河南省嵩县八道沟萤石矿成矿地质特征及矿床成因研究

黄 令，杨正稳

（河南省地质矿产勘查开发局第三地质勘查院，河南 郑州 450000）

1 区域地质背景

该矿区属于熊耳山变质核杂岩及变质火山岩群，位于马超营断裂带北侧，华北地台南缘。区域内岩石组合及构造种类较多，主要受地形构造运动的影响，产生类型多样的岩浆岩，比如武燕山期岩浆活动。这些有利的地质构造条件促成了该区域矿产的形成。

该区域内岩石种类繁多，岩浆活动较为频繁。岩体类型主要有花山岩体和寨凹隐伏岩体。五丈山岩体属于花山岩体，五丈山以南为隐伏岩体与合峪岩体在深部相连成为一体，将熊耳山分为两个矿区：一个是中部金成矿区（以花山岩体为中心），另一个是西部银、铅、金成矿区（以寨凹隐伏岩体为中心）。岩浆活动提供的热源和运移动力对该区岩层成矿起到了非常关键的作用。

2 矿区地质特征

该矿区处在外方山断隆的中西部位置，大庄—中胡背斜的北段，南靠华北地台南缘。矿区出露底层为中元古界熊耳群鸡蛋坪组厚层状深灰色英安岩，第四系（Q）主要分布沿沟谷两侧及沟谷洼地。矿区为一单斜构造，底层产状倾向北东，倾角22～40°，矿区断裂构造发育，中部为一区域性东西向断裂F1，在矿区出露厚度一般为5～10m，局部可达20m以上，具有明显膨大收缩现象。该断裂倾向NW345°～355°，倾角85°，是萤石矿的主要控矿构造。在英安岩中存在着一系列层间剪切构造带，其方向大都由北向西或由北向东，此剪切带经强硅化形成长达数百千米的石英脉。矿区萤石矿主要蚀变以钾化、硅化为主，还有绿泥石化和绢云母化。

2.1 地层分布

该矿区内出露的地层为中元古界熊耳群鸡蛋坪组，结构比较单一，以厚层状深灰色英安岩为主，岩石结构多为块状构造、斑状结构、霏细微嵌晶结构。其中斑晶晶径为0.3～3mm，斑晶含量约为15%～20%，以斜长石、钾长石为主，形状大多呈半自形板状，其基质成分以长石、石英为主，还有部分暗色矿物。在沟谷洼地或沿沟谷两侧分布有少量第四系（Q），主要成分为砂砾、黄土、英安岩碎石等，一般厚度不超过3m。

2.2 地质构造

该区受到马超营断裂的影响，次一级的线性构造发育较好，矿区内存在着多条石英脉和1条断裂带，为矿液的运移和存贮提供了极大的便利，创造了必需的储存场所和输送管道。

矿区内地表出露的F1含萤石矿化构造带呈舒缓波状东西向展布，是该区主要萤石矿化构造带，长3500m，宽5～10m，倾角85°～90°，倾向NW345°～355°。

石英脉：在安山岩或英安岩中存在着一系列层间剪切构造带，其方向大都由北向西或由北向东，此剪切带经强硅化可形成长达数百千米的石英脉。该石英脉宽2～3m，倾角22°～40°，倾向NW254°～325°，该工作区内发现6条石英脉，其中辉钼矿含量丰富，以往地质勘探中曾发现6个钼矿体。

2.3 岩浆岩

该区北部和南部有少量燕山期正长岩和正长斑岩出露。工作区几公里范围有规模较大的燕山期合峪花岗岩体出露。该区域主要受地形构造运动的影响，产生类型多样的岩浆岩。岩浆岩活动提供的热动力条件、热液来源和部分物质等有利的地质构造条件促成了该区域萤石矿床及钼矿床的形成。

2.4 围岩蚀变

该矿区矿化蚀变带的分布以断裂构造带为核心呈脉状分布。蚀变类型主要包括钾化蚀变、硅化蚀变、绢云母化和绿泥石化等。构造带的厚度及与矿体的距离决定着围岩蚀变的强度和规模。矿体越厚，距矿体越近，围岩蚀变越强，反之亦然。

3 矿体特征

萤石矿：区内共发现了1条含萤石构造带，该构造带上圈定了两个萤石矿体，编号分别为Ⅰ号萤石矿体和Ⅱ号萤石矿体。

Ⅰ号萤石矿体呈脉状，沿走向长约800m，沿倾向延伸200m，倾角85°～90°，倾向NW345°～355°；厚度为2～13.6m，平均厚度10.49m，厚度变化系数为0.73；赋存标高为315～550m，矿体平均品位为41.4%，矿体工程平均CaF2品位为30.89%～57.63%，品位变化系数为0.49%。

Ⅱ号萤石矿呈透镜状，控制长度约130m，延深约60m，产状与Ⅰ号一致；赋存标高为440～555m，厚度为3m；矿体工程平均CaF2品位为30.62%～32.08%，矿体平均品位为31.35%。

4 矿石质量及矿石特征

矿石构造主要为致密块状构造，由萤石及石英等不完整结晶体紧密堆积而成，另有少量准致密状构造、斑杂状构造、条带斑杂状构造、条带状构造、碎裂构造。矿石结构主要为自形-半自形中细粒结构，还有环带状结构、熔蚀状结构、它形不等粒结构等。

矿区萤石的硬度约为4，比重为3.06t/m3，玻璃光泽，主要有灰白色、浅绿色、浅紫色以及无色浅透明/半透明等。

矿石矿物成分较为简单，主要为萤石，含量为30.89%～57.63%，其次为石英、钾长石、高岭土等。矿石多呈浅紫色、浅绿色，玻璃光泽，性脆，品质一般。

矿石化学成分主要为CaF2、SiO2、Fe2O3、P、S等。主要萤石矿体矿石中CaF2含量为30.89%～57.63%，矿体平均品位为41.40%；SiO2含量占比为43.04%～65.19%，矿体平均品位为54.12%；Fe2O3含量占比为0.03%～0.05%，矿体平均品位为0.04%；P含量占比为0.01%～0.02%，矿体平均品位为0.02%；S含量占比为0.09%～0.12%，矿体平均品位为0.11%

矿体围岩包含不同种类的蚀变岩石，萤石细脉虽然穿插其中，但与其他矿体界线分明。

（1）矿体上盘围岩的主要成分是绢云母高岭石化英安岩和少量硅化蚀变英安岩。绢云母、高岭石化英安岩厚度为0.55～24.28m，硅化蚀变英安岩厚度为0.26～2.71m。

（2）矿体下盘围岩主要成分为硅化英安岩，还有少量绢云母和高岭石化英安岩。硅化英安岩平均厚1.31m，蚀变英安岩平均厚7.63m。

该矿区从宏观上看矿化连续性较好，很少有矿体内夹石的情况出现，但是存在局部矿体膨胀收缩的特性。在穿脉坑道发现有断续产出团块状和条带状的不规则萤石矿体，蚀变英安岩在矿带中所占比例出现明显增多的情况。在一些地表探矿工程中，也发现石英脉内有钼矿化，分布在石英裂隙面中，多呈薄膜状、细脉状、侵染状产出。该区域钼矿化沿走向及倾向一般伴随石英脉产出。除钼矿化，该区未发现其他有益共、伴生矿产。

5 矿床规模

经此次核查，全区共控制1个萤石矿带，萤石工业矿体2个。截至2019年12月31日，矿区共估算萤石工业矿资源储量（332）+（333）矿石量148.62万t，CaF2矿物量59.84万t，平均品位为40.26%，均为保有储量，其规模达到中型矿床规模。

6 矿床形成

6.1 成矿条件

（1）地层。该区域主要地层是以英安岩、安山岩、流纹岩为主的岩浆岩，岩性致密，性脆，较易形成宽大构造破碎带，为构造的形成提供了有利条件。

（2）成矿物质来源。矿区附近存在大面积的燕山期花岗岩，显示F元素很可能来自岩浆后期挥发出的汽水热液；区域范围内广泛分布有熊耳群及碳酸盐岩石，是Ca元素的主要来源，Ca元素通过地下水和岩浆热液沿构造带循环淋滤而转移到热液中去，从而形成了富含成矿物质的含矿热液，在合适的构造空间充填，为成矿提供了丰富的元素条件。

（3）构造。该区萤石矿体附存于F1断裂带中，矿体厚度、产状等形态与构造带严格一致，具有典型的构造控矿特征。F1断裂带为张性断裂，为后期矿液的充填、冷却、富集提供了有利的容矿空间。

6.2 成矿过程

该区域燕山期岩浆侵入活动强烈，形成了大量富含F元素的汽水热液挥发组分流体，并在运移、充填的过程中与围岩、碳酸盐中的Ca元素混合、熔融，在复杂的物理、化学条件下形成CaF2矿液。

断裂构造带形成的前期，受构造活动挤压，深切入矿液处，少部分矿液沿破碎带上升，随着周围环境温度的降低而逐步冷却，形成了第一阶段的少量的小规模矿体。然后构造活动继续加强，将第一阶段形成的矿体揉碎并重新凝结，形成了大量胶结状萤石矿体，后期构造活动继续加强并转为张性，容矿空间进一步加大，汇集大量的成矿物质形成第二阶段萤石工业矿体，其中主要含量为块状萤石、胶结状萤石。最终构造活动减弱，少量矿液在断裂构造的裂隙中充填，形成后期的细脉状、网脉状萤石脉体。

通过查阅之前的成矿温度测试资料发现，矿区萤石矿床属于中低温岩浆热液充填型矿床，其形成温度约为240～113℃。

6.3 找矿标志

（1）细脉状萤石矿化、风化萤石砂砾及围岩强烈硅化的构造带是最直接的找矿标志特征。

（2）伴随强硅化、高岭石化、萤石矿化的次一级断裂破碎带是寻找该类矿床的重要方向。

7 结束语

该区域位于马超营断裂北侧，次级构造极为发育。燕山期花岗岩为成矿元素富集提供了动力，断裂构造为矿石富集提供了容矿空间，故该区域萤石找矿潜力巨大。经研究发现，该区域因多期次的岩浆活动及构造活动，除萤石矿，还发育有石英脉型钼矿床及地热资源，为以后的勘查工作指明了方向。