河南省桐柏县顾老庄萤石矿地质特征及成因浅析

李军 夏晓梅 程成

（河南省地质矿产勘查开发局第五地质勘查院，河南 郑州 450000）

摘 要：矿区位于华北地台与秦岭褶皱带的接合部位。矿区北西向、北西西向、北东向构造发育，北东向断裂是本区萤石矿的赋矿构造。通过工程揭露，区内圈出K1、K2、K3三个萤石矿体，矿体形态呈脉状、透镜状。初步研究认为该矿床属低温热液裂隙充填型萤石矿床。燕山晚期花岗岩体、发育于碳酸盐岩中的北东向构造破碎带是重要的找矿标志。

关键词：萤石矿 断裂构造 地质特征 顾老庄 河南桐柏

Abstract： The mining area is located at the junction of North China platform and Qinling Mountains fold belt. The north west direction， northwestern and northward structure of the mining area are developed， and the NE trending fault is the ore bearing structure of the fluorite ore in this area. Through the project， three fluorite ore bodies of K1， K2 and K3 are found in the area， and the form of the ore body is in the form of pulse and lens. The preliminary study holds that the deposit belongs to the cryogenic hydrothermal fissure filling type deposit. The late Yanshan granite body and the north-east tectonic fracture zone developed in carbonate rocks are important ore prospecting markers.

Keywords： Fluotite deposit； Faulted structure； Geological features； Gu Lao-zhuang； Tongbai County of Henan province

中圖分类号：P619.215 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2018）05-0-02

河南省桐柏县顾老庄萤石矿位于豫南萤石矿成矿带[1]，该成矿带位于陕西省洛南县—河南省信阳市一线，呈NW-SE向展布。本文通过对这一地区的萤石矿的成矿地质条件进行分析研究，总结萤石矿的成矿规律，浅析其成因，为该区萤石矿的找矿勘探工作提供参考资料。

一、区域地质概况

顾老庄萤石矿位于秦岭褶皱带与华北地台相连接的地带，华北地台地层划分属华北地层区豫西分区渑池—确山小区，秦岭褶皱带地层划分属北秦岭地层分区桐柏—商城小区[2]。区域构造纲要图见图1。区域内北秦岭地层区出露地层主要为中元古界宽坪岩群、下古生界二郎坪群、第四系等地层。

区域上构造以断裂为主，主要有北西向的栾川—确山—固始断裂带和北西西向的瓦穴子—鸭河口—明港断裂带，其中，栾川—确山—固始断裂是华北地台南缘与北秦岭褶皱带分界的深断裂。除上述区域性大断裂外，更次级的北东向、北北东向断裂也很发育。区域性的深大断裂在后期的构造运动中皆有强度不同的活动，尤其是燕山期的构造活动为萤石矿的形成提供了条件[3]。

区域上岩浆活动十分频繁，有晋宁期、加里东期、海西期、燕山期等多期次的岩浆侵入和喷发活动，其中又以燕山晚期侵入的花岗岩规模最大。

该区是豫南地区重要的金属、非金属矿产基地，现已探明的各类矿藏43种，其中，铁矿石储量1000万t以上，花岗岩储量16亿m3以上，萤石储量在300万t以上。

二、矿区地质特征

1.地层

研究区分布地层主要为北秦岭地层区中元古界宽坪岩群四岔口岩组（Pt2-3s）、谢湾岩组（Pt2-3x）、下古生界刘山岩组（Pz1l）。

1.1中元古界宽坪岩群四岔口岩组（Pt2-3s）

下部岩性为黑云斜长角闪片岩、夹黑云斜长片岩、白云石英片岩；上部岩性为白云石英片岩、白云石大理岩及黑云斜长片岩，底部为石英片岩。地层厚度500左右m。

1.2中元古界宽坪岩群谢湾岩组（Pt2-3x）

下部岩性主要为石榴黑云或二云石英片岩，夹斜长角闪片岩、大理岩透镜体；上部岩性主要为斜长角闪片岩、黑云母大理岩夹白云石英片岩等。地层厚度500～650m。

1.3下古生界刘山岩组（Pz1l）

主要岩性为斜长角闪片岩夹角闪斜长变粒岩、磁铁角闪变粒岩、二云钠长变粒岩及大理岩透镜体。厚度平均760m。

2.构造

桐柏县顾老庄金属矿区共发现3条断裂带与矿物形成有密切关系[4]，下面就3条断裂带进行具体阐述如下：

（1）F1断裂带，是一条北东东向断裂带，此断裂带地处回龙乡札棚—顾老庄一带，多赋存在大理岩中。F1断裂带，倾向在155到185°范围内，倾角70～90°，长约1.1km，宽约2到10m，常伴有摆动现象。围岩蚀变类型为硅化、萤石矿化、碳酸盐化。

（2）F2断裂带，是一条北东向断裂破碎带，此断裂带地处顾老庄—凉水泉一带，东部沿大理岩与白云斜长片岩接触带分布，西部赋存于大理岩中。破碎带长约0.4km，宽约2到3m，倾向120°到170°，倾角65到85°，该断裂带向西延伸，与F1断裂带有交汇。围岩蚀变类型为硅化、萤石矿化、碳酸盐化、绢云母化。

（3）F3断裂带，位于千杆岭寨西，赋存于大理岩中，局部沿大理岩与斜长角闪岩片岩接触带分布，近南北向，出露长约500m，宽1～8m，倾向100°，倾角70～90°。该断裂带围岩蚀变为孔雀石化、碳酸盐化、萤石矿化、硅化。

3.岩浆岩

燕山晚期侵入岩分布廣泛，规模较大，代表性岩体为位于矿区西部的铜山花岗岩体（γ53）。该岩体呈近等轴状，北部、东部侵入于中元古界熊耳群、汝阳群中，西部、南部侵入于宽坪岩群中，岩性为细粒斑状花岗岩、中粒花岗岩等。该岩体与区内的萤石矿生成有密切的内在联系，沿岩体的内外接触带有铅、锌和萤石矿化。

三、矿床特征

1.矿体特征

该区3条控制的萤石矿体分别为K1、K2、K3，其分布情况如图2所示：

K1矿体：萤石矿充填于北东东向断裂破碎带F1中。F1破碎带倾向150～190°左右，倾角多在75～90°，破碎带长约1.0km，宽1～10m。萤石矿体沿断层破碎带充填，呈透镜状，不十分稳定，在主断裂的次级裂隙中，也多充填萤石脉，局部膨大，形成厚大矿囊。该矿体长约850m，厚1.74m，倾向延伸50m左右，品位33.45%，矿石类型，以致密块状构造为主。矿体顶底板均为大理岩。

K2矿体：萤石矿充填于北东向断裂破碎带F2中。F2破碎带倾向130～165°左右，倾角多在65～75°之间，破碎带长约450m，宽1～5m，萤石矿体沿断层破碎带充填，该矿体长约400m，厚1.26m，沿倾向延伸50～200m，品位33.96%，矿石类型以致密块状构造为主。矿体顶底板均为大理岩。

K3矿体：萤石矿脉充填于北北东向断裂破碎带F3中。该破碎带倾向100°左右，倾角65～85°，破碎带长度约450m，宽1～15m。萤石矿沿断层破碎带充填，矿体长约70m，厚3m，倾向延伸约50m，品位51.19%，矿石类型为萤石-石英型矿石，条带状构造。矿体顶底板为大理岩，局部为斜长角闪片岩。

2.矿石特征

2.1矿石的矿物成分

矿石矿物较为简单，为萤石，含量一般在35～79%。萤石呈浅紫、浅绿、灰白、灰、紫色，多具半自形至自形晶粒状，少量它形粒状，粒径0.l～3.0mm。负突起，均质性。脉石矿物主要有石英、绢云母、高岭石等，石英含量30～60%，绢（白）云母含量2～10%，高岭石含量1～6%。此外还见有角闪石、方解石、白云石、黄铁矿、榍石、角闪石、金红石等矿物，含量一般小于l%。

2.2化学成分

从矿石化学成分分析结果（表1）看，矿石化学成分主要由CaF2、SiO2组成，其次为Al2O3、CaO，另外含一定量的Fe2O3、MgO。

2.3矿石结构构造

矿石结构主要有粒状变晶结构、片状粒状变晶结构、鳞片粒状变晶结构三种。矿石主要构造为块状构造、条带状构造，次要构造有片状构造。

3.围岩特征

矿体主要产于谢湾岩组大理岩中。夹石主要为不够工业利用价值的低品位矿体，数量较少。

4.矿化蚀变特征

与萤石矿化有关的矿化还有硅化、高岭土化、绢云母化、碳酸盐化等，是作为寻找萤石矿的直接标志。

（1）硅化：由于矿脉严格受构造断裂控制，所以一般矿脉本身硅化较强，特别是断层角砾大量被石英质胶结凸露地表，并在矿脉中有大量的石英脉伴生，有的石英与萤石两者组成似文象状，此种矿石就难以手选。

（2）高岭土化和绢云母化：这两种蚀变作用往往是在矿脉的顶部、底板围岩中分布，成白—灰白色，或沿顶底板围岩附近的节理裂隙分布，为硅铝质围岩受中低温热液影响发生轻微的交代作用之故。凡属矿脉两侧围岩，均有见此种蚀变，但波及范围小。

（3）碳酸盐化：主要在矿脉顶底板围岩及矿脉本身，或有碳酸盐薄膜和少量的方解石脉出现，这些钙质薄膜为热液交代围岩使其钙质分泌而形成。

上述各种矿化特征在各处萤石矿内都有存在，另外各处萤石脉壁两侧围岩还常有褪色现象。萤石矿的热液蚀变有不同程度的差异，但一般波及范围都是极有限度地表现在矿脉本身及矿侧，往往蚀变与矿化同时发现。

四、矿床成因及找矿前景分析

1.构造条件

矿区萤石矿化严格受断裂控制。矿体形态、产状与构造带一致，厚度亦随着构造破碎带宽度变化而变化，具明显的构造控矿特征。

2.围岩条件

萤石矿对容矿围岩有明显的选择性，萤石矿最有利的直接围岩为碳酸盐岩，其较致密、性脆，在多期次的火山活动和构造作用下易破碎，形成较大规模的破碎带。这些破碎带孔隙度大，渗透性好，矿液易于流通和富集。同时，碳酸盐岩为萤石矿形成提供了充足的Ca2+粒子。

3.成矿过程

本区燕山期岩浆侵入活动十分强烈，在岩浆作用下，区域性的栾川、瓦穴子等深大断裂可进一步活化[5]。当岩浆热液沿着构造有利部位侵入时，岩浆自身的结晶分异作用及从围岩中萃取的挥发性组分CO2、F-、Cl-、H2O等沿断裂破碎带运移，在流经碳酸盐岩时，热液又俘获了Ca2+等粒子，当热液中F-、Ca2+等粒子的浓度达到沉淀所需的地球物理化学条件时，在岩体的内外接触带、构造断裂带等开放空间沉淀富集，形成低温热液充填型萤石矿床。

4.找矿方向及标志

①地表出露的萤石矿体以及受物理、化学风化作用形成的萤石块、萤石重砂异常是直接的找矿标志。

②发育于碳酸盐岩中的北东向断裂破碎带，是寻找该类矿床的重要标志。

③燕山期火山活动为萤石矿提供了物质来源，因此，区域内的燕山期花岗岩体周围是寻找萤石矿的有利部位。

参考文献

[1]王吉平，商朋强，熊先孝，等.中国萤石矿床成矿规律[J].中国地质，2015，42（1）18-32.

[2]河南省地质矿产局.河南省区域地质志[M].北京：地质出版社，1989.

[3]王志光，崔毫，徐孟罗，等.华北地块南缘地质构造演化与成矿[M].北京：冶金工业出版社，1996.

[4]李军，曾文青，赵志强，等.河南省确山县后李河—桐柏县焦庄一带萤石矿预查报告[R].郑州：河南省地质矿产勘查开发局第五地质勘查院，2015.

[5]唐尧，熊先孝，王吉平，等.我国萤石矿床特征及资源潜力分析[J].有机氟工业，2014，（4）56-60.