王松港

摘 要：平泉市馬鞍山螢石礦位于郝家樓螢石礦區(qū)海龍溝礦段和高家溝礦段。礦體呈脈狀、網(wǎng)脈狀、透鏡狀，賦存于斷裂構(gòu)造破碎帶，且礦體的形態(tài)及產(chǎn)狀嚴(yán)格受斷裂構(gòu)造控制。礦石呈角礫狀、皮殼狀、塊狀，礦石CaF2平均品位為51.61%，屬于低溫?zé)嵋撼涮钚臀炇V床，具有一定的找礦前景。

關(guān)鍵詞：馬鞍山;螢石礦體;地質(zhì)特征

中圖分類號(hào)：P619 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2021）23-0086-05

Abstract： Ma'anshan fluorite mine in Pingquan City is located in hailonggou ore section and gaojiagou ore section of haojialou Fluorite Mining Area. The ore body exists in the fracture zone of fault structure in vein， network vein and lens shape. The shape and occurrence of the ore body are strictly controlled by the fault structure. The ore is brecciated， crusty and massive， and the average grade of CaF2 is 51.61%. It belongs to low-temperature hydrothermal filling fluorite deposit， which has a certain prospecting prospect.

Keywords： Ma'anshan;fluoriteore body;geological characteristics

螢石礦是中國(guó)的優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)，也是重要的國(guó)家戰(zhàn)略資源。隨著中國(guó)氟化工業(yè)的快速發(fā)展及螢石應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，螢石礦產(chǎn)的需求呈快速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)[1]。平泉市馬鞍山螢石礦分為南區(qū)和北區(qū)兩部分，分別位于郝家樓螢石礦區(qū)海龍溝礦段（南區(qū)）和高家溝礦段（北區(qū)）。地處平泉市區(qū)北北東向直距40 km處，礦體賦存于斷裂破碎帶內(nèi)，屬低溫?zé)嵋撼涮钚偷V床。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

河北省平泉市馬鞍山螢石礦位于郝家樓螢石礦區(qū)海龍溝礦段和高家溝礦段，大地構(gòu)造位置處于柴達(dá)木-華北板塊（Ⅲ）、晚三疊世-古新世大興安嶺-太行山板內(nèi)造山帶（ⅢB）、晚三疊世-古新世承德-武安火山噴發(fā)帶（ⅢB32）以及平泉-新城子沉積-火山盆地（ⅢB32-7）中[2]。該區(qū)域?qū)偃A北（陸塊）成礦?。á?14），冀北-遼西螢石礦成礦帶（ⅢF-5）[1]。本區(qū)歷經(jīng)多次大的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及巖漿活動(dòng)，特別是燕山期火山活動(dòng)頻繁，形成大面積火山巖系，并形成以螢石為主的工業(yè)礦床。

該區(qū)地層簡(jiǎn)單，除新近系外，主要為白堊系下統(tǒng)大北溝組（K1bУ）地層，約占80%。太古界地層僅在西部邊緣零星出露，面積小于10%，主要為太古界崇禮上巖群艾家溝巖組（Ar33a）。構(gòu)造以斷裂為主，褶皺次之。構(gòu)造方向主要為北北東向和北西向。北北東向斷裂多為逆斷層，如溫杖子-孫營(yíng)子-茅蘭溝斷層、韓家河套-吳家營(yíng)子斷裂研究郝家樓逆斷層等;北西向則多為正斷層，如李家營(yíng)子-趙家營(yíng)子正斷層、吳家營(yíng)子正斷層等。巖漿巖較為發(fā)育，在區(qū)域西部出露，主要為晚三疊世斑狀二長(zhǎng)花崗巖（πηγT3）和新太古代二長(zhǎng)花崗質(zhì)片麻巖（Ar33gnηγ）;區(qū)內(nèi)潛火山巖亦有發(fā)育，主要為早白堊世中期潛流紋巖（λk1b），呈島狀或脈狀侵入于大北溝組地層中。區(qū)內(nèi)螢石礦與該期次潛火山巖關(guān)系較為密切。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

馬鞍山螢石礦地層主要為白堊系下統(tǒng)大北溝組（K1bУ）地層，為一套火山碎屑巖系，在河邊及河谷發(fā)育有新近系沖洪積坡積物[3]。

新近系主要分布于海龍溝、高家溝溝谷兩側(cè)及山坡邊部，主要由含砂礫黃土、薄層黏土及砂、砂礫、碎石等組成。在高家溝一帶大面積出露，主要為含砂黃土層，厚度介于0.5～15.0 m，為可耕作土壤。

白堊系下統(tǒng)大北溝組（K1bУ）在海龍溝及以南，巖性主要為含礫凝灰質(zhì)粗砂巖，海龍溝北主要為凝灰角礫巖，二者相變關(guān)系見圖1。另外，含礫粗砂巖、凝灰砂巖、細(xì)砂巖地表有少量露頭。礦區(qū)北區(qū)出露巖性主要是凝灰角礫巖、凝灰?guī)r和次安山巖。區(qū)內(nèi)總厚達(dá)300 m，本巖性段覆蓋于早元古界變質(zhì)偉晶花崗巖之上。

含礫凝灰質(zhì)粗砂巖[3]如圖1（a）所示，呈黃綠、灰綠色，粗粒結(jié)構(gòu)，中厚層構(gòu)造。成分主要為長(zhǎng)石、石英，次為火山巖碎屑，分選性差。它由火山灰及少量砂質(zhì)膠結(jié)，固結(jié)較好。礫石約占10%，多為次圓狀。礫徑一般為0.2～1.0 dm，個(gè)別可達(dá)到5～10 dm。巖性為安山巖、凝灰?guī)r，少量花崗巖、片麻巖等，一般為雜亂分布。局部受構(gòu)造影響，巖石破碎呈角礫狀，并具硅化及螢石礦化，在強(qiáng)烈地段可形成螢石礦體。

凝灰角礫巖如圖1（b）所示，呈灰、灰白色，角礫狀結(jié)構(gòu)，塊狀、層狀構(gòu)造。礫石分選性差，略具方向性。礫石占65%～75%，礫徑一般為2～7 dm，多呈次棱角狀。成分主要為安山巖、凝灰?guī)r，次為粗面巖、片麻巖、花崗巖以及石英巖等。凝灰質(zhì)及少量砂質(zhì)膠結(jié)，膠結(jié)物占25%～35%。

凝灰?guī)r呈灰、灰黑色，凝灰結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物成分為蝕變輝石斑晶10%，基質(zhì)主要由斜長(zhǎng)石、石英以及綠泥石組成。沿裂隙充填方解石，呈脈狀，脈寬為2～5 mm。巖石致密，局部有硅化現(xiàn)象，呈團(tuán)塊狀。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，主要表現(xiàn)為張性正斷層。目前，區(qū)內(nèi)共圈出11條斷層（見圖2）[4]，編號(hào)為F6、F7、F8、F9、F10、F11、F12、F13、F14、F15、F16。其中，F(xiàn)6、F7、F8、F9、F10、F11、F167條分布于馬鞍山螢石礦南區(qū)，F(xiàn)12、F13、F14、F154條分布于北區(qū)。表1為斷層特征統(tǒng)計(jì)表。

各斷層的規(guī)模、產(chǎn)狀及對(duì)礦體的影響為：F9、F11正斷層位于海龍溝北端，主要表現(xiàn)為北西向—南北向的張性斷裂;F9的北側(cè)、F11南側(cè)地表沒有明顯斷裂構(gòu)造跡象，斷裂出露不明顯。本次通過對(duì)PD690坑道調(diào)查追蹤兩斷層兩端部位發(fā)現(xiàn)，坑道內(nèi)斷裂清晰，走向基本連續(xù)，所以判斷F9、F11應(yīng)為同一斷層。

2.3 巖漿活動(dòng)及圍巖蝕變

本區(qū)巖漿活動(dòng)以侏羅紀(jì)火山噴發(fā)為主，其次為新太古代花崗巖化作用。

2.3.1 火山巖?；鹕綆r可分為噴出巖及次火山巖兩個(gè)類型。

①噴出巖。噴出巖主要為侏羅系大北溝組，巖性為凝灰角礫巖，此期火山巖活動(dòng)以爆發(fā)相為主。據(jù)巖石化學(xué)全分析，凝灰角礫巖中鈣為0.47%、氟為0.09%，所以螢石物質(zhì)應(yīng)來自巖漿期后熱液。角礫巖受構(gòu)造作用影響使得巖石破碎裂隙發(fā)育，形成良好的礦液通道和成礦空間。

②次火山巖。區(qū)內(nèi)所見次火山巖均為次安山巖，主要分布于北區(qū)中北部，呈島狀及帶狀分布。它為灰綠、灰紫色，塊狀、氣孔狀、杏仁狀構(gòu)造。斑晶多為斜長(zhǎng)石、綠泥石（輝石、角閃石蝕變礦物）等，基質(zhì)多為隱晶質(zhì);在頂面具淬火邊，圍巖具有烘烤現(xiàn)象，與圍巖為侵入接觸;在邊部并見有圍巖碎塊混入。在破碎帶及其附近，大部分具螢石礦化、硅化。因此，初步認(rèn)為螢石礦形成與此期巖漿活動(dòng)有密切關(guān)系。

2.3.2 變質(zhì)偉晶花崗巖。在南區(qū)施工鉆孔見到，地表無出露。侵入時(shí)期為新太古代，巖石呈肉紅色及灰黑色，花崗偉晶結(jié)構(gòu)、變余半自形結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦物成分主要為鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、角閃石以及石英等，鉀長(zhǎng)石結(jié)晶粗大，一般大于4 mm，多為半自形。由于變質(zhì)作用，巖石具有絹云母化、黝簾石化、綠泥石化及碳酸鹽化等蝕變。

2.3.3 圍巖蝕變。圍巖蝕變簡(jiǎn)單，主要是硅化，其次是碳酸鹽化。

①硅化。主要分布在構(gòu)造破碎帶及其附近，多呈細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀、不規(guī)則狀分布。硅化與螢石礦化關(guān)系密切，呈正相關(guān)，對(duì)礦化程度、礦體形態(tài)、規(guī)模及賦存部位起明顯的控制作用，表明圍巖蝕變是受氣水熱液作用的結(jié)果。

②碳酸鹽化。在破碎帶中多呈細(xì)脈狀、團(tuán)塊狀不規(guī)則分布。碳酸鹽化在本礦區(qū)不甚發(fā)育[4]。

3 礦床地質(zhì)特征

區(qū)內(nèi)螢石礦床賦存于含礫凝灰質(zhì)粗砂巖、凝灰角礫巖、次安山巖以及凝灰?guī)r斷裂破碎帶中，屬低溫?zé)嵋撼涮钚兔}狀螢石礦床。單個(gè)礦體的形態(tài)及產(chǎn)狀嚴(yán)格受張性構(gòu)造破碎帶控制，呈脈狀、透鏡狀產(chǎn)出，僅局部見有膨縮現(xiàn)象，并具有較強(qiáng)的硅化蝕變。南區(qū)圈定8條礦體，編號(hào)分別為V、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ-1、Ⅷ-2、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ。此外，北區(qū)圈定4條礦體，編號(hào)分別Ⅻ、[]、[]、[]。

3.1 礦體特征

礦體呈脈狀、網(wǎng)脈狀或透鏡狀，嚴(yán)格受斷層構(gòu)造控制。

V號(hào)礦體分布于南區(qū)海龍溝村南，賦存于F6正斷層構(gòu)造破碎帶，由單工程TC10探槽控制。礦體長(zhǎng)度為100 m，厚度為4.75 m，產(chǎn)狀傾向?yàn)?15°，傾角為82°，礦體賦存標(biāo)高為748～790 m，礦石品位CaF2為35.85%。

Ⅵ號(hào)礦體分布于南區(qū)海龍溝北部，賦存于F10正斷層構(gòu)造破碎帶。礦體長(zhǎng)度為100 m，厚度為1.03～2.29 m，平均厚度為1.66 m，產(chǎn)狀傾向?yàn)?50°～270°，傾角為55°～70°，礦體賦存標(biāo)高為644～736 m，礦石品位CaF2為44.83%～51.75%，平均品位為46.99%。

Ⅶ號(hào)礦體分布于南區(qū)海龍溝北部，賦存于F8正斷層?xùn)|側(cè)一小型構(gòu)造破碎帶中。礦體長(zhǎng)度為190 m，厚度為1.02～1.04 m，平均厚度為1.03 m，產(chǎn)狀傾向?yàn)?0°～95°，傾角為60°～90°，礦體賦存標(biāo)高為586～675 m，礦石品位CaF2為74.28%～97.25%，平均品位為82.39%。

Ⅷ-1號(hào)礦體分布于礦區(qū)南區(qū)中北部，賦存于F11正斷層構(gòu)造破碎帶。礦體長(zhǎng)度為45 m，厚度為1.11 m，產(chǎn)狀傾向?yàn)?05°，傾角為65°，礦體賦存標(biāo)高為668～675 m，礦石品位CaF2為35.25%。

Ⅷ-2號(hào)礦體分布于礦區(qū)南區(qū)中北部，賦存于F11正斷層構(gòu)造破碎帶。礦體長(zhǎng)度為100 m，厚度為3.06 m，產(chǎn)狀傾向?yàn)?05°，傾角約為40°，礦體賦存標(biāo)高為595～626 m，礦石品位CaF2為34.77%。

Ⅸ號(hào)礦體分布于礦區(qū)南區(qū)海龍溝村北，賦存于F9正斷層構(gòu)造破碎帶。礦體長(zhǎng)度為180 m，厚度為1.07～1.84 m，平均厚度為1.43 m，產(chǎn)狀傾向?yàn)?0°～70°，傾角為65°～85°，礦體賦存標(biāo)高為517～674 m，礦石品位CaF2為56.26%～92.35%，礦石CaF2平均品位為68.74%。

Ⅹ號(hào)礦體分布于礦區(qū)南區(qū)海龍溝南部，賦存于F7正斷層構(gòu)造破碎帶。礦體長(zhǎng)度為100 m，厚度為1.28 m，產(chǎn)狀傾向?yàn)?0°，傾角為50°～70°，礦體賦存標(biāo)高為649～671 m，礦石品位CaF2為53.71%。

Ⅺ號(hào)礦體分布于礦區(qū)南區(qū)北東部，為一隱伏礦體，賦存于F16正斷層構(gòu)造破碎帶。礦體長(zhǎng)度為130 m，厚度為1.07～1.26 m，平均厚度為1.17 m，產(chǎn)狀傾向?yàn)?60°～290°，傾角為60°～75°，礦體賦存標(biāo)高為656～728 m，礦石品位CaF2為64.68%～68.20%，平均品位為66.58%。

Ⅻ號(hào)礦體分布于礦區(qū)北區(qū)西部，賦存于F12正斷層構(gòu)造破碎帶。礦體長(zhǎng)度為300 m，厚度為1.03～3.55 m，平均厚度為1.86 m，產(chǎn)狀傾向?yàn)?0°～90°，傾角為60°～75°，礦體賦存標(biāo)高為488～696 m，礦石品位CaF2為33.15%～60.68%，平均品位為46.89%。

[]號(hào)礦體分布于礦區(qū)北區(qū)北部，為隱伏礦體，賦存于隱伏的正斷層構(gòu)造破碎帶。礦體長(zhǎng)度為100 m，厚度為2.27 m，產(chǎn)狀傾向?yàn)?2°，傾角為60°，礦體賦存標(biāo)高為633～658 m，礦石品位CaF2為44.44%。

[]號(hào)礦體分布于礦區(qū)北區(qū)北部，賦存于F14正斷層構(gòu)造破碎帶。礦體長(zhǎng)度為75 m，厚度為2.59 m，產(chǎn)狀傾向?yàn)?00°，傾角為64°，礦體賦存標(biāo)高為646～704 m，礦石品位CaF2為33.02%。

[]號(hào)礦體分布于礦區(qū)北區(qū)南部，賦存于F15正斷層構(gòu)造破碎帶。礦體長(zhǎng)度為205 m，厚度為1.26～2.58 m，平均厚度為1.65 m;產(chǎn)狀傾向?yàn)?0°～110°，傾角為40°～60°，礦體賦存標(biāo)高為582～689 m，礦石品位CaF2為32.45%～65.59%，平均品位為48.83%。

3.2 礦石特征

3.2.1 礦石物質(zhì)組成。礦石物質(zhì)組成有礦石礦物和脈石礦物。礦石礦物主要為螢石，脈石礦物為石英、方解石、絹云母，還有少量黃鐵礦、榍石等。螢石透明至半透明，玻璃光澤，呈綠色、白色、淺黃色或紫色，局部見暗紫色條帶。螢石多呈半自形-他形晶，少數(shù)為自形晶，粒徑為1～10 mm，含量為50%～60%。生成順序?yàn)榫G色顆粒螢石、白色透明梳狀螢石、乳白色皮殼狀螢石、淺黃色梳狀螢石。螢石多色彩、結(jié)構(gòu)構(gòu)造的不同反映了成礦的多期性和成礦溫度的差異性。自形晶螢石多呈六面體單晶、雙晶或聯(lián)晶，于晚期低溫條件下生成，偶見八面體晶體，多為紫螢石，為早期高溫條件下產(chǎn)物。石英為灰白色，透明玻璃光澤，硬度大，多為他形-半自形短柱狀、伸長(zhǎng)狀或粒狀結(jié)晶，粒徑為0.4～0.8 mm。呈團(tuán)塊狀集合體或脈狀分布，生成時(shí)間較晚。常交代螢石和微粒石英，由熱液作用生成，與螢石關(guān)系密切，含量為30%～40%。

3.2.2 礦石化學(xué)成分。礦石中主要化學(xué)成分為CaF2和SiO2，CaF2和SiO2含量之和可達(dá)80%。其中，全區(qū)礦石CaF2品位為34.77%～82.55%，CaF2平均品位為51.89%。有害成分為S、P、As等，但是含量較低，一般不大于0.1%，礦石質(zhì)量較好。

3.2.3 礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造。礦石的結(jié)構(gòu)主要有兩種：一為不規(guī)則粒狀鑲嵌結(jié)構(gòu)，是角礫狀礦石所具有的一種結(jié)構(gòu)，粒徑為0.25～2.00 mm，顆粒間隙有石英;二為自形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)，是單一螢石礦晶體彼此鑲嵌緊密堆積而成，所占比例較小。礦石特征如圖3所示。礦石構(gòu)造以角礫狀構(gòu)造和塊狀構(gòu)造為主，以皮殼狀構(gòu)造和梳狀構(gòu)造為輔。另外，少量礦石由螢石、石英等礦物沿角礫裂隙呈細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀充填，形成網(wǎng)脈狀構(gòu)造，礦石質(zhì)量較差。塊狀構(gòu)造礦石主要由粒狀螢石礦物組成，礦石質(zhì)量較好。

3.2.4 礦物的共生組合。礦石中的組成礦物主要為螢石、石英，局部礦石含少量方解石。組成礦床的礦石主要礦物組合為石英-螢石類型。單礦物螢石類型較少。

3.2.5 礦石自然類型和品級(jí)。按礦石礦物組合劃分，礦石自然類型為石英-螢石型礦石。

該區(qū)內(nèi)礦石品位CaF2為35.25%～82.39%，全區(qū)礦石CaF2平均品位為51.61%。按《重晶石、毒重石、螢石、硼礦地質(zhì)勘查規(guī)范》（DZ/T 0211—2020）中螢石礦床一般工業(yè)指標(biāo)劃分，礦石品級(jí)屬貧礦。

3.2.6 礦體圍巖及夾石。礦體賦存于斷層破碎帶中，呈脈狀、網(wǎng)脈狀、透鏡狀，并嚴(yán)格受其控制。它的頂?shù)装鍘r性隨控礦構(gòu)造所處地層位置不同而存在差異。一般而言，礦體直接頂板和底板為大北溝組凝灰角礫巖、含礫凝灰質(zhì)粗砂巖、凝灰?guī)r或次安山巖。礦體中未見大于1 m的夾石，礦體與圍巖為斷層接觸。近礦圍巖均具硅化、螢石礦化，局部具碳酸鹽化。礦體與圍巖界線基本清楚。

4 礦床成因

該礦區(qū)礦體呈脈狀、透鏡狀賦存于白堊系下統(tǒng)火山——沉積碎屑巖系地層的斷裂破碎帶中并嚴(yán)格受構(gòu)造控制。礦體與圍巖界線清楚，礦石類型為石英-螢石型礦石。礦石具不規(guī)則粒狀鑲嵌結(jié)構(gòu)和自形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)，角礫狀、塊狀、皮殼狀構(gòu)造，圍巖蝕變-硅化強(qiáng)烈，屬熱液充填型螢石礦床。

在晚侏羅世大規(guī)模火山噴發(fā)及次火山侵入晚期巖漿熱液階段，氣水熱液中含有的F、Si、Ca、S等元素逐漸聚集，并沿裂隙上升。在適當(dāng)條件下，螢石石英等沉淀、富集，形成了低溫?zé)嵋撼涮钚臀炇V床。晚侏羅系火山—次火山巖漿期后含礦氣水熱液是螢石礦形成的內(nèi)因，成礦熱液來源可能有大氣降水參與，成礦物質(zhì)可能來源于熱液對(duì)圍巖的淋濾和萃取。斷裂構(gòu)造是礦體形成及產(chǎn)出形態(tài)的重要控制因素，也是成礦的有利條件，匯集了從古老地表活化的大氣降水，沿深大斷裂匯集下滲至一定深度，地?zé)嵩鰷?、巖漿-構(gòu)造作用和地幔熱源共同驅(qū)動(dòng)為下滲的大氣降水提供熱能形成熱水流體。當(dāng)達(dá)到一定的物理化學(xué)條件時(shí)，熱水流體沿?cái)嗔焉嫌?，并不斷與圍巖發(fā)生萃取、交代（水/巖）作用，在斷裂有利部位冷凝、結(jié)晶、沉淀形成螢石礦體[5]。

5 結(jié)語

平泉市馬鞍山礦屬于低溫?zé)嵋撼涮钚臀炇V床，礦體呈脈狀、網(wǎng)脈狀、透鏡狀賦存于斷裂構(gòu)造破碎帶中，礦體的形態(tài)及產(chǎn)狀嚴(yán)格受斷裂構(gòu)造控制。近南北向和北北西向正斷層多為賦礦構(gòu)造，斷裂破碎帶的膨大部位為有利于成礦部位。

參考文獻(xiàn)：

[1]王吉平，商朋強(qiáng)，熊先孝，等.中國(guó)螢石礦床成礦規(guī)律[J].中國(guó)地質(zhì)，2015（1）：18-32.

[2]河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)研究所.中國(guó)區(qū)域地質(zhì)志·河北志[M].北京：地質(zhì)出版社，2017：65-72.

[3]王珍榮，馮曉，甄澤，等.河北省平泉市郝家樓螢石礦區(qū)興明礦業(yè)有限公司馬鞍山螢石礦資源儲(chǔ)量核實(shí)報(bào)告[R].石家莊：中化地質(zhì)礦山總局河北地質(zhì)勘查院，2020.

[4]姜永鑫，韓木恩，史云鐸，等.河北省平泉縣郝家樓螢石礦區(qū)詳細(xì)普查地質(zhì)報(bào)告[R].唐山市：河北省地質(zhì)礦產(chǎn)局第五地質(zhì)大隊(duì)，1986.

[5]張成信，商朋強(qiáng)，焦森，等.內(nèi)蒙古喀喇沁旗地區(qū)螢石礦地質(zhì)特征及成因探討[J].中國(guó)地質(zhì)調(diào)查，2019（6）：79-87.