河南魯山大尖垛螢石礦地質(zhì)特征及找礦遠景分析

張晨曦 曹 淵 底楷潮 張 衡 王亞棟

（1.河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)勘查院；2.河南省自然資源科技創(chuàng)新中心（深部調(diào)查與評價技術(shù)方法研究））

大尖垛螢石礦床是20 世紀80 年代發(fā)現(xiàn)的一個中型螢石礦床，位于河南省魯山縣西部，車村—魯山大斷裂北側(cè)，區(qū)域上該斷裂兩側(cè)均有螢石礦點分布，是螢石礦產(chǎn)的密集發(fā)育區(qū)。前人對該區(qū)螢石礦的成礦機制、礦體特征等進行了分析研究，本文在螢石礦成礦理論和前人研究成果的基礎(chǔ)上，對該礦床地質(zhì)特征及找礦遠景進行分析，有助于區(qū)域螢石礦床的找尋工作［1-5］。

1 成礦地質(zhì)背景

研究區(qū)位于華北地臺南緣、華熊臺隆熊耳山隆斷區(qū)，成礦區(qū)帶劃屬華北板塊南部多金屬成礦區(qū)（Ⅱ1）之華北板塊南部多金屬成礦帶［3］（Ⅲ1）外方山銅鉬鉛鋅多金屬成礦區(qū)的東南角。地層分屬華北地層區(qū)豫西分區(qū)熊耳山小區(qū)，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，巖漿活動強烈而頻繁。

地層主要為中元古界熊耳群馬家河組（Pt2m）中基—中酸性火山巖。在北部出露有太古界太華群（Ar2th）變質(zhì)巖系；中元古界汝陽群以碎屑巖為主的陸源碎屑巖—碳酸巖建造，自下而上為云夢山組（Pt2y）、白草坪組（Pt2b）、北大尖組（Pt2bd）。該區(qū)處在崤山—魯山拱斷束和欒川—薄山陷褶斷束的接合部位，因此斷裂構(gòu)造發(fā)育，而褶皺構(gòu)造不甚明顯，主要的斷裂為橫貫該區(qū)的車村大斷裂及其派生的次級斷裂。車村斷裂為一區(qū)域大斷裂，走向北西西—南東東。受斷裂影響，斷裂帶巖石破碎，變質(zhì)程度較深，片理化發(fā)育。由于該斷裂的多次重復(fù)活動，導(dǎo)致斷裂帶的兩側(cè)均發(fā)育了一系列的多組次級斷裂（圖1）。這些斷裂為后期的礦液重復(fù)活動、疊加成礦創(chuàng)造了有利條件，成為該區(qū)熱液礦床的主要控礦構(gòu)造。

區(qū)內(nèi)巖漿活動具多期次，大面積分布的特點，最早是侵入到太華群變質(zhì)巖系中的基性、超基性巖呈小巖體、巖脈及偉晶巖脈產(chǎn)出。到中元古代，熊耳群火山巖大面積噴發(fā)和噴溢，形成了一套巨厚的中基-中酸性火山巖，并伴隨有安山玢巖、閃長玢巖、鈉長斑巖等次火山巖脈的侵入。加里東期有花崗閃長巖侵入到熊耳群火山巖中；到燕山晚期，粗粒黑云母似斑狀花崗巖大規(guī)模侵入，形成花崗巖基，之后又有肉紅色中細粒二云母花崗巖侵入。早期巖漿侵入時伴隨的巨大熱能加熱圍巖中活動的地下水，產(chǎn)生巨大的溶解能力，從圍巖中吸取有用組分，在斷裂帶中沉淀堆積成金屬或非金屬礦床。而后是大規(guī)模巖漿侵入并固結(jié)之后殘余巖漿和巖漿期后含礦熱水又沿新的斷裂構(gòu)造帶貫入，充填交代，形成巖脈和礦脈。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

大尖垛螢石礦為一大脈型中低溫?zé)嵋撼涮畹V床，產(chǎn)于中元古界熊耳群火山巖中，其礦體形態(tài)、產(chǎn)狀嚴格受斷裂破碎帶控制。

2.1 地 層

礦區(qū)主要為中元古界熊耳群馬家河組（Pt2m）中基-中酸性火山巖及沉積巖夾層。按巖性組合自下而上將其分為3個不同的巖性段（圖2）。

馬家河組一段（Pt2m1）由杏仁狀玄武安山巖組成。

馬家河組二段（Pt2m2）按巖性又可分為2 個小巖性段，下部主要由1套噴發(fā)相的中酸性火山碎屑巖和火山熔巖組成，上部由凝灰質(zhì)粉砂巖組成；自下而上可分為爆發(fā)和噴溢2 個亞相。下部爆發(fā)亞相的巖性主要為英安流紋質(zhì)凝灰角礫巖、英安質(zhì)凝灰角礫巖；上部噴溢亞相的巖石，主要為英安流紋質(zhì)火山角礫熔巖、英安流紋巖、英安巖等。

馬家河組三段（Pt2m3）按巖性又可分為2 個小巖性段，下部為噴溢亞相的杏仁狀玄武安山巖，上部由1 套噴發(fā)-沉積相巖石組成，以凝灰質(zhì)泥板巖為主，夾有凝灰質(zhì)粉砂巖、凝灰質(zhì)含粉砂泥板巖等。

2.2 構(gòu) 造

礦區(qū)位于車村大斷裂的北側(cè)，區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造不發(fā)育，地層組呈向北東緩傾（傾角5°～20°）的單斜構(gòu)造，斷裂影響處產(chǎn)狀有所變化。由于斷裂構(gòu)造的影響，區(qū)內(nèi)地層多呈斷塊產(chǎn)出。

區(qū)內(nèi)斷裂依走向大體可分北西向、北東向2 組。其中北西向有F1、F2、F3、F4、F5、F116 條，北東向有F6、F7、F8、F9、F10、F126 條斷層。每組中的斷層性質(zhì)不盡相同，早期斷裂具多期次活動特點，力學(xué)性質(zhì)已幾經(jīng)改變；晚期斷裂主要形成于成礦期后，主要的斷層特征如下。

F1斷層為礦區(qū)內(nèi)主要斷裂。呈北西—南東向展布，縱貫礦區(qū)，至南東區(qū)外與車村斷裂復(fù)合；向北西數(shù)公里外延伸至汝陽縣境內(nèi)。斷裂破碎帶寬幾米到十幾米，傾向大體230°，傾角65°左右，沿走向、傾向均具明顯的分枝復(fù)合，膨脹收縮等特征。斷層上盤下降，下盤上升，區(qū)內(nèi)可見垂直斷距大于70 m，力學(xué)性質(zhì)分析斷裂形成過程比較復(fù)雜，在礦區(qū)橫3線和橫4 線之間，由于分枝復(fù)合呈“多”字形，斷層面呈舒緩波狀，平直光滑，多見斜向擦痕，斷層破碎帶被螢石石英脈（或礦脈）充填；在主礦脈兩側(cè)1～2 m 范圍內(nèi)，有數(shù)條和主礦脈平行的幾公分到十幾公分厚的小脈體，脈體（或礦體）中有很多橢球狀和渾圓形的蝕變圍巖角礫，這些特征表明成礦前，斷層屬壓扭性質(zhì)；除上述的橢球狀和渾圓形圍巖角礫外，脈體中尚有棱角狀圍巖角礫，大者直徑可達數(shù)米，棱角保存極好，斷層上盤下降，下盤上升，顯示成礦時斷層力學(xué)性質(zhì)變?yōu)閺埿?，且具多次活動特點。多處可見成礦后斷層又將脈體（或礦體）切開，斷面平直光滑，布滿斜向擦痕，破碎帶很窄，有些地方呈一線狀閉合，這說明成礦之后斷層又重新活動，力學(xué)性質(zhì)又變?yōu)榕ば?，因此F1斷層是一個多次活動，力學(xué)性質(zhì)幾經(jīng)改變的斷層。

F2、F3、F4、F5、F11均為正斷層。其中F2斷裂破碎帶中充填有螢石石英脈；F3、F4、F5斷裂破碎帶表現(xiàn)為硅化和褐鐵礦化熱液蝕變，僅在F3、F11蝕變破碎帶中見有星點狀分布的方鉛礦。

F6、F7、F9、F10、F12屬正斷裂，僅F8屬于逆斷裂。本組斷裂的共同點是斷層面比較平直光滑，斜向擦痕明顯，斷裂破碎帶窄，斷層角礫巖沒有北西向斷裂發(fā)育，破碎帶中多見構(gòu)造透鏡體被密布和斷層面平行及斜交的2組剪理切割成直徑幾厘米的碎塊；經(jīng)力學(xué)性質(zhì)分析，F(xiàn)6、F7、F9、F10雖屬正斷裂，但先后經(jīng)受了張、扭、壓3 種力的作用，形成復(fù)雜的構(gòu)造現(xiàn)象，破碎帶內(nèi)沒有螢石石英脈充填，多見硅化和褐鐵礦化現(xiàn)象，它們切割了北西向斷裂，并切斷礦脈。

總體看，區(qū)內(nèi)斷裂以正斷裂為主，北西向斷裂將區(qū)內(nèi)巖層切割成階梯狀，北東向的F6和F7斷裂將巖層切割成地壘形。成礦前，北西向斷裂以壓扭為主，北東向斷裂以張扭性為主；成礦時，北西向斷裂以張性力為主，北東向斷裂表現(xiàn)為壓性；成礦后2 組斷裂均表現(xiàn)為扭和扭壓性質(zhì)，構(gòu)造應(yīng)力作用不強烈，所以斷裂構(gòu)造雖重新活動，但對礦體的破壞作用并不大。

2.3 脈 巖

礦區(qū)內(nèi)脈巖僅白色螢石石英脈，主要為沿F1斷裂帶貫入，產(chǎn)狀230°∠65°，縱貫整個礦區(qū)，呈北西—南東向延伸數(shù)公里。斷裂破碎帶中的螢石石英脈體膨大收縮、分枝復(fù)合、尖滅再現(xiàn)，變化很大，最厚處達10 m，脈體中螢石含量不均。

另外幾條螢石石英脈與F1斷裂破碎帶中的螢石石英脈走向大體平行，脈石成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造也大體一致，只是規(guī)模小，螢石含量低，所以尚未發(fā)現(xiàn)有工業(yè)礦體賦存。

2.4 圍巖蝕變

礦體頂?shù)装鍑鷰r為凝灰質(zhì)泥質(zhì)板巖和英安流紋巖，均遭到不同程度的蝕變，與礦有關(guān)的蝕變?yōu)楣杌?，次為綠泥石化和高嶺土化，另外還可見到絹英巖化、碳酸鹽化等。硅化的強弱與晚期細粒晶質(zhì)-隱晶質(zhì)的石英脈體的大小成正比，蝕變強烈時，圍巖失去原巖面貌，全部變?yōu)楣栀|(zhì)巖石，自脈壁向外，蝕變很快減弱，其蝕變范圍與蝕變強度成正比，當蝕變強烈時，其蝕變范圍相應(yīng)大一些。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

區(qū)內(nèi)螢石礦體主要賦存于F1和F2斷裂帶內(nèi)，其中F2斷裂帶內(nèi)的螢石石英脈規(guī)模小、厚度薄、螢石含量低，沒有工業(yè)礦體賦存。已有的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3個工業(yè)礦體均賦存于F1斷裂帶內(nèi)。

3 個礦體實為一個具分支復(fù)合的脈狀礦體，主礦體為Ⅰ號，東支礦體為Ⅱ號，西支礦體為Ⅲ號。礦體產(chǎn)狀和F1斷裂破碎帶產(chǎn)狀完全一致（圖3），由于多次分枝復(fù)合，無論是在平面上還是在剖面上看，都呈多字形，礦體具明顯的膨縮特征，在分枝復(fù)合部位，礦體厚度顯著增加，相應(yīng)礦石質(zhì)量也好。

Ⅰ號礦體總長620 m，產(chǎn)狀為230°∠65°，沿走向和傾向呈舒緩波狀，頂部傾向近于直立，向下很快轉(zhuǎn)向北東，再往下則又轉(zhuǎn)向南西，礦體平均厚度4.79 m，CaF2平均品位64.44%。

Ⅱ號礦體長145 m，產(chǎn)狀比較穩(wěn)定，大體為220°∠65°，厚度變化小，礦體一般為1.8～3 m，平均厚度為2.3 m，CaF2平均品位78.75%。

Ⅲ號礦體地表長170 m，礦體厚度1.5～3 m，礦石質(zhì)量較好，CaF2＞85%，礦體沿傾向和走向變化基本相同，在分支復(fù)合部位，礦體變厚，質(zhì)量變好，礦體厚度和礦石質(zhì)量變化都不大，礦體向深部還有一定延伸。

礦體品位、厚度沿走向和傾向都具有厚度越大品位越高之特征，一般來說，在礦脈分支、復(fù)合部位，礦體膨大，品位相對較高，但是過了分支復(fù)合部位，隨之而來的就是礦體狹縮，品位隨之下降。

3.2 礦石特征

3.2.1 礦石組分特征

礦石礦物成分比較簡單，主要由螢石和石英組成，夾少量的圍巖角礫。螢石是唯一可利用的礦石礦物，以淡黃色、無色、淡綠色為主，次為淡紫、深綠和深紫色。多呈自形和半自形粒狀分布，顆粒較粗。石英呈白色、無色和灰色、乳白色等，他形-半自形，粒狀分布。

圍巖角礫主要為螢石和球粒狀英安流紋巖，少量凝灰質(zhì)泥板巖和乳白色塊狀石英，角礫大小不一，大者幾米。圍巖角礫多呈渾圓狀，少數(shù)棱角和次棱角狀，蝕變主要為硅化、螢石化，次為絹云母化、綠泥石化和鉀長石化。其中硅化強烈者，石英全部替代原巖中的礦物成硅質(zhì)巖。螢石和石英角礫呈棱角狀，被后期的細粒他形的石英膠結(jié)。

礦石有用組分為CaF2，平均含量62.93%，有害組分為SiO2。

3.2.2 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)主要為碎裂結(jié)構(gòu)，變晶結(jié)構(gòu)，碎粉結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造以塊狀、角礫狀、條帶狀為主，次為環(huán)帶狀、櫛殼狀，少量晶洞狀。

3.2.3 礦石類型

礦石類型分為原生和風(fēng)化2 種，原生礦石為塊狀、條帶狀、角礫狀等；而風(fēng)化礦石多為疏松粒狀。

4 礦床類型、控礦因素及找礦標志

4.1 礦床類型

依據(jù)礦石礦物組合，螢石產(chǎn)于石英脈中，脈體受斷裂帶控制明顯，因此礦床成因類型屬中低溫?zé)嵋盒?，其工業(yè)類型為石英-螢石大脈型礦床。

4.2 控礦因素

分析成礦物質(zhì)，礦區(qū)大面積分布的花崗巖顯示氟來自巖漿期后富揮發(fā)份的汽水熱液；區(qū)域范圍廣泛分布的熊耳群及碳酸鹽巖石，是鈣質(zhì)的主要來源，它可以通過地下水和巖漿熱液沿構(gòu)造帶循環(huán)淋濾而轉(zhuǎn)移到熱液中去，從而形成了富含成礦物質(zhì)的含礦熱液，在合適的構(gòu)造空間充填成礦。

南部的車村大斷裂是該區(qū)螢石礦的導(dǎo)礦構(gòu)造，和車村斷裂相交的F1斷裂，有較寬的斷裂破碎帶，為礦液的運移和賦存提供了良好的空間，同時也為礦體的賦存提供了理想的空間。

綜上所述，區(qū)內(nèi)控礦的主要因素為巖漿活動及斷裂作用雙重控制。

4.3 找礦標志

綜上所述，車村斷裂及兩側(cè)次級斷裂帶是尋找螢石礦的遠景區(qū)；斷裂帶及其兩側(cè)的張性斷裂是散礦和容礦構(gòu)造，在該區(qū)侵入斷裂破碎帶中的螢石-石英脈及各類螢石礦化，是找礦的唯一標志；斷裂破碎帶沿走向和傾向分支復(fù)合部位是成礦的最有利部位。

5 找礦前景分析

統(tǒng)觀區(qū)內(nèi)螢石礦床和礦點，礦床類型屬中低溫?zé)嵋盒统涮蠲}狀礦床，主要分布在車村斷裂帶及兩側(cè)，受次級斷裂破碎帶控制，在熊耳群火山巖、加里東期花崗閃長巖、燕山期花崗巖中均有礦脈賦存，和巖性關(guān)系不大，成礦時代應(yīng)歸于燕山晚期，有的可能更晚；成礦物質(zhì)可能來源于燕山晚期粗粒黑云母似斑狀花崗巖巖漿期后的熱水溶液。觀察分析礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造、礦物成分，絕大多數(shù)礦體都是多期次、多階段疊加而成的。沿車村斷裂帶，車村、上湯、中湯、下湯的地下水（熱水和冷水）均為高氟水。所以該區(qū)螢石礦的尋找應(yīng)該在大斷裂帶及斷裂兩側(cè)進行。

從淺部采礦坑硐及勘探坑道所揭露的礦體觀測情況看，礦體沿傾向沒有控制，Ⅰ、Ⅱ號礦體還沒有完全復(fù)合，綜合分析Ⅰ、Ⅱ號礦體要在海拔標高500 m 以下才能完全復(fù)合。在礦體復(fù)合部位還會有大量礦石存在。若用少量的鉆孔對礦體深部進行控制就可能擴大礦床遠景，使礦體規(guī)模達到大型。

除大尖垛螢石礦床外，區(qū)內(nèi)已知的螢石礦點還有很多，尤其是礦區(qū)南面的江溝礦點，地表采坑富礦平均厚度達2.5 m，長度已控制100 m。其次灶君廟、紡車懷里溝、中湯、上湯等礦點，都具有找礦遠景。

6 結(jié)語

通過對魯山縣大尖垛螢石礦地質(zhì)特征及找礦遠景的分析，找到了大尖垛螢石礦的礦床成因類型及主要分布部位，確立了找礦標志及成礦環(huán)境，為今后尋找該類型礦床提供了一定的依據(jù)。隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，對螢石的需求持續(xù)增長，因此螢石資源儲備勢在必行。建議大尖垛螢石礦床加大勘查、研究力度，力爭實現(xiàn)新的突破。