門道改，秦林坡，王 菲，于磊剛，伏 雄

(1.河南省有色金屬地質礦產(chǎn)局第三地質大隊，河南 鄭州 450018；2.河南省有色金屬礦產(chǎn)探測工程技術研究中心，河南 鄭州 450018)

0 引言

近年來，我國把螢石礦列入國家戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源儲備管理，推動了各地對螢石礦的找礦勘探和研究[1-6]。尖山螢石礦區(qū)地理位置處于信陽、桐柏及確山三縣的接攘部位，其中心地理坐標為東經(jīng)113°49＇00＂、北緯32°34＇00＂。該礦區(qū)劃分為老虎洞、五里坡及尚樓三個礦段，礦床規(guī)模為大型。該礦床發(fā)現(xiàn)于1958年，1960—1964年，河南省冶金煤炭工業(yè)廳地質勘探基建公司第四隊對五里坡及老虎洞二礦段展開普查評價，并提交了普價評價報告；1964—1967年，該勘探隊對區(qū)內尚樓、老虎洞和五里坡礦段分別進行了普查評價和勘探工作，并提交了普查評價報告(尚樓)及勘探報告；1988年，中國有色金屬工業(yè)總公司河南地質三隊對尚樓礦段五號脈四號礦體(S5-4)開展地質詳查工作，并提交了詳查報告。最終，三個礦段累計探明 (331)+(332)+(333) 類螢石礦石量486.02萬噸[7-9]，其中富礦礦石量 [w(CaF2)≥55%] 344.26萬噸，貧礦礦石量 [20%≤w(CaF2)<55%] 僅為141.76萬噸，富礦礦石量占比71%，礦石質量優(yōu)良，礦床的規(guī)模為大型。然而，迄今為止，對該礦床卻未有報道。因此，筆者在總結本礦床區(qū)域成礦背景和礦床地質特征的基礎上，對其成因進行了初步探討，以期對今后豫南地區(qū)螢石礦的找礦工作起到借鑒作用。

1 區(qū)域地質背景

尖山螢石礦區(qū)大地構造位置屬于大別造山帶西端(圖1)[1]，區(qū)域構造上則位于毛集破碎帶的北側[7]，成礦區(qū)劃為豫南螢石成礦帶[10]，該成礦帶總體呈NW-SE向產(chǎn)出，分布于欒川-嵩縣南部-南召-方城-信陽-新縣一線，有眾多螢石礦產(chǎn)出，代表性礦床有嵩縣車村陽桃溝、南召觀音寺、方城土門和新縣朱店螢石礦等[2，11-22]。

圖1 大別造山帶區(qū)域地質略圖(據(jù)文獻[1]修改)

區(qū)域出露地層由老至新主要有古元古界毛蓋群(Pt1M)、聶家寨群(Pt1N)及中元古界尖山群(Pt2J)、楊莊群(Pt2Y)和新生界第四系(Q)等。其中毛蓋群分布于區(qū)域最北部毛蓋-祖師頂一帶，主要為二云母鉀長片麻巖夾薄層云母片巖和角閃片巖；聶家寨群分布在聶家寨大石嶺一帶，大理巖與角閃片巖交替出現(xiàn)；尖山群展布于區(qū)域中部雙頭山-尖山一帶，主要為絹云母片巖、石英云母片巖、角閃片巖、石英巖夾薄層大理巖；楊莊群則發(fā)育于區(qū)域北部祖師頂一帶，主要有云母片巖、角閃片巖夾薄層大理巖。

區(qū)域構造復雜，構造線呈NW—SE向。區(qū)域褶皺構造較為發(fā)育，主要有桐柏復式向斜和(軸向與區(qū)域構造線方向總體一致)，其次為發(fā)育于花崗巖漿侵入部位(天目山一帶)的羅樓背斜和一系列變質巖區(qū)特有的小型緊閉褶皺，顯示出受區(qū)域應力作用的變形特征。區(qū)域斷裂構造十分發(fā)育，有近EW向、近SN向、NE-SW向及NW-SE向等四組，主要為高角度正斷層，一般長1～5 km。在區(qū)域中部為老虎洞-五里坡斷裂帶，西南部毛集-鴛鴦寺一帶則為毛集破碎帶。各斷層均為螢石礦脈或石英脈所充填。

區(qū)域巖漿活動強烈，主要有晉寧期和燕山晚期兩期侵入活動。前者巖石種類為閃長巖，出露于區(qū)域南部毛集-羅漢山-邢集一帶，為光武城巖體的一部分；后者巖石類別為花崗巖，出露于區(qū)域北東部天目山地區(qū)(天目山花崗巖)及西南部鴛鴦寺地區(qū)(鴛鴦寺花崗巖)，與螢石礦成礦關系密切。此外，尚發(fā)育有花崗細晶巖脈、花崗正長斑巖脈及石英脈等脈巖。

區(qū)域金屬礦產(chǎn)主要為螢石礦，有母子嶺、天目山、羅漢山、鴛鴦寺和尖山螢石礦床，其次有鉬、鈮、鉭礦點。

2 礦區(qū)地質特征

2.1 地層

礦區(qū)出露地層由老至新主要為古元古界聶家寨群(Pt1N)、中元古界尖山群(Pt2J)及新生界第四系(Q)等(圖1)。其中聶家寨群沿區(qū)域構造線方向呈條帶狀分布于礦區(qū)北東部尚樓礦段，巖性主要為角閃片巖及大理巖等，其中角閃片巖為此群的主要的賦礦巖石，大理巖僅在局部可見螢石礦化(如S7-1)；尖山群亦沿區(qū)域構造線方向主要出露于礦區(qū)西南部的老虎洞、五里坡礦段鴛鴦寺花崗巖株的邊緣部位，少部分則零星出露于該花崗巖體之中，巖性主要為角閃片巖、石英云母片巖，絹云母片巖及石英巖等，其中角閃片巖和石英云母片巖為該群的主要賦礦巖石；第四系殘坡積物則沿溝谷地帶分布。

2.2 構造

礦區(qū)褶皺構造不甚發(fā)育，僅局部有一些小型緊閉褶皺。礦區(qū)斷裂構造發(fā)育，均為高角度(70°～80°)斜滑正斷層。按走向可分為NEE向、NWW向、近SN向及近EW向四組，其中前兩組規(guī)模較大，斷距約50 m，最大斷距達115 m；后一組斷層規(guī)模較小，一般長百米至數(shù)百米。斷層多為石英脈或螢石脈充填，說明斷裂是成礦的主要控制因素。此外，局部發(fā)育成礦后斷裂，對礦體有一定的錯動和破壞作用，形成小范圍的無礦地段(圖1)。

2.3 巖漿巖

3 礦床地質特征

礦區(qū)自西向東可分為老虎洞、五里坡及尚樓等3個礦段。3個礦段共圈出長度大于100 m的螢石礦脈41條，規(guī)模較大者有16條，其中老虎洞7條，編號分別為L1～L5、L11、L13；五里坡7條，編號分別為W1～W5、W19、W12；尚樓2條，編號分別為S1、S5 (圖2、表1)。礦區(qū)三個礦段16條主要礦脈中共圈出螢石礦體36個，其中老虎洞14個，五里坡12個，尚樓10個(表1)。

圖2 尖山螢石礦區(qū)地質簡圖(據(jù)文獻[8]改編)

表1 尖山螢石礦區(qū)主要礦脈特征

3.1 礦體特征

3.1.1 礦脈特征

礦區(qū)礦脈均產(chǎn)于斷層中，其產(chǎn)狀、形態(tài)、規(guī)模及空間分布均受斷層嚴格控制。總體而言，礦脈產(chǎn)狀較為穩(wěn)定，呈急傾斜脈狀，傾角70°～80°。礦脈走向整體分為NEE向、NWW向、近EW向、近SN向四組(表2)。大多數(shù)礦脈不是單一走向，常有轉折性變化，即由某一走向轉為另一走向。礦區(qū)各主要礦脈的產(chǎn)狀和規(guī)模見表1。

表2 尖山礦區(qū)螢石礦脈產(chǎn)狀統(tǒng)計

礦脈形態(tài)沿走向呈脈狀、似豆莢狀波狀彎曲，局部有分枝、復合現(xiàn)象，少數(shù)礦脈(如W4、W5)較平直，膨脹、彎曲變化小。礦脈在花崗巖中通常呈單脈狀產(chǎn)出，分枝變化小，當其沿走向延伸至片巖中，即呈分枝狀細脈。礦脈沿傾斜方向呈較穩(wěn)定的脈狀，向下延伸至150 m處，呈分枝或呈楔狀尖滅(遞變?yōu)槭?、方解石脈)[2]。在小石嶺和五里坡兩地，不同方向的礦脈集中分布，互相交叉時，在平面上的分布形態(tài)呈束狀、帚狀、格子狀、樹枝狀和側幕狀等(圖1)。

3.1.2 礦體形態(tài)、產(chǎn)狀及規(guī)模

礦脈中賦存的各礦體沿走向多呈波狀、脈狀延伸(圖2)，沿傾斜方向則呈穩(wěn)定脈狀(圖3)或扁豆狀延深。

礦體的產(chǎn)狀和規(guī)模嚴格受斷裂構造控制，其特征：

1)礦體主要賦存在NWW向、NEE向、近EW向斷層中，近SN向斷層則多為石英脈所充填。

2)在斷層(礦脈)交叉、復合及波狀灣曲較強烈地段，通常賦存有較大的礦體，而在灣曲變化較小的斷層中，僅有小礦體斷續(xù)分布。

3)礦體多產(chǎn)于鴛鴦寺花崗巖株內接觸帶之花崗巖的構造裂隙中(圖2、圖3)，少數(shù)則賦存于該巖體外接觸帶之古元古界聶家寨群(Pt1N)和中元古界尖山群(Pt2J)角閃片巖、石英云母片巖、大理巖破碎帶內(圖2)。礦體通常延深100～150 m，最大延深達300 m(表1)。

圖3 尖山螢石礦區(qū)老虎洞礦段L1號螢石礦脈

4)分布十分密集、分枝復合頻繁斷層中的礦體規(guī)模小、埋藏淺，一般在40 m以淺。

3.1.3 礦體厚度及品位變化特征

1)礦體的厚度變化與形態(tài)緊密相關，其特征：沿走向厚度的大小呈更替性變化，膨脹、狹縮十分明顯，膨脹部位可厚達6.90 m，狹縮之處厚度僅數(shù)厘米至20 cm(如老虎洞W1號脈在地表114線附近)。沿傾向一般在垂深100 m以淺，厚度較穩(wěn)定；100 m以深逐漸變薄，乃至尖滅。通過對礦區(qū)老虎洞和五理坡兩礦段14條主要礦脈中14個最大礦體厚度變化系數(shù)的計算(表3)，結果顯示礦體的厚度變化屬小-中等類型(36.36%～58.99%)。

2)礦體的品位沿走向呈不規(guī)則跳躍式變化，一般品位為65%～70%，最高可達97.25%，局部小于20%，如老虎洞一號脈(L1)在地表102～100勘探線間及103線垂深100 m以下，老虎洞五號脈(L5)在地表27～31勘探線間；沿傾向礦體上部品位較高且穩(wěn)定，一般富集在垂深100 m以內，100 m以下則石英逐漸增多，以至遞變成石英脈。在老虎洞一號脈(L1)西段126勘探線及東段131勘探線附近，深部(100～150 m)還出現(xiàn)了方解石。通過對老虎洞和五里坡兩礦段主要礦脈中最大礦體品位變化系數(shù)的計算(表3)，結果表明，品位變化屬極均勻-均勻類型(11.34%～31.44%)。

表3 尖山螢石礦區(qū)主要礦脈中礦體厚度及品位變化系數(shù)

3)礦體的品位和厚度之間顯示為正相關變化。通過對老虎洞一號脈(L1)地表可采地段的品位厚度相關系數(shù)的計算，其結果為+0.38，說明品位與厚度之間存在正相關關系。

3.2 礦石質量

3.2.1 礦石礦物成分

礦區(qū)礦石礦物成分為螢石，脈石礦物主要石英，偶有石髓，局部可見方解石。

3.2.2 礦石結構構造

礦石結構 主要有壓碎結構、半自形-他形晶粒狀結構，其次有似文像結構，偶爾有膠體結構。①壓碎結構是礦石受成礦后構造應力的作用，使螢石節(jié)理破裂形成，常含細脈狀石英，易于破碎。②半自形-他形晶粒狀結構是由多種顏色的半自形-他形螢石晶粒不規(guī)則地鑲嵌而成，礦石品位高。③似文像結構多發(fā)育于貧礦石中，是含CaF2與SiO2之晶液在結晶過程中，分離析出的結果。螢石呈蠕蟲狀、透鏡狀及滴狀鑲嵌在石英中。④膠體結構僅見于次生礦石中，為次生螢石(有時為石英)呈同心環(huán)狀聚集在原生螢石或花崗巖碎塊邊緣形成。

礦石構造 以塊狀、角礫狀構造為主，浸染狀、網(wǎng)格狀構造次之。①塊狀構造：螢石聚集成致密塊狀，礦石品位高(圖4a)。②角礫狀構造：早期螢石、石英或花崗巖破碎后形成角礫，為晚期螢石或石英所膠結。角礫大小不一，通常棱角尖銳。膠結型式多為基底式、雜亂粒狀膠結式。按角礫及膠結物的不同，分為螢石膠結螢石角礫(圖4b)、石英膠結螢石角礫、螢石膠結花崗巖或石英角礫 (多見于貧礦石中) 等類型，前兩種最常見。③浸染狀構造：螢石呈小團塊狀、星點狀浸染在石英中，僅見于貧礦中。④條帶狀構造：螢石中發(fā)育近于平行的條帶狀石英(圖4c)。⑤網(wǎng)格狀構造：致密塊狀螢石或石英受力后產(chǎn)生網(wǎng)格狀節(jié)理，被晚期石英或螢石充填形成，主要見于貧礦中(圖4d)。

圖4 礦石構造素描圖

3.2.3 礦石類型

礦石自然類型：該礦床僅局部受到輕微風化，次生礦石較少見，原生礦石是最主要的自然類型。

礦石工業(yè)類型：依據(jù)工業(yè)利用對礦石中有用組分 (CaF2) 含量的要求，礦石可分為富礦石 [w(CaF2)≥55%] 和貧礦石 [20%≤w(CaF2)<55%] 兩種類型。

3.3 礦石化學成分

礦石化學成分簡單，主要為CaF2及SiO2，兩者含量互為消長，w(CaF2+SiO2)≥90%。其他組分如S、P、Pb及Zn的含量總和亦隨CaF2含量增高而減少，通常w(CaF2)=75%時，其他組分含量總和小于5%；當w(CaF2)<75%時，其他組分含量總和介于5%～12%之間。

4 圍巖蝕變

礦體頂、底板圍巖均遭受了強裂的熱液蝕變，蝕變范圍一般為數(shù)十厘米至幾米，蝕變種類因圍巖巖性不同而異?；◢弾r的近礦蝕變種類主要為硅化和絹云母化，其次為高嶺土化等；角閃片巖的近礦圍巖蝕變則主要有硅化和綠泥石化等。各蝕變主要特征如下：

硅化：花崗巖硅化后，具變余花崗結構，塊狀構造，巖石致密堅硬。硅化花崗巖分布極廣，其范圍由幾厘米至數(shù)米，最寬可達十余米。通常礦脈下盤蝕變較強，離礦脈漸遠則減弱。局部硅化極為強烈，花崗巖則蝕變?yōu)榇紊r。某些礦脈常沿走向形成較大硅化帶，如老虎洞5號脈與11號脈西段，非常明顯。角閃片巖硅化后變很堅硬，硅質沿片理交代，硅石具條帶狀構造，硅化極強烈時則呈塊狀構造。

絹云母化：礦脈兩側的花崗巖普遍絹云母化，以上盤較強烈。蝕變范圍一般為數(shù)十厘米至5 m。絹云母呈黃綠色鱗片狀分布在長石邊緣，有時具長石假象。常與高嶺土化或硅化同時出現(xiàn)。局部絹云母進一步蝕變?yōu)槿~蠟石。花崗巖絹云母化后較松軟。

高嶺土化：近礦花崗巖在1～5 m范圍內，不同程度地受到高嶺土化，蝕變輕微者，巖石褪色；強烈者，長石全部被高嶺土交代，巖石呈白色或灰白色，且較松軟。

綠泥石化：近礦角閃片巖(主要是礦脈上盤)常有一定程度的綠泥石化，巖石呈暗綠色，帶絲絹光澤。該蝕變多與硅化相伴出現(xiàn)，蝕變范圍為1～10 m。

上述各種蝕變常相伴出現(xiàn)，以硅化、絹云母化、硅化-絹云母化最為常見，可作為良好的找礦標志。

5 礦床成因

綜上所述，尖山螢石礦床的成因具有以下特點：

1)區(qū)內燕山晚期花崗巖漿侵入極為強烈，花崗巖的副礦物中有氟磷灰石，表明巖漿中含氟，且礦體主要產(chǎn)于花崗巖內接觸帶及附近。因此，可以認為螢石礦床的形成與燕山晚期的酸性巖漿侵入活動有成因聯(lián)系，即巖漿期后的熱水溶液為螢石礦床的成礦熱液。

2)各螢石礦脈的產(chǎn)狀、形態(tài)、規(guī)模及空間分布均受斷層嚴格控制，且礦體與圍巖界線清晰，表明沿裂隙充填是成礦作用的主要方式。

3)礦石礦物共生組合、礦石結構、構造及圍巖蝕變均具有中-低溫熱液礦床的特征。

6 結論

尖山螢石礦床礦脈受斷裂構造控制明顯，成礦與燕山晚期花崗巖的侵入活動密切相關，礦脈主要分布于花崗巖體的內、外接觸帶，以前者為主。礦床成因類型為巖漿期后中-低溫熱液充填型礦床。