厚之特征。沿走向厚大部位位于礦體中部402、401勘探線，間距約200m；沿傾向位于1100～990m標(biāo)高的PD1100坑道與ZK4011鉆孔之間，段高約110m。單工程（樣線）厚度1.21（TC404）～6.34m（ZK4022），平均3.34m，厚度變化系數(shù)53.55%，形態(tài)復(fù)雜程度中等。在1100m 標(biāo)高的PD1100 坑道及以下揭露出了礦體的厚大部位，使礦體厚度增加約2倍。礦石礦物為單一螢石，局部見有滑石和石膏。螢石以紫色為主，少量白色及綠色，淡綠者多位于礦體的膨大部位。礦石類型以螢石—石英型為主，次為石英—螢石型，少量脈狀及透鏡狀分布的螢石型。單工程（樣線）CaF2品位25.67%（ZK4011）～69.77%（PD1163CM4），平均46.43%，品位變化系數(shù)34.28%，屬較均勻型。礦體頂、底板圍巖多為礦脈中的螢石礦化碎裂巖，部分地段為礦脈外的二長花崗巖。礦體與前者多呈漸變過渡關(guān)系，與后者界線清晰。礦體內(nèi)無天窗，也無后期構(gòu)造破壞和巖脈穿插，見有7 個夾石?？商蕹膴A石有5個，分 布 于PD1163CM5、PD1100CM3 和CM6、PD1062CM5、402勘探線的ZK4021和ZK4022部位，推斷長23.67～150m，最大厚度4.18～9.27m；小于剔除厚度的夾石有2個，分布于ZK4021和ZK4011部位，厚度0.63m 和0.86m；巖性主要為碎裂二長花崗巖，多有螢石礦化。

4 礦石特征

4.1 礦石礦物特征

礦石礦物主要為螢石，在Ⅲ2礦體中局部有少量滑石和石膏。一般北西向礦體中，螢石以紫色為主，少量無色和灰色，局部見綠色；北東向礦體中，以紫色為主，少量白色。螢石多為半自形—他形粒狀，粒經(jīng)0.2～2.5mm，少量大于3mm，總體有紫色粒度細、綠色粒度粗的特征。綠色螢石多呈透鏡體、脈狀及團塊狀分布，紫色螢石多呈條帶狀、網(wǎng)脈狀及角礫狀分布?；首孕伟鍫?，大小（0.03 mm×0.05mm）～（0.2mm×0.5mm），與螢石礦物相伴分布。石膏呈板狀、板柱狀，長軸0.2～1.4mm，沿裂隙呈細脈狀分布。

脈石礦物主要有硅質(zhì)（隱晶狀玉髓）、石英、長石（鉀長石和斜長石）、絹云母，少量方解石等。硅質(zhì)（隱晶狀玉髓）和多數(shù)細粒狀石英及方解石為熱液活動形成，多呈條帶狀、團塊狀、細脈狀、網(wǎng)脈狀伴隨螢石礦物分布。長石（鉀長石和斜長石）和少量石英為賦礦圍巖角礫、碎塊和粉狀物中的礦物。絹云母呈鱗片狀交代長石，為熱液變質(zhì)作用形成的礦物。

4.2 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

4.2.1 礦石結(jié)構(gòu)

巖礦鑒定結(jié)果表明，礦石有半自形—自形粒狀結(jié)構(gòu)、自形粒狀結(jié)構(gòu)、粒狀集合體結(jié)構(gòu)及半自形—他形粒狀結(jié)構(gòu)。

半自形—自形粒狀結(jié)構(gòu)、自形粒狀結(jié)構(gòu)和粒狀集合體結(jié)構(gòu)者多呈塊狀和條帶狀分布，粒徑0.4～5mm，多數(shù)晶體可見菱形解理。

半自形—他形粒狀結(jié)構(gòu)者多呈細脈狀、網(wǎng)脈狀、細脈浸染狀和條紋狀分布，粒徑0.2～2.5mm，部分晶體可見菱形解理。

4.2.2 礦石構(gòu)造

主要有塊狀、條帶狀、細脈—網(wǎng)脈狀構(gòu)造，局部可見角礫狀構(gòu)造。構(gòu)造特征分述如下：

（1）塊狀構(gòu)造：螢石呈稠密浸染狀、厚大脈狀和透鏡狀集合體分布，其間有星散狀、斑塊狀、細脈狀及不規(guī)則狀的脈石礦物充填，構(gòu)成塊狀構(gòu)造（見圖2）。該構(gòu)造多見于礦脈的近頂板及膨大部位。

圖2 塊狀螢石礦

（2）條帶狀構(gòu)造：不同粒度或不同顏色的螢石集合體條帶及硅質(zhì)條帶相間分布，構(gòu)成條帶狀構(gòu)造（見圖3）。條帶寬幾厘米至幾十厘米不等。該構(gòu)造多見于礦脈的近頂板部位，條帶沿走向和傾向一般平行礦脈產(chǎn)狀定向展布。

圖3 條帶狀螢石礦

（3）細脈—網(wǎng)脈狀構(gòu)造：螢石集合體呈細脈狀、網(wǎng)脈狀沿蝕變巖、構(gòu)造巖裂隙充填，構(gòu)成細脈狀、網(wǎng)脈狀構(gòu)造（圖4）。細脈寬0.1～2cm不等。該構(gòu)造分布普遍，與塊狀和條帶狀構(gòu)造呈漸變過渡關(guān)系，多見其兩端或一側(cè)。

（4）角礫狀構(gòu)造：主要有圍巖角礫和螢石礦角礫，被螢石、硅質(zhì)（隱晶質(zhì)玉髓）及方解石膠結(jié)，構(gòu)成角礫狀構(gòu)造（圖5）。角礫多呈棱角狀，少量次棱角狀；大小0.5～5cm 不等。一般圍巖角礫多被螢石和硅質(zhì)膠結(jié)，螢石礦角礫多被硅質(zhì)和方解石膠結(jié)。該構(gòu)造多見于礦體的膨大及頂板部位。

4.3 礦石化學(xué)成分

圖4 網(wǎng)脈狀螢石礦

圖5 角礫狀螢石礦

區(qū)內(nèi)賦礦圍巖均為二長花崗巖；礦石礦物為單一螢石；蝕變類型主要為硅化和絹英巖化，碳酸鹽化普遍但不強。因此，組成礦石的化學(xué)成分不復(fù)雜。礦石化學(xué)多項分析表明（見表2），構(gòu)成礦石的化學(xué)成分主要為CaF2和SiO2，少量Al2O3及CaCO3、K2O、Na2O等。CaF2含量一般45%左右，少量30%或大于60%；SiO2含量與CaF2含量基本接近（如表2 中的HQ1 和HQ4），一般45%左右，含量高低總體與CaF2含量呈反比（如表2 中的HQ2和HQ3）。

表2 礦石化學(xué)多項分析結(jié)果表

礦石中有害雜質(zhì)S、P 含量平均為0.02%和0.007%，符合YB/T5217-2005 螢石塊礦中FL-80 的品級要求。有益元素Cu、Pb、Zn、Ag含量低，不具有綜合評價意義。

4.4 礦石類型

4.4.1 自然類型

依據(jù)礦石的主要礦物組合，區(qū)內(nèi)主要為螢石—石英型和石英—螢石型礦石，少量螢石型礦石。依據(jù)礦石的構(gòu)造特征，可分為塊狀礦石、條帶狀礦石、細脈—網(wǎng)脈狀礦石及角礫狀礦石，局部有稠密浸染礦石、條紋狀礦石、斑塊狀礦石等。按構(gòu)造劃分的主要礦石特征分述如下：

（1）塊狀礦石：自形粒狀及半自形—自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。螢石礦物含量大于65%。脈石礦物多呈角礫狀、碎?；蚍蹱钗锓植加谖炇V物間，亦有硅質(zhì)（玉髓）呈斷續(xù)條帶或細脈分布。該類礦石多為螢石型，呈透鏡狀、斷續(xù)厚脈狀分布于礦體的近頂板及膨大部位，約占區(qū)內(nèi)礦石量的10%～15%。

（2）條帶狀礦石：半自形—自形粒狀結(jié)構(gòu)，粒狀集合體結(jié)構(gòu)，螢石礦物集合體與硅質(zhì)條帶相間分布構(gòu)成條帶狀構(gòu)造。含量不均，當(dāng)以不同粒度、不同顏色的螢石條帶為主時含量80%～95%，當(dāng)以脈石條帶為主時含量30%～40%或更低。該類礦石若按主要礦物組合劃分，以石英—螢石型為主，少量螢石型、螢石—石英型。多近礦體頂板不連續(xù)分布，約占區(qū)內(nèi)礦石量的30%～35%。

（3）細脈—網(wǎng)脈狀礦石：半自形—他形粒狀結(jié)構(gòu)，粒狀集合體結(jié)構(gòu)。螢石呈細脈狀、網(wǎng)脈狀分布與破碎蝕變巖中，可見方解石細脈沿裂隙充填，構(gòu)成細脈—網(wǎng)脈狀構(gòu)造。螢石細脈寬0.1～2cm不等。該類礦石若按主要礦物組合劃分，以螢石—石英型為主，次為石英—螢石型。與塊狀和條帶狀礦石之間呈漸變過渡關(guān)系，約占區(qū)內(nèi)礦石量的45%～50%左右。

（4）角礫狀礦石：半自形—自形和半自形—他形粒狀結(jié)構(gòu)，角礫狀構(gòu)造。圍巖角礫、螢石礦角礫和硅質(zhì)巖角礫多呈棱角狀，個別呈次棱角狀；礫徑0.5～5cm 不等。一般圍巖角礫多被螢石和硅質(zhì)膠結(jié)，螢石礦角礫多被硅質(zhì)和方解石膠結(jié)。該類型礦石螢石含量不一，僅局部可見。

4.4.2 工業(yè)類型

礦石中CaF2含量一般45%左右，大于65%者約為10%～15%，其工業(yè)類型屬需選貧礦石。

4.5 圍巖蝕變特征

圍巖蝕變僅限于構(gòu)造破碎帶內(nèi)，呈線型分布。主要蝕變類型特征是：

（1）硅化：見于近礦體部位。表現(xiàn)形式有兩種：一是伴隨螢石礦化形成脈狀、條帶狀硅質(zhì)巖，由隱晶質(zhì)玉髓組成；二是沿破碎裂隙充填的石英和螢石—石英細脈。與礦化關(guān)系密切。

（2）絹英巖化：在破碎帶內(nèi)，其碎裂巖和部分構(gòu)造角礫的原巖主要為圍巖中的二長花崗巖，經(jīng)后期熱液變質(zhì)作用后，部分長石晶體完全或部分蝕變?yōu)轱@微鱗片狀絹云母及細小石英集合體，其石英粒徑多小于0.05mm。蝕變強的部位裂隙發(fā)育，有細脈狀、網(wǎng)脈狀螢石礦充填，亦多為礦體部位。

（3）碳酸鹽化：為礦化晚期產(chǎn)物，膠結(jié)螢石礦角礫，或呈方解石細脈沿裂隙充填。

5 礦床成因及找礦標(biāo)志

5.1 礦床成因

礦體呈脈狀、似層狀賦存于斷裂構(gòu)造破碎帶內(nèi)，賦礦斷裂以規(guī)模大的北西向為主，次為北東向及近南北向，具有斷裂規(guī)模大、構(gòu)造巖發(fā)育、蝕變強而礦化好的特征，在破碎帶的頂板部位、膨大部位、產(chǎn)狀由陡變緩部位成礦有利，其斷裂是控礦的主要因素，為成礦熱液提供了有利空間。近礦圍巖蝕變主要為中低溫?zé)嵋簵l件下形成的硅化、絹英巖化及碳酸巖化，硅化多為硅質(zhì)（玉髓）條帶與螢石集合體相間分布。根據(jù)鄰區(qū)馬丟螢石礦包裹體測溫結(jié)論[4]：包裹體均一成礦溫度在150℃～180℃，平均溫度176.3℃，礦床屬于低溫?zé)嵋旱V床。

5.2 找礦標(biāo)志

（1）地貌標(biāo)志：宏觀上硅質(zhì)頂蓋呈地貌正地形帶狀隆起，具強烈的熱液蝕變，特別是硅化要強烈發(fā)育，一般該部位螢石含量較低，卻是找尋隱伏—半隱伏螢石礦的直接標(biāo)志。

（2）構(gòu)造標(biāo)志：北東向構(gòu)造破碎帶與花崗巖接觸帶的復(fù)合構(gòu)造，控制著螢石礦體或礦脈的產(chǎn)出部位及形態(tài)。北東向的接觸帶附近，是本區(qū)顯著的找礦標(biāo)志。

（3）硅化蝕變帶：呈線性分布的含石英脈硅化蝕變帶、巖體破碎帶中分布條帶狀石英脈及石英團塊，是尋找螢石礦較好的標(biāo)志。

6 找礦靶區(qū)

Ⅰ1、Ⅱ1、Ⅲ1、Ⅲ2礦體沿傾向均未封閉，礦體延伸穩(wěn)定。找礦靶區(qū)選定礦區(qū)最低開采標(biāo)高741m以下，屬深部找礦。其中，靶區(qū)A：Ⅲ礦脈地表走向長3500m，走向仍未封閉，出露最大寬度25.5m；在Ⅲ1、Ⅲ2之間和兩側(cè)，地表有較好的螢石礦化，是找礦的首選靶區(qū)。

7 結(jié)論

楊山螢石礦最低開采標(biāo)高741m 以上探明資源量規(guī)模達到大型，基于該地區(qū)螢石礦成礦有利條件，隨著地質(zhì)勘查投入不斷加大，深部找礦成果將不斷擴大。