劉振超，李 蒙，聶艷敏，段世輕

(河南省地礦局第二地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，鄭州 450001)

1 區(qū)域地質(zhì)背景

本區(qū)地處華北板塊之華北陸塊南緣和秦嶺造山帶結(jié)合部位，方城—南召—魯山多金屬成礦帶北部，礦產(chǎn)以螢石、白云巖、滑石及金礦為主，其次有銅、鉛、鋅多金屬礦化點(diǎn)，另有煤(其中含釩)、黃鐵礦、鐵錳等。區(qū)域上屬華北地層區(qū)豫西地層分區(qū)，以中湯—拐河斷裂為界，北側(cè)屬澠池—確山地層小區(qū)，南側(cè)屬熊耳山小區(qū)[1]。區(qū)域構(gòu)造復(fù)雜，褶皺和斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，構(gòu)造線總體走向呈北西—南東向展布，一般300°～320°，構(gòu)造具體分布如圖1所示：褶皺主要有桃園溝—歪頭山背斜和湯拉寨—老孔家背斜；斷裂構(gòu)造主要有湯拉寨北—老陳家斷層(F53)、湯拉寨—大花尖斷層(F54)、李家莊北—老孔家南斷層(F56)、當(dāng)陽(yáng)寺—梁家斷層(F61)。區(qū)域上巖漿活動(dòng)劇烈，不同時(shí)代的侵入巖和火山巖十分發(fā)育。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

本區(qū)屬熊耳山小區(qū)，區(qū)內(nèi)僅出露新元古界欒川群地層，自老至新依次為：三川組(Pt3s)、南泥湖組(Pt3n)、煤窯溝組(Pt3m)，三者之間均為整合接觸關(guān)系，區(qū)域大面積分布第四系，為第四系淺覆蓋區(qū)。

2.2 構(gòu)造

本區(qū)位于中湯—拐河斷裂帶南部，次級(jí)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，區(qū)內(nèi)多為隱伏斷層，已發(fā)現(xiàn)有隱伏構(gòu)造F1+F2、F4、F5、F14、F15 5條北西向次級(jí)斷裂構(gòu)造(圖2)，均為順層構(gòu)造，上部表現(xiàn)為脆性，深部為韌性變形。主要特征如下：1)F1+F2斷裂：走向320°，傾向南西，傾角35°～55°，構(gòu)造總體表現(xiàn)為張—張扭性質(zhì)，晚期有壓—壓扭性活動(dòng)疊加；2)F4斷裂總體走向320°，傾角45°～55°。區(qū)內(nèi)鉆孔ZK04—0701控制地層產(chǎn)狀為45°，該斷裂構(gòu)造內(nèi)未發(fā)現(xiàn)螢石礦化；3)F5斷裂：總體走向320°，傾向南西，傾角35°～45°，已知主要螢石礦體(M5)賦存于該斷裂中；4)F14斷裂：總體走向330°，傾向南西，傾角35°～45°，新發(fā)現(xiàn)螢石礦體(M14)賦存于該順層構(gòu)造中。

2.3 巖漿巖

本區(qū)僅出露有新元古代雙山細(xì)粒黑云正長(zhǎng)巖(Pt3SHξπ)，面積0.071 km2，與南泥湖組侵入接觸，距本區(qū)較近的有雙山石英正長(zhǎng)巖、塔山細(xì)粒黑云正長(zhǎng)斑巖，都與螢石關(guān)系同樣密切。區(qū)內(nèi)鉆孔未見(jiàn)巖漿巖。

2.4 地球物理特征

物性參數(shù)顯示區(qū)內(nèi)圍巖碎裂淺粒巖、黑云變粒巖、黑云斜長(zhǎng)變粒巖為相對(duì)“高阻”；黑云石英片巖、黑云斜長(zhǎng)片巖、白云石大理巖、構(gòu)造角礫巖具“中高阻”特征；炭質(zhì)片巖、螢石礦具“低阻”特征(見(jiàn)表1)。

根據(jù)該區(qū)地質(zhì)特點(diǎn)，礦體頂、底板圍巖在地電斷面上為“高阻”或“中高阻”中的相對(duì)“低阻”，是成礦有利地段，而炭質(zhì)片巖和螢石礦則表現(xiàn)為“低阻”。

1.第四系；2.震旦系；3.新元古系欒川群煤窯溝組；4.欒川群南泥湖組；5.欒川群三川組；6.洛峪群三教堂組；7.洛峪群崔莊組；8.中元古系汝陽(yáng)群北大尖組；9.汝陽(yáng)群白草坪組；10.汝陽(yáng)群云夢(mèng)山組；11.官道口群龍家園組；12.官道口群高山河組；13.熊耳群馬家河組；14.早白堊世牛心山中粗粒黑云二長(zhǎng)花崗巖；15.新元古代雙山黑云正長(zhǎng)(斑)巖；16.雙山石英正長(zhǎng)巖；17.中元古代王家營(yíng)片麻狀正長(zhǎng)花崗巖；18.背斜；19.逆斷層；20.平推斷層；21.平行不整合/角度不整合；22.產(chǎn)狀；23.斷層編號(hào)圖1 區(qū)域構(gòu)造綱要圖(保安幅1∶5萬(wàn)地質(zhì)圖說(shuō)明書(shū))

巖(礦)石名稱塊數(shù)電阻率變化范圍/(Ω·m)電阻率算數(shù)平均/(Ω·m)備注正長(zhǎng)巖體61 943.9～1 945.71 944.5螢石礦石61 834.7～1 985.01 913.4大理巖45 028.6～5 082.35 060.3絹云石英片巖41 236.5～1 645.81 437.3碳質(zhì)片巖45 385.4～5 408.55 398.8二云石英片巖422 683.5～25 440.924 250.9石英片巖425 096.3～31 484.828 687.2地層露頭

3 礦床地質(zhì)

3.1 礦脈特征

區(qū)內(nèi)所有螢石礦脈均產(chǎn)于新元古界欒川群煤窯溝組(Pt3m)炭質(zhì)白云母石英片巖、二云石英片巖、二云鉀長(zhǎng)變粒巖及白云石大理等層間部位，黑云鉀長(zhǎng)變粒巖中亦有產(chǎn)出，其產(chǎn)狀與圍巖一致，呈層狀、似層狀，礦脈連續(xù)性較好，淺部礦體形狀、規(guī)模與層位相吻合，后期斷層及脈巖對(duì)礦脈破壞較小，連續(xù)性較好。螢石礦脈總體走向北西—南東，傾向南西，傾角35°～47°，厚度1.01～3.40 m，變化較小，CaF2品位20.53%～58.92%，變化亦小。

1.螢石礦體；2.推測(cè)斷層帶；3.推測(cè)斷層帶邊界；4.斷層編號(hào)/礦體編號(hào)圖2 礦區(qū)主要構(gòu)造分布圖

3.2 礦石特征

礦石以半自形—它形晶粒狀結(jié)構(gòu)為主，次為鑲嵌、包含、交代、膠結(jié)結(jié)構(gòu)、不等粒片狀粒狀變晶結(jié)構(gòu)；礦石構(gòu)造主要為條帶狀構(gòu)造、致密塊狀構(gòu)造。礦石中主要有用礦物為螢石；脈石礦物主要為云母、石英、方解石、白云石及少量長(zhǎng)石、高嶺石、榍石、磷灰石等；金屬礦物含量較低，可見(jiàn)有少量黃鐵礦、鉛鋅礦等。依據(jù)礦石主要礦物組合成分，區(qū)內(nèi)螢石礦可分為螢石—石英型、石英—螢石型；按礦石的構(gòu)造特征可分為條帶狀礦石(圖3)和致密塊狀型礦石(圖4)兩種類型，區(qū)內(nèi)礦石多以條帶狀為主。

3.3 礦體圍巖及蝕變

該區(qū)經(jīng)歷了多期構(gòu)造活動(dòng)，既有區(qū)域變質(zhì)作用，又有動(dòng)力變質(zhì)作用，礦體圍巖未見(jiàn)熱液蝕變，螢石礦化與硅酸鹽中的石英脈、碳酸鹽中的方解石細(xì)脈，彼此密切共生，呈復(fù)合體產(chǎn)出[2]，圍巖中CaF2品位為0.15%～18.74%，局部片巖中可見(jiàn)黃鐵礦化，CaF2品位略高，與螢石礦化有關(guān)的蝕變主要有鉀化、硅化、絹云母化和碳酸鹽化，蝕變帶寬度與礦體厚度成正比。主要蝕變特征分述如下：

圖3 條帶狀礦石

1)鉀化：在近螢石礦體附近，多呈脈狀，晶粒較好，局部交代螢石，致密堅(jiān)硬，具工業(yè)價(jià)值，但礦體規(guī)模較小。

2)硅化：主要在片理的裂隙中發(fā)育，多呈石英細(xì)脈，也有細(xì)粒集合體交代圍巖，常與絹云母、碳酸鹽化伴生。

圖4 致密塊狀礦石

3)絹云母化：絹云母沿圍巖層理、片理分布，或呈集體交代圍巖，而保留交代礦物的假象。

4)碳酸鹽化：方解石充填于圍巖裂隙和空洞中，也有填充于礦石的裂隙或孔洞中，并交代螢石和一些早期金屬礦物。

4 礦床成因及找礦標(biāo)志

4.1 礦床成因

本區(qū)礦床成因?yàn)槌练e改造型，特征反映如下：1)礦體形態(tài)呈層狀、似層狀產(chǎn)出，產(chǎn)狀與煤窯溝組地層相一致，螢石礦體均賦存于構(gòu)造虛脫部位。2)礦體(化)在絕大多數(shù)情況下與含礦地層無(wú)明顯界線，并且近礦圍巖未見(jiàn)熱液蝕變，礦體下部變粒巖發(fā)育。3)頂?shù)装鍑鷰r炭質(zhì)白云母石英片巖、二云石英片巖、白云石大理巖和變粒巖，片巖不但構(gòu)成礦體的頂、底板，而且為礦體中的主要夾層，側(cè)面反映了礦石的礦物成分與含礦母巖只是在礦物含量上有所差異，彼此密切共生，呈復(fù)合體形式產(chǎn)出。4)區(qū)內(nèi)有新元古代雙山細(xì)粒黑云正長(zhǎng)巖出露，巖漿作用與螢石礦的成礦關(guān)系密切，但本區(qū)已施工鉆孔中未揭露巖漿巖。

礦體在一套濱—淺海相碎屑巖—碳酸鹽巖沉積建造中形成，在成礦作用的開(kāi)始階段，含F(xiàn)的成礦物質(zhì)由新元古代火山噴發(fā)、熱水沉積[2]作用而存于欒川群地層中，在冷卻過(guò)程中，溫度降低、壓力減小，被巖漿分離出來(lái)的F離子與碎屑巖—碳酸鹽沉積建造中的Ca離子結(jié)合，形成CaF2，氟化鈣與碳酸鹽、碎屑物為同一時(shí)期沉淀物，呈化學(xué)凝膠物膠結(jié)碎屑物，或與碳酸鹽在同一物化環(huán)境下的同期產(chǎn)物；成巖期，在區(qū)域變質(zhì)作用下，再次通過(guò)運(yùn)移—富集—交代等改造作用[3]，形成層狀、似層狀、脈狀礦體，并與片狀圍巖的形態(tài)一致，屬中低溫形成的礦床。綜上所述，礦床成因類型為碳酸鹽巖石中的層控型層狀、似層狀螢石礦床。

4.2 找礦標(biāo)志

1)構(gòu)造標(biāo)志：礦體形態(tài)呈層狀、似層狀產(chǎn)出，并受新元古界煤窯溝組沉積變質(zhì)建造嚴(yán)格控制，產(chǎn)狀與煤窯溝組地層相一致，區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，構(gòu)造虛脫部位是螢石的主要容礦場(chǎng)所。

2)圍巖標(biāo)志：圍巖蝕變主要有鉀化、硅化、絹云母化和碳酸鹽化，其中大理巖發(fā)育的地層上部，炭質(zhì)片巖較發(fā)育的層位，均可見(jiàn)螢石礦體，與成礦關(guān)系較密切。

3)巖漿巖標(biāo)志：區(qū)內(nèi)僅出露新元古代雙山細(xì)粒黑云正長(zhǎng)巖，見(jiàn)礦鉆孔中未揭露巖漿巖，巖體為螢石的成礦提供了熱動(dòng)力條件和物質(zhì)來(lái)源，尚待進(jìn)一步研究[4]。

4)地球物理標(biāo)志：本區(qū)巖層不同巖性電阻率差異達(dá)5～20倍，礦體頂、底板圍巖在地電斷面上為“高阻”或“中高阻”中的相對(duì)“低阻”，是成礦有利地段，而炭質(zhì)片巖和螢石礦則表現(xiàn)為“低阻”?？梢岳卯惓７植夹螒B(tài)(巖體異常形態(tài)無(wú)規(guī)律、礦體異常形態(tài)呈線性帶狀)劃分巖層、構(gòu)造等，提供了物理基礎(chǔ)。

5)其他標(biāo)志：因地下水中融釋大量氟離子，當(dāng)?shù)卮迕穸嗑叻哐?，該特征在該區(qū)域十分明顯，可作為找礦的間接標(biāo)志。

5 結(jié)語(yǔ)

1)礦體受構(gòu)造和層位雙重控制，呈層狀、似層狀展布，屬中低溫形成的礦床。

2)本區(qū)礦體的地質(zhì)特征，均反映其成因?yàn)槌练e改造型，認(rèn)為含礦巖系屬火山噴發(fā)間歇期的沉積碎屑巖—碳酸鹽沉積，礦層產(chǎn)在碎屑巖向碳酸鹽巖過(guò)渡帶。

3)片巖與大理巖之間的層間裂隙[5]是礦體在煤窯溝組中的重要賦存部位，炭質(zhì)片巖作為典型特征巖石，在本區(qū)地層巖性電阻率差異中所具有的獨(dú)特地球物理特征，為第四系淺覆蓋區(qū)找礦提供了一種手段。