林長謙，陳 煒，陳長江，龍?zhí)页?，何秀紅，季亞旗

(1.湖北省地質(zhì)局 第八地質(zhì)大隊，湖北 襄陽 441000；2.湖北省海外地質(zhì)事業(yè)中心，湖北 武漢 430034；3.湖北省地質(zhì)局 第六地質(zhì)大隊，湖北 孝感 432000)

螢石舊稱氟石，主要成分為氟化鈣(CaF2)，是自然界主要的含氟礦物，廣泛的應(yīng)用于鋼鐵、氟化工、煉鋁、建材、醫(yī)藥等方面，具有非常重要的戰(zhàn)略意義。2016年12月國務(wù)院批復(fù)通過的《全國礦產(chǎn)資源規(guī)劃(2016—2020年)》首次將螢石等24種礦產(chǎn)列入戰(zhàn)略性礦產(chǎn)目錄。隨著人們生活水平的提高和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，螢石需求量逐年上升。中國螢石資源非常豐富，已探明儲量達(dá)1.3×108t[1]。經(jīng)過多年開采，螢石資源危機逐漸凸顯出來，加大螢石礦尋找力度，在當(dāng)前螢石礦勘查工作中占有重要地位。

本文通過對十堰市鄖陽區(qū)冀家溝螢石礦床進(jìn)行分析研究，闡述其形成地質(zhì)背景、地質(zhì)特征、礦床地質(zhì)特征等，查明與成礦有關(guān)的地質(zhì)體、控礦構(gòu)造、礦化帶、蝕變帶等的分布和特征，總結(jié)成礦條件和成礦規(guī)律，探討該礦床的類型和成因，分析其找礦標(biāo)志。研究認(rèn)為冀家溝螢石礦為中低溫?zé)嵋毫严冻涮钚偷V床，找礦潛力較大，冀家溝深部及大床溝和響水臺等地為主要找礦方向。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

圖1 區(qū)域大地構(gòu)造單元劃分及主要斷裂分布示意圖Fig.1 Division of regional tectonic units and distribution of main faults1.二級構(gòu)造單元界線及斷裂；2.三級構(gòu)造單元界線及斷裂；3.四級構(gòu)造單元界線及斷裂；4.省界；5.構(gòu)造單元編號；6.冀家溝礦區(qū)。

冀家溝螢石礦地層分區(qū)屬十堰隨州地層分區(qū)鄖西—丹江口地層小區(qū)，自中上元古界武當(dāng)巖群至古生界奧陶系地層在區(qū)內(nèi)均有出露(圖2)。

圖2 冀家溝螢石—重晶石礦區(qū)區(qū)域地質(zhì)簡圖Fig.2 Regional geological map of Jijiagou fluorite- barite mining area1.閃長玢巖；2.輝綠巖；3.白堊系；4.奧陶系；5.寒武系；6.震旦系上統(tǒng)；7.震旦系下統(tǒng)；8.上元古界武當(dāng)巖群變沉積巖組；9.上元古界武當(dāng)巖群變火山巖組；10.角度不整合地質(zhì)界線；11.斷層或斷裂帶；12.冀家溝礦區(qū)。

上元古界武當(dāng)巖群為變細(xì)碧—石英角斑巖建造及碎屑沉積巖，一般認(rèn)為武當(dāng)巖群兩分，上部為變沉積巖組，巖性主要為變長石石英砂巖；下部為變火山巖組，巖性主要為基性綠泥鈉長片巖和酸性石英鈉長片巖互層，是鄂西北銀金等金屬礦主要賦礦層位；下震旦統(tǒng)耀嶺河組為一套變細(xì)碧—角斑巖建造組成，是鄂西北地區(qū)超貧磁鐵礦主要賦礦層位；上震旦統(tǒng)陡山沱組和燈影組為碎屑巖—碳酸鹽巖建造，是鄂西北地區(qū)鉛鋅礦、大理巖礦主要賦礦層位；寒武系為淺海相炭硅泥質(zhì)巖—細(xì)碎屑巖建造，主要賦存礦產(chǎn)為釩礦；奧陶系主要為淺海相碳酸鹽巖和泥質(zhì)巖組合，其中碳酸鹽巖為區(qū)內(nèi)螢石—重晶石礦主要賦礦層位。

區(qū)內(nèi)巖漿活動頻繁，巖漿巖分布較廣，根據(jù)巖漿巖侵位的主要層位及變質(zhì)程度，大致將區(qū)內(nèi)巖漿活動分為晉寧旋回和加里東旋回，晉寧旋回伴隨基性火山巖—酸性火山巖同源演化派生的基性、超基性巖，并以前者為主，多侵位于武當(dāng)巖群、耀嶺河組；區(qū)內(nèi)巖漿巖主要為加里東期堿性—粗面質(zhì)火山噴發(fā)巖和侵入巖，伴隨有超基性—正長巖的巖漿活動，局部見碳酸巖，多侵位于下古生界地層之中。前者為大陸邊緣活動帶的產(chǎn)物，后者為加里東再生地槽的陸間裂谷產(chǎn)物。燕山期在區(qū)內(nèi)表現(xiàn)為北西西向斷裂裂隙，沿裂隙或斷裂富集成礦物質(zhì)，是螢石—重晶石礦最主要的成礦期。區(qū)內(nèi)地層均遭受不同程度的區(qū)域變質(zhì)作用，變質(zhì)程度屬低綠片巖相。此外，區(qū)內(nèi)動力變質(zhì)巖分布廣泛，多集中于韌—脆性剪切帶內(nèi)，主要有糜棱巖、構(gòu)造片巖、碎裂巖等。

本區(qū)地球化學(xué)場特征較為復(fù)雜，地球化學(xué)場主要為K2O、Na2O、Nb、La、Y、F、Ba、Au、Ag、Pb、Zn等多元素背景區(qū)、高值區(qū)及特高值區(qū)[3]。根據(jù)《湖北省礦產(chǎn)資源潛力評價(化探資料應(yīng)用成果報告)》，礦區(qū)所在的位置氧化鈣(CaO)則顯示為高值—特高值分布區(qū)，含量在2.26%～15.53%；氟(F)屬高值分布區(qū)，高值為670 μg/g；Ba表現(xiàn)為高值—特高值分布區(qū)，含量在718.5～2 732.1 μg/g；K2O、Na2O、Nb、Au等元素的分布相對較均勻，表現(xiàn)為多元素背景分布區(qū)，其含量分別為：1.92%～2.45%、0.72%～1.73%、18.7～21.4 μg/g、1.82～2.32 μg/g。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地質(zhì)特征

冀家溝螢石礦區(qū)為一倒轉(zhuǎn)單斜構(gòu)造，奧陶系中上統(tǒng)蠻子營組上段為灰白—深灰色泥晶灰?guī)r、粉砂質(zhì)泥巖、細(xì)粒石英砂巖、千枚巖組合；奧陶系中上統(tǒng)蠻子營組中段為淺灰色生物碎屑灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、灰質(zhì)角礫巖組合，是本區(qū)螢石礦賦礦層位，也是本次主要研究對象；奧陶系中上統(tǒng)蠻子營組下段為硅質(zhì)炭質(zhì)灰?guī)r夾千枚巖；震旦系上統(tǒng)燈影組為厚層白云巖。礦區(qū)出露地層以奧陶系中上統(tǒng)蠻子營組中段為主，超過礦區(qū)面積的90%。礦區(qū)斷層發(fā)育，代表性強的有兩條，F(xiàn)1貫穿礦區(qū)中部，斷裂帶寬數(shù)十米，斷續(xù)分布，常見角礫巖充填，具有明顯張性特征，為容礦構(gòu)造，其產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀一致，為205°～220°∠56°～65°；F2為逆斷層，早期具有壓扭性特點，晚期具有張性特點，為區(qū)域性斷裂，屬大柳斷裂帶的組成部分，區(qū)內(nèi)產(chǎn)狀為255°∠38°(圖3、圖4)。

圖3 冀家溝礦區(qū)地質(zhì)圖Fig.3 Geological map of Jijiagou mining area1.奧陶系中上統(tǒng)蠻子營組上段;2.奧陶系中上統(tǒng)蠻子營組中段;3.奧陶系中上統(tǒng)蠻子營組下段;4.震旦系上統(tǒng)燈影組；5.地質(zhì)界線；6.不整合構(gòu)造接觸界面；7.地層產(chǎn)狀；8.倒轉(zhuǎn)地層產(chǎn)狀；9.逆斷層；10.斷裂破碎帶；11.礦體及編號；12.采礦平硐；13.地質(zhì)剖面；14.螢石礦體；15.灰?guī)r透鏡體；16.素描方向。

圖4 冀家溝螢石礦區(qū)0線地質(zhì)勘查剖面圖Fig.4 Geological exploration profile of line 0 in Jijiagou fluorite mining area1.震旦系上統(tǒng)燈影組;2.奧陶系中上統(tǒng)蠻子營組中段;3.奧陶系中上統(tǒng)蠻子營組下段;4.厚層白云巖；5.灰?guī)r；6.硅質(zhì)灰?guī)r；7.千枚巖；8.壓扭性斷層破碎帶；9.張性斷層破碎帶；10.斷層編號；11.產(chǎn)狀；12.螢石礦體及編號。

2.2 礦體地質(zhì)特征

根據(jù)野外地質(zhì)調(diào)查及礦產(chǎn)勘查工作，區(qū)內(nèi)圈定2個螢石礦礦體[4]，Ⅰ號礦體長125 m，寬1.58～3.32 m，傾向210°～228°，傾角在45°～53°。礦體品位(CaF2)33.27%～38.14%，平均品位36.66%，品位變化系數(shù)26.8%，有用組分變化屬均勻型；厚度1.24～3.07 m，平均2.64 m，變化系數(shù)55.2%。礦體形態(tài)變化屬中等類型。Ⅰ號礦體以石英螢石礦石為主，見采礦老硐PD1(照片1)。

照片1 采礦平硐Photo 1 Mining adit

Ⅱ號礦體長110 m，寬2.70～4.58 m，傾向185°左右，傾角在48°左右。礦體品位(CaF2)變化在30.44%～38.56%，平均品位35%，品位變化系數(shù)5%，屬有用組分均勻型；厚度變化在2.52～5.14 m，平均3.77 m，厚度變化系數(shù)為29%，屬礦體形態(tài)簡單型。Ⅱ號礦體以重晶石螢石礦、石英螢石礦石為主。

2.3 礦石特征

2.3.1礦石類型

礦石的自然類型按結(jié)構(gòu)構(gòu)造可分為塊狀礦石、條帶狀礦石、細(xì)脈狀礦石。根據(jù)造巖礦物和有用礦物共生情況，主要為石英螢石型和重晶石螢石型(照片2、照片3)，其次還有方解石螢石型等。

照片2 石英螢石型礦石Photo 2 Quartz fluorite ore

照片3 重晶石螢石型礦石Photo 3 Barite fluorite ore

本礦區(qū)礦石主要為塊狀螢石礦石、條帶狀螢石重晶石礦石。塊狀螢石礦石由粒狀螢石集合體組成，螢石含量在70%以上，石英、重晶石含量<30%，方解石、石英、玉髓等含量很少，<10%。礦石由石英、螢石和重晶石多種礦物組成。條帶狀礦石以紫色、淺色螢石及少量玉髓相間呈平行條帶狀產(chǎn)出為其特征，礦物組合以螢石單礦物型為主，玉髓—螢石型次之。

2.3.2礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)以粒狀結(jié)構(gòu)為主，次為柱粒狀結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)和交代殘余結(jié)構(gòu)。其中粒狀結(jié)構(gòu)為螢石礦石最常見的一種礦石結(jié)構(gòu)(照片5)。螢石呈他形粒狀，粒徑大小不一，一般1～15 mm，多在5 mm左右，粗粒為主，解理發(fā)育，于粒間及解理縫中不均勻分布有極少量重晶石、石英及泥質(zhì)物等，粗晶方解石為自形晶粒狀結(jié)構(gòu)。

柱粒狀結(jié)構(gòu)為螢石、石英、重晶石共生，是最主要的礦石結(jié)構(gòu)類型，螢石、石英為粒狀，重晶石為板柱狀，兩者不均勻地密切共生，螢石多以他形粒狀分布在重晶石板狀晶體的間隙中，在螢石和重晶石中包裹石英、玉髓和泥質(zhì)物等。

交代結(jié)構(gòu)和交代殘余結(jié)構(gòu)在礦石中也較常見。一般發(fā)育在礦脈側(cè)旁的硅化巖帶或在脈內(nèi)硅化角礫巖邊，由螢石重晶石或其中之一交代圍巖或蝕變巖生成。見較多的石英、玉髓和硅化角礫巖包裹體，有時可見方解石的殘余。

礦石構(gòu)造有塊狀構(gòu)造(照片3)和條帶狀構(gòu)造(照片4)，以塊狀構(gòu)造為主。條帶狀構(gòu)造由淺色螢石礦與紫色螢石礦、重晶石礦、燧石等相間分布，形成條帶狀構(gòu)造。

照片4 條帶狀螢石礦石Photo 4 Banded fluorite ore

照片5 冀家溝螢石礦巖礦鑒定光片(放大20倍)Fig.5 Photo of rock and ore identification of Jijiagou fluorite deposit

2.3.3礦石物質(zhì)組成

冀家溝螢石礦床的礦石礦物主要為螢石、重晶石，脈石礦物為方解石、石英、玉髓、黃鐵礦及其泥質(zhì)物和灰?guī)r角礫等，本礦床礦石礦物以螢石為主，重晶石為輔。脈石礦物隨礦脈所在部位不同略有差異。

礦石化學(xué)成分較簡單，主要成分為CaF2或BaSO4，其次為SiO2等，其中CaF2含量30.44%～38.56%，平均品位35.77%；BaSO4含量47.82%～52.37%，平均品位50.46%；SiO2含量43.04%～65.19%，平均品位54.12%；S含量0.09%～0.12%，平均品位0.11%；P含量0.01%～0.02%，平均品位0.02%；Fe2O3含量0.03%～0.05%,平均品位0.04%。

2.4 圍巖蝕變

與礦化有關(guān)的圍巖蝕變主要有硅化、方解石化。蝕變的強度、規(guī)模與構(gòu)造帶的厚度及距離礦體的遠(yuǎn)近有關(guān)，厚度越大蝕變越強，距礦體越遠(yuǎn)蝕變越弱。

3 控礦因素與成礦模式

3.1 控礦因素

3.1.1地層控礦

冀家溝螢石礦床產(chǎn)于奧陶系中上統(tǒng)蠻子營組中段灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r的斷裂帶中，受層位控制明顯。

3.1.2巖性控礦

礦體圍巖為奧陶系中上統(tǒng)蠻子營組灰?guī)r，螢石—重晶石礦主要產(chǎn)于方解石成分相對較高的灰?guī)r內(nèi)，在其他以頁巖、白云巖、硅質(zhì)白云巖中則未能形成礦體，螢石—重晶石礦體的形成受灰?guī)r巖性控制明顯。

3.1.3構(gòu)造控礦

區(qū)內(nèi)發(fā)育兩期不同性質(zhì)斷裂構(gòu)造，F(xiàn)2斷裂屬早期大柳斷裂帶的一部分，下切深度大，經(jīng)歷了壓扭性和張性活動，為含礦熱液的上移提供了有利通道；F1斷裂規(guī)模較大，形成時代較晚，為區(qū)內(nèi)螢石礦的控礦斷裂和容礦斷裂。

3.2 成礦期次和成礦時代

本區(qū)螢石礦床賦存于中上奧陶統(tǒng)蠻子營組北西西向斷裂中，礦區(qū)北西向斷裂和北北西向斷裂分別為礦體的導(dǎo)礦構(gòu)造和容礦構(gòu)造，推斷區(qū)內(nèi)螢石礦床形成于印支—燕山期，成礦期次為多期成礦。

3.3 成礦作用及成礦模式

寒武紀(jì)—奧陶紀(jì)，本區(qū)為淺海，沉積了一套巨厚的碳酸鹽巖地層，碳酸鹽巖中富含Ca、F、Ba、S、As等成礦物質(zhì)。印支—燕山運動形成了一系列北西向、北北西向褶皺、斷裂構(gòu)造，伴隨著擠壓構(gòu)造活動，產(chǎn)生了一系列與褶皺軸面平行的張性、張扭性斷裂，為地下水運移提供了通道和儲集空間。地表水沿斷裂及巖溶通道滲流到地下深部的過程中，逐漸萃取碳酸鹽巖圍巖中的Ca、F、Ba、S等成礦元素，形成含礦熱鹵水，運移到破碎帶并儲存其中。隨著溫度、壓力的增加，含礦熱鹵水的礦物質(zhì)濃度也逐漸增加，達(dá)到一定的飽和狀態(tài)。由于溫度、壓力等物理化學(xué)條件變化，熱液中的礦物質(zhì)析出，沿構(gòu)造裂隙充填形成了可供工業(yè)利用的螢石礦體[5-7]。

4 找礦標(biāo)志及下步找礦方向

4.1 找礦標(biāo)志

4.1.1巖性特征

灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r冀家溝式螢石礦床的礦體均賦存于中奧陶統(tǒng)吊床溝組灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、灰質(zhì)角礫巖中，灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r對形成螢石礦床具有控制作用，其在礦床的形成中可能扮演了提供氟和鈣的角色，是該類型礦床形成的必要要素。

4.1.2構(gòu)造特征

該類型螢石礦床均賦存于中奧陶統(tǒng)吊床溝組灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r的斷裂破碎帶中，斷裂是該類型礦床形成的又一必要要素。

4.1.3地層特征

中奧陶統(tǒng)吊床溝組上段以灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、灰質(zhì)角礫巖組合為主，該段巖石是該類型礦床的控礦圍巖。中奧陶統(tǒng)吊床溝組是其礦床形成的重要要素。

4.2 下步找礦方向

根據(jù)冀家溝螢石礦床地質(zhì)特點，結(jié)合區(qū)域地層、巖性、構(gòu)造展布，在該區(qū)尋找該類型礦床應(yīng)關(guān)注兩個方向：一是NE—SW方向構(gòu)造線，從區(qū)域地層構(gòu)造分布情況看，向西在大床溝、響水臺一帶，具有奧陶系中統(tǒng)吊床溝組地層和北西向斷裂構(gòu)造展布特征，因此初步認(rèn)為冀家溝礦區(qū)NE—SW方向找礦前景較為可觀；二是在野外調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，采礦平硐PD1螢石礦體沿傾向有變寬趨勢，說明礦體深部具有較大找礦潛力，應(yīng)布置鉆探工程對深部礦進(jìn)行評價。