大營子螢石礦地質特征及成因探討

劉 幸 白云龍 張 霆 于成鹍

（遼寧省有色地質一〇九隊有限責任公司 遼寧朝陽 122000）

1 區域地質特征

勘查區位于華北地臺北緣燕山臺褶帶與內蒙地軸的接壤部位，遼西臺陷內的凌源-刀爾登斷褶束的北東部，被北東向的凌源-北票深大斷裂以及北北東向的楚家溝-中三家斷裂所夾擊，內屬于喜峰口-凌源成礦帶北東部滴嗒水-岔不岔金銅多金屬礦集區（圖1）。

圖1

區域上出露地層主要以凌源～北票巖石圈的深大斷裂為界，斷裂北西主要為太古界建平群小塔子溝組的中～高級變質雜巖，斷裂南東主要為元古界長城系、薊縣系碳酸鹽巖和碎屑巖類。

斷裂構造比較發育，整體成北東向，分割太古界地層、薊縣系地層、寒武系地層及奧陶系地層。

區域巖漿活動頻繁，以燕山期花崗巖為主，呈巖株、巖基形式產出。

2 礦區地質特征

勘查區內（圖2）地層主要有中元古界薊縣系霧迷山組及第四系。現由老至新分述如下：

圖2 大營子螢石礦地形地質略圖

薊縣系霧迷山組（Jxw）：為礦區內出露的主要地層，主要巖性有燧石條帶白云質灰巖，地層總體走向 60～70°，傾向南東，傾角 50～65°。

第四系（Q）：主要由砂、礫石及黃土組成，分布于低緩的坡地及溝谷地帶。

區內構造以褶皺為主，褶皺為黨家窩鋪向斜的一部分，在區內呈單斜構造。

在區內見有二條斷裂，二條斷裂總體走向60～70°，傾向南東，傾角55～65°，基本與地層產狀相同。被后期螢石礦脈充填。

區內僅在PD2坑道中見有花崗斑巖巖脈穿插在白云質灰巖中。

3 礦床地質特征

3.1 礦體地質

礦體賦存于薊縣系霧迷山組燧石條帶白云質灰巖中，圍巖主要為燧石條帶白云質灰巖。區內見有2條螢石礦礦體：

1號礦體由PD1、PD2和CK1控制，礦體地表無出露，僅由CK1控制，PD1、PD2中也沒有見到礦體，推測1號螢石礦體呈扁豆狀存在于斷裂破碎帶中，工程控制水平厚度27.93m，礦石中CaF2的平均含量為47.72%。

2號礦體由工程PD1和CK2控制，礦體地表無出露，PD1中也沒有見到礦體，推測1號螢石礦體呈扁豆狀存在于斷裂破碎帶中，采坑控制水平厚度13.50m，礦石中CaF2的平均含量為66.19%。

3.2 礦石質量

3.2.1 礦石礦物成分

礦石呈灰白色，微帶褐紅色，局部為紫色，中細粒結構，塊狀構造。主要礦石礦物為螢石，脈石礦物以石英為主以及少量的方解石。金屬礦物見有少量的黃鐵礦及褐鐵礦。

螢石：化學成分CaF2可達99%以上，折光率很低，比重3.18，硬度4，屬等軸晶系，正六面體，具較高的負突起。均質性全消光。顏色為白色，紫色兩種。螢石的粒徑一般為0.5～1mm，大者為2～4mm。

石英：為微細粒，呈集合體不均勻分布，內見少許鐵質。在礦石中見有分布不均勻的長英質，呈微晶產出受高嶺土化。

方解石：在螢石礦石中較為少見，局部呈粗大的板片狀，中結晶明顯，沿巖石的裂隙充填，皆屬后期低溫熱液的產物。

黃鐵礦：粒狀、粒度極細小，含量極少。晶體反射色為淺黃色，反射率Ⅰ級，均質性。晶體被褐鐵礦強交代，僅呈殘留體存在于褐鐵礦中。

褐鐵礦：呈黃鐵礦假象、膠狀，約占總含量的2%。反射色為灰色微帶淡藍色，反射率為Ⅴ級，高硬度，強非均質性，具紅褐色內反射。為黃鐵礦氧化產物，可見黃鐵礦殘留體。

金屬礦物生成順序為黃鐵礦-褐鐵礦。

3.2.2 礦石的化學成分

現將區內1、2號礦體的平均品位結果列于表1。

表1 礦體平均品位情況表

礦石化學成份：1號礦體的有益組份CaF230.38～91.08%，平均值47.72%，變化系數6.01%，有害組分S0.005～0.026%；2號礦體的有益組份CaF261.54～74.94%，平均值66.19%，有害組分S0.004～0.008%。

綜上，本礦床礦石有益組份CaF2含量高，品位穩定，變化系數較小；主要有害組份S含量較低。礦石質量良好，達到工業要求。

3.2.3 礦石的結構構造

結構：礦石的構造主要為微晶粒狀結構和交代結構。

微晶粒狀結構：螢石呈微晶狀集合體，與微晶石英集合體二者呈均勻分布，長英質呈不規則狀分布。

交代結構：螢石交代礦石中的石英、長石等，后又被方解石所交代。構造：主要為塊狀和角礫狀等。塊狀構造：主要是螢石呈細粒—微晶集合體。為區內礦石的主要構造。角礫狀構造：主要角礫為燧石，少量螢石，粒度1～3cm，角礫大小不等，局部有少量鐵質礦物，膠結物為細粒微晶螢石。

3.3 礦石類型

礦石的自然類型以角礫狀為主，局部見有條帶狀或致密塊狀。

該礦的礦石品級為貧礦。

3.4 礦體圍巖蝕變

該螢石礦礦體的頂、底板均為薊縣系霧迷山組燧石條帶白云質灰巖。接觸部位見有較強的蝕變現象，有較強的高嶺土化和碳酸鹽化。

4 礦床成因

大營子螢石礦主要是熱液充填交代型礦床，在大營子螢石礦的整個礦區中，在凌源-北票深大斷裂北側的邊緣有大量的次級構造，曾受到大量的花崗巖巖體侵入。在燕山形成晚期，燕山期的巖漿活動和構造作用變得極其頻繁，這種構造現象促進了大營子螢石礦區大量斷裂破碎帶的形成，這為大營子螢石礦的形成提供了有利的環境，并在后期又有更多的熱液填充在斷裂破碎帶的間隙之中，這又為大營子螢石礦的形成提供了充足的物質來源，在這種天時地利的環境中，便形成了比較豐富的螢石礦藏區。侵入斷裂破碎帶的巖漿在冷卻過程中逐漸分離出含氟的熱液，熱液在沿著斷裂破碎帶縫隙上升的過程中，與周圍破碎帶中的角礫和白云質灰巖圍巖發生交代作用，在這個過程中又從鈣離子含量豐富的方解石中獲得足夠的鈣離子，鈣離子與熱液所攜帶的大量氟離子相互反應、結合，最后形成了大量的CaF2鹵化物。在CaF2鹵化物產生之后，交代作用并沒有因此停止，熱液的壓力與溫度持續降低，加上斷裂縫隙中水的存在，使熱液的pH值迅速升高，極大地破壞了CaF2絡合物在熱液中的穩定性，這一系列的反應造成了螢石礦的晶出、沉淀，最終聚集成礦。故此螢石礦礦床類型為中低溫熱液充填交代型礦床。