丰宁县凤山镇一带萤石矿地质特征及找矿潜力

郭学辉

(华北地质勘查局五一四地质大队，河北 承德 067000)

研究区位于河北省丰宁满族自治县凤山镇，位于冀北燕山中段，燕山台褶带与内蒙地轴的接合部位，即丰宁一隆化深断裂南侧。该区域断裂的继承性活动、岩浆侵入作用、混合岩化作用为该区Mo、Cu、W等多金属矿床的形成创造了有利条件，是中生代燕山板内造山带构造最为复杂的区段之一[1]。以往大多成矿规律的研究主要注重钼、银等多金属矿床的研究，缺少对萤石矿等非金属矿床成因的规律研究。通过此次矿产综合研究凤山地区萤石矿床的基础上，对不同控矿构造与矿床成矿规律进行研究总结，为后续深部矿产勘查提供科学依据。

1 区域地质背景

1.1 区域地层

区域出露地层主要有太古界、古生界、中生界、第四系，由老至新简述如下。

太古界：呈东西向条带状广泛分布于燕山地区及怀安—青龙一带，是一套中深变质岩系，可以划分为单塔子群和双山子群。单塔子群以斜长角闪岩、黑云斜长片麻岩、变质辉长岩、云母石英片岩、变质砂岩、石英岩、变粒岩及碳酸盐岩为主要岩石组合，原岩建造以基性—中基性侵入岩、海底基性—中酸性火山岩、深海—半深海泥砂岩系、冲积岩系、硅铁建造及碳酸盐岩系为主，变质相属高绿片岩相—角闪岩相[2]。双山子群以黑云母片岩、黑云斜长片岩、斜长角闪岩、片麻岩与变粒岩为主要岩石组合，原岩建造以中基性侵入岩、基性一中基性火山岩及深水相泥砂岩系为主，变质相属角闪岩相。

古生界二叠系：研究区域古生界二叠系地层出露很少，仅分布于围场县北龙头山—金子村二道岔一带，下部主要岩性为灰绿色千枚状变质砂岩、变质细砂岩，中部为灰黑色条带状泥灰岩、千枚状碳酸盐化泥灰岩、大理岩化泥灰岩夹绿泥石化片岩，上部为灰、灰紫色绿泥石化变质砂岩夹变质岩碎屑砂岩和含砾砂岩。

中生界：分布广，是研究区域内主要地层，主要出露在中生代断陷带构造盆地内，是一套火山一沉积岩系。主要为侏罗系地层，由下至上有侏罗系后城组(J2h)、侏罗系白旗组(J3b)、侏罗系张家口组(J3z)。后城组由河流相及湖泊相盆地沉积的紫、砖红色及灰绿色砾岩、砂砾岩、砂岩、粉砂质页岩和少量的中一酸性火山岩。白旗组上部为安山岩，下部由流纹岩、凝灰岩及凝灰角砾岩所组成，岩性与层序比较稳定。张家口组由流纹岩、粗面岩、中酸性或亚碱性火山碎屑岩所组成，间夹有薄层状灰白色凝灰质砂岩及紫灰色或灰绿色砂砾石。

第四系：集中分布于研究区域东西部边缘，主要为上更新统洪、坡积物和全新统洪、冲积物。上更新统由褐色、浅红褐色含砾亚粘土、黄土状亚砂土、粉砂土和砾石层组成。全新统洪、冲积物由含砾黄土状亚粘土、亚砂土、砂和砾石层组成，微具层理或不具层理，砾石大小不等，滚圆度较好，分选性差。

1.2 区域岩浆岩

区域岩浆活动比较强烈，规模较大，分布范围遍布全区，活动时代自老至新可分为太古代、中晚元古代、海西期、印支期、燕山期。

太古代岩浆旋回：主要为基性一超基性岩体群和闪长岩、中粗粒花岗岩、石英正长岩、辉石正长岩等正变质岩体以及混合花岗岩。

中晚元代岩浆旋回：该期岩浆活动大体沿尚义—赤城、大庙—娘娘庙一带分布，西段代表性岩体有小张家口超基性岩；东段为大庙—头沟一带斜长岩及平泉光顶山碱性花岗岩；中段为密云沙厂环斑花岗岩等深成侵入体。

海西期岩浆旋回：本期岩浆岩主要包括3套岩石系列，分别为基性—超基性岩、花岗质岩石和碱性二长杂岩。

印支期岩浆旋回：本期岩浆包括基性—超基性岩组合和花岗质岩石组合两套岩系。前者代表岩性为辉石岩—正长辉石岩—辉石正长岩—正长岩；后者包括花岗岩、二长花岗岩和花岗闪长岩[3]。

燕山期岩浆旋回：岩浆活动比较复杂，主要表现在多期次火山喷发—潜火山侵入—中深成侵入活动，是同一岩浆源的多种表现形式，本旋回的构造与岩浆活动都比较强烈频繁。

早侏罗世侵入岩：呈近东西方向展布，包括花岗岩、花岗闪长岩、二长花岗岩、石英闪长岩系列，以花岗岩为主，其次为石英闪长岩类。产状以中深成中与小岩体为主，岩基较为少见。

中侏罗世侵入岩：金多金属矿床形成的主要母岩。主要为花岗岩、石英闪长岩、花岗闪长岩、石英二长岩，其次为闪长岩类。晚侏罗世侵入岩：本阶段是形成Zn、Cu、Pb、Mo、Ag、Au及Fe等矿床的主要母岩。燕山旋回中本期次最为强烈，分布广泛，个体有所变大，相带更加逐渐明显。侵入次序依次为：大中型浅—超浅层侵入岩，如石英正长斑岩、石英斑岩、石英二长斑岩等；中深层侵入体，如闪长岩、二长花岗岩、细粒花岗岩、花岗闪长岩等；另有各种脉岩的贯入。

早白垩世侵入岩：主要表现形式为小型岩体(浅—超浅层侵入岩或潜火山岩)。岩石类型有石英斑岩、闪长斑岩、花岗斑岩等。

燕山期在研究区内萤石矿的形成关系与中酸性花岗岩息息相关，对萤石矿矿床的形成起到了关键性或者决定性的作用。

1.3 区域构造

凤山镇位于华北地台北缘中段成矿带张家口—承德成矿区的北部边缘，崇礼—凌源纬向隆起带与昌平—围场北东向隆起带的交换部位。区域内构造活动频繁，表现形式多样，主要构造线方向有二：一为东西向，另一为北北东向。前者主要表现在结晶基底构造层及受结晶基底构造影响的中上元古界地层以及沿东西向深断裂带出现的中生界地层的褶皱、断裂，其构造形迹的空间分布方向均为东西向。后者主要表现在受北北东向深断裂影响而出现的中生界构造盆地及分布其中的地层及构造线方向。上述两组构造线方向应是本成矿区主要构造格架，也是本成矿区主要控矿构造。

丰宁—隆化深断裂：位于内蒙台背斜南缘。该深断裂先后导致基性岩及中酸性岩的沿带入侵，尤以海西期、印支期和燕山期的中酸性岩浆侵入活动为剧。

大庙—娘娘庙深断裂：位于丰宁隆化深断裂南20 km处，二者平行排列。在中元古代和古生代末期先后导致基性一超基性岩浆活动，形成基性、超基性侵入岩带。

尚义—平泉深断裂：为一条西起尚义，向东经赤城、古北口、承德(市)、至平泉横亘全省的东西向切割深度很大的断裂。先后导致海西一印支期超基性岩浆及海西—燕山期碱性杂岩体—中酸性岩浆的沿带入侵和喷溢活动。

上黄旗—乌龙沟深断裂：为一条南起深源乌龙沟，向北经涿鹿大河南、赤城、丰宁至上黄旗分东西两支，西分支经御道口，东分支经棋盘山共同延入内蒙古，总体走向北北东。在其影响范围内导致以印支期—燕山期为主的基性—中酸性岩浆活动[4]。

该类型萤石矿床的控矿构造特征及矿化类型以压性断裂比较稳定，张性断裂变化较大，对控矿不利。在同一矿区内在断层的交叉、复合、波状弯曲强烈的地段，在断层走向转折变化时，在转折部位的一侧或两侧都是成矿的有利地段。

2 矿化地质特征

矿体形态、产状严格受断裂带控制，呈脉状、透镜状产出。其中研究区南部，萤石矿脉、矿化带主要受北北西向断裂构造控制(如Ⅲ)；在研究区北部则主要受北东向断裂控制(如Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ)。矿区内延伸规模较长的萤石矿体(Ⅰ、Ⅲ)呈北西向展布。呈脉状产出，倾角较陡70(°)～80(°)，矿化体主要特征见表1。

3 矿石及围岩蚀变特征

3.1 矿石结构构造

萤石呈浅紫色、绿色和无色透明，玻璃光泽；以自形、半自形粒状结构为主，它形粒状结构次之。矿石构造主要有块状、条带状、团块状、角砾状、细脉状、葡萄状、多孔蜂窝状构造(见图1)。

表1 矿区萤石矿化体特征

图1 矿石结构构造野外照片

3.2 矿石类型与矿物组成情况

研究区萤石矿矿物组成相对简单，矿石类型有：主要以萤石型和石英—萤石型，少量的方解石—萤石型。矿石矿物以绿色、紫色、无色萤石为主，脉石矿物以石英为主，少量方解石、蛋白石等。

3.3 围岩及蚀变特征

本区萤石矿体的围岩蚀变主要为硅化，乳白色石英或烟灰色石英呈细脉状产于矿体周边的围岩裂隙中，或胶结断裂带中的围岩角砾，硅化和石英脉是本区萤石矿找矿的重要标志[5]。

4 矿化垂向分带特征

受断裂带所控制的脉状萤石矿体具有明显的垂向分带特征，按矿体在垂直方向上的特征自上而下大体可分为4部分：硅质帽顶、头部矿体、中部矿体和尾部矿体。硅质帽顶在研究区较为发育且相对保存完整，其帽顶上部主要发育为硅化蚀变带和石英网脉带，可见少量硅化微细脉，主要充填在微裂隙、剪破裂面等，脉体宽度较小，密度不大，并多呈不定型胶结、穿插围岩角砾。帽顶的中部呈粗—主脉体，其中常胶结、包含大量的围岩角砾。帽顶的下部发育含矿石英主脉体。硅质帽顶从上到下，脉体宽度自上而下逐渐变宽、密度相对也逐渐减小；矿物结晶的程度也逐渐增高；萤石开始逐渐发育，主要以硅石为主。在宏观上硅质帽顶大多呈现出地貌正地形条带状隆起，其鉴定特征特别明显，虽然其自身大多无实际的开发和利用价值，但却是最间接的寻找隐伏—半隐伏萤石矿的重要标志之一。头部矿体一般多为主控矿断裂上部次一级构造发育的地段，含矿热液沿构造裂隙充填，形成宽度较小的脉状矿体，且密度相对较大的萤石矿矿脉群。头部矿体上层以细脉状萤石矿为主，下部多发育透镜体萤石矿脉，向下逐渐形成萤石矿体的主矿脉。中部矿体是萤石矿体的主体部分，厚度一般在0.8～3.2 m不等，主矿体部分两侧通常往往存在规模不等且与主矿体相平行的脉状、网状的矿化体，特别是主矿体的上盘。尾部矿体多为人参须状，主矿体相应宽度变窄，但矿脉宽度与硅化蚀变带的宽度逐渐变大，主矿体往往多呈楔形向深部渐渐收缩、逐渐尖灭[6]。

5 结 论

根据研究区萤石矿体矿化地质特征分析，推断主要出露部分属于矿体硅质帽顶—头部矿体，个别(如丁家窝铺萤石矿)探矿工程揭露的矿体中上部。因此，深部找矿潜力良好。

研究区的找矿标志归纳如下3个方面。

1)构造：不同级别与不同类型的构造对研究区内萤石矿的形成具有明显控制作用。该种类型的萤石矿床控矿构造特征及矿化类型多以稳定的压性断裂比较存在，张性断裂相对变化较大，对矿床的形成不利。研究区内在断裂的穿插、波状弯曲、复合强烈的地段，在断裂走向转折发生变化时,在转折处的一侧或两侧都是萤石矿成矿的有利位置。

2)岩浆岩：燕山期的中酸性花岗岩与区内萤石矿成矿关系最为密切，很大程度上控制了区内萤石矿矿床的形成。该岩体内构造断裂处、岩体与围岩地层的接触带处、岩体与其它侵入岩的接触带处是萤石矿矿体形成的有利位置，是研究区寻找热液充填(交代)型萤石矿床的重要标志。

3)围岩蚀变：研究区内围岩蚀变类型主要为硅化，其次为绢云母化、高岭土化、绿泥石化等，硅化与萤石矿成矿关系相对来讲最为密切，是研究区内重要的萤石矿找矿标志。