河南确山冯岗萤石矿地质特征及控矿因素

赵 伟，黄传计，黄锦锦，胡德高

(1.河南省有色金属矿产探测工程技术研究中心，河南 郑州 450016；2.河南省有色金属地质矿产局第五地质大队，河南郑州 450016；3.河南省有色金属地质矿产局第七地质大队，河南 郑州 450016)

萤石应用领域主要有化工、冶金、建材、光学及核工业等领域，尤其在新能源和国防建设领域起到不可或缺的作用，是我国战略性矿产资源之一[1-5]。近年来，河南省开展了大量的萤石矿勘查项目，也取得了良好的找矿效果，确山县冯岗萤石矿就是其中一处[6]。

冯岗萤石矿位于河南省确山县城265°方向约35km处，属确山县竹沟镇管辖，大地构造位置位于华北陆块南缘，处于华北克拉通南缘萤石矿成矿带之河南省泌阳官庄—信阳尖山萤石矿矿集区内[7]。该萤石矿的发现使得已知的区域萤石分布更加连续，进一步丰富区域萤石矿矿集区的资料，为下一步地质工作也积累较好的找矿经验。

1 区域地质背景

1.1 区域地层条件

区域地层单元划分属于华北地层区之豫西地层分区之卢氏—明港地层小区，区域地层主要有长城系熊耳群、新元古界官道口群高山河组、栾川群及第四系。其中，栾川群煤窑沟组和大红口组与萤石成矿关系较为密切，常作为区内萤石矿体围岩。

1.2 区域构造条件

区域上位于羊册—明港断裂和蚂蚁山—大乐山断裂两个区域断裂带之间，断裂和褶皱构造均十分发育，整体构造方向为北西—南东向。基本构造格架为区域性断裂带形成的线状强变形带与构造岩片构成的弱变形带的规律组合。

1.3 区域岩浆岩条件

区域上岩浆活动十分频繁，分布着各个地质时期岩浆岩，深成岩、浅成岩、喷发岩也均很发育，其岩性类型也十分齐全，包括超基性—基性岩、中性、酸性侵入岩以及碱性岩均有出露，其中以燕山期酸性花岗岩侵入规模最大，分布最广，且与区域萤石矿成矿作用有密切关系[2,8]。

1.4 区域地球化学特征

据1:20万泌阳幅和桐柏幅水系沉积物测量资料显示，在F的地球化学图上F异常呈北西—南东西向带状分布，位于方城县古庄店—铜山岩体—天目山岩体一带。高含量带上F含量具有明显的变化梯度，即自西北向东南含量逐渐增高，区域上F异常均发育在此带的东南端，即铜山岩体和天目山岩体及其周围附近，并且异常区多与已知的萤石矿点相吻合(图1)。高含量带的两侧，F异常呈逐步降低的趋势。区内F在水系沉积物测量里各地质体内平均含量为400.13×10-6。F在区内各时代地层中含量差别较大，其高含量赋存于栾川群地层中，其余各时代地层中氟的平均含量低于区域平均含量。矿区位于1:20万水系沉积物F异常的中北部，F含量高于500ppm。

图1 1:20万水系沉积物F异常及萤石矿点分布简图

1.5 区域矿产

区域矿产资源较为发育，主要金属矿产有铁、金、银、锌、铅等，非金属矿产主要有萤石矿、石英矿、建筑石料等。

2 矿区地质

2.1 地层

矿区地层自下向上为：中元古界熊耳群(Pt2xn)岩性主要为黑云斜(二)长片麻岩、混合花岗岩等。新元古界栾川岩群南泥湖组(Pt3n)岩性包括石英二云片岩、石英岩夹白云石英片岩等，局部夹铁矿透镜体；煤窑沟组(Pt3m)岩性以白云质大理岩和硅质条带大理岩为主，为本区萤石矿主要的围岩，下部为一层厚度约1～3m的石煤层；大红口组(Pt3d)岩性以二云二长片麻岩和硅质条带大理岩为主，其次为斜长角闪片岩、角闪片岩等。第四系(Q)砂砾石层、亚黏土和亚砂土等(图2)。

图2 矿区地质略图

2.2 构造

区内断裂构造较为发育，断层走向主要为北北西向、北西向及北东向三组，区内发现了6条断层。其中，北北西向的F2和F3两条断层发现有萤石矿(化)体。

F2断层：位于F3断裂的东侧，与其呈近平行状产出，走向近南北，区内出露长度约300m，出露宽度7～40m，倾向73°～95°，倾角约52°。断裂内岩性分带性较强，从顶板至底板依次为碎裂岩、构造角砾岩及硅化碎裂岩，其中硅化碎裂岩为主要赋矿层位，层内萤石矿化均匀，CaF2品位7%～15%，平均品位11%，厚度可达35m，取样控制厚度5～7m。该断裂萤石矿品位较低，未达到工业品位，但仍可以作为较好的找矿线索，具有一定的资源前景。

F3断层：分布在矿区北东部东山头起至纱帽岭一带，出露长度约1 500m，宽0.8～14m，走向330°～12°，倾向东，倾角40°～60°，与地层产状近平行，断带内发育两条平行萤石脉，萤石脉宽0.7～5m。该断裂为主要的含矿构造之一。性质为张性正断层，带内以碎裂岩、构造角砾岩和碎裂大理岩等，围岩为大理岩、二云二长片麻岩和石英二云片岩等，蚀变以高岭土化、碳酸盐化为主，深部可见黄铁矿化，呈脉状、网脉状及透镜状产出。

2.3 岩浆岩

矿区南部出露一条石英斑岩脉(λπ)，走向北北西，长约3 000m，宽约70m，与围岩呈侵入接触关系。该石英斑岩脉位于矿区主要含矿断裂F3底板附近，对该区萤石矿的形成起到了十分重要的意义。矿区南部约6km处为燕山期铜山花岗岩基，该岩基内及周边分布了较多的萤石矿，是区域萤石矿的重要的成矿物质来源[8]。

3 矿体特征

矿区发现萤石矿体1个，编号为K1，位于F3断层破碎带内，产状受构造带控制，与F3断层产状基本一致，走向58°～182°，倾角41°～45°(图3)。出露总长度约1 100m，控制斜长150～250m；矿体赋存标高217～-18m，埋深0～200m；厚度1～5m，平均厚度1.92m，厚度变化较稳定；CaF2品位3.08%～54.08%，平均品位26.11%，品位变化较稳定。矿体围岩主要为大理岩和二云二长片麻岩。

图3 矿区2号勘探线剖面简图

矿体厚度呈现由浅至深、由南至北逐渐变厚的趋势；品位呈现由南至北逐渐变高趋势。总的规律是，厚度大处品位也相对较高。矿体深部均未封闭，由此推断矿体深部资源潜力较大。

区内萤石矿矿石矿物为萤石；脉石矿物主要有石英、方解石、黑云母、白云母等，以及少量的磁铁矿和白云石等。矿石化学成分简单，主要由CaF2与SiO2组成，其次为Al2O3、CaO、Fe2O3、MgO、K2O、Na2O等，其中主要成分CaF2与SiO2二者含量互为消长。矿石中CaF221.22%～54.08%，SiO218.28%～42.85%，Al2O31.03%～2.14%，CaO 1.14%～7.57%，Fe2O31.86%～12.44%，MgO 0.61%～2.36%，MnO 0.05%～0.76%，K2O 0.96%～3.06%，Na2O 0.54%～2.01%，其他杂质含量甚微。矿石结构主要有压碎结构，半自形—他形晶结构以及似文象结构等。矿石构造主要有条带状构造、块状构造，角砾状构造、网脉状构造次之。矿石类型主要为石英—萤石型矿石和方解石—萤石型矿石。矿区总体矿石质量属于贫矿，矿石选矿性能良好[6]。

矿体顶底板围岩蚀变强烈，蚀变类型主要为硅化、绢云母化和方解石化等，蚀变范围一般几十厘米至数米。

4 控矿因素及成矿模式探讨

4.1 控矿因素

(1)地层控矿作用：区内萤石矿主要赋存在栾川岩群煤窑沟组和大红口组大理岩中，地层对萤石矿的控矿作用十分明显。矿体围岩岩性均为大理岩，是萤石矿重要的成矿地质体[2,9-12]。

(2)构造控矿作用：区内萤石矿床直接赋存于层间断裂破碎带内，其空间分布、规模、形态和产状严格受层间断裂破碎带控制。层间断裂在走向上呈现波状弯曲的形态，其中转弯部位常形成有利成矿和储矿地段，为萤石矿的形成提供了有利的储矿空间。

(3)岩浆岩控矿作用：该区周边岩浆活动十分强烈，主要表现为燕山晚期的岩浆活动，如早白垩世铜山—天目山岩体距本区仅3～5km，该岩体的喷发活动形成富含氟的流体为萤石矿的形成提供物质来源，并且岩浆活动产生的热液为萤石矿的形成也提供的能量基础。因此，岩浆岩活动对本区萤石矿的形成具有关键的作用[12-13]。

4.2 成矿模式

萤石矿的物质来源主要是F和Ca两部分，F主要的来源是早白垩世的岩浆岩活动形成的流体[10]，Ca主要的来源为地层中的方解石。早白垩世铜山—天目山岩浆岩活动形成了富含氟等挥发分的流体，该流体通过断裂构造向外扩散至地层中的大理岩中。大理岩化学成分主要为碳酸钙(CaCO3)，热液流入后重融于热液内，以游离态的Ca2+离子和离子出现在热液内。在碳酸钙不断重融的过程中，热液内游离态的Ca2+离子和CO32-离子浓度也在不断的增加。当热液中的Ca2+离子达到过饱合或饱合状态时，容易与热液中的游离态的F-离子易于结合形成萤石。矿区萤石矿成矿要素组合为灰岩+断裂+侵入岩，属于热液充填型八面山式[14-16]。

4.3 找矿标志

(1)地层方面：新元古界栾川岩群煤窑沟组和大红口组的大理岩常作为萤石矿的围岩，是一项较重要的岩性标志[9]。

(2)构造方面：北北西向构造破碎带是本区的储矿构造，是重要的构造标志，尤其是大理岩附近的层间破碎带是重要的构造找矿标志。

(3)蚀变特征：本区主要的围岩蚀变标志包括硅化、萤石矿化及钾化，均与萤石矿化密切相关。

(4)地球化学特征方面：区域上F化探异常是本区找矿的重要间接标志。萤石矿化探指示元素组合为F、Ca、As、Sb、Y、Ag、Ba、Mo、Ce。其中矿体头部指示元素为Sb、Ba、As，近矿指示元素为Ag、Y、Ca、Ce，矿体尾部指示元素为Mo[7]。

5 找矿方向

区内萤石矿的赋存地层主要为栾川群煤窑沟组和大红口组内顺层断裂带中，地层中的顺层断裂带，尤其是大理岩中的破碎带是重要的找矿方向。萤石矿体赋存产状与地层产状较为一致，在已有萤石矿体沿走向延伸方向及其深部也是重要的找矿方向。区域上萤石矿与化探F异常较为吻合，在F异常发育的地段是萤石矿找矿的有利地段。