河北省雙洞子螢石礦床地質特征及找礦標志

佟文劍

（河北省地質調查院，河北 石家莊 050000）

1 區域地質特征

雙洞子螢石礦區位于華北陸塊 （ⅢA),晚三疊世-古新世承德-武安火山噴發帶（ⅢB32），平泉-新城子沉積-火山盆地中。

1.1 地層

區域出露地層主要為中元古界薊縣系霧迷山組(Pt22w）、洪水莊組（Pt22h）、鐵嶺組（Pt22t）,待建系下馬嶺組（Pt32x）；中生界侏羅系土城子組（J3t）、白堊系大北溝組(Kb1d)及新生界第四系(Q4)。

1.2 構造

尚義-隆化區域斷裂從礦區北部經過，褶皺、斷裂構造發育。主體構造線方向為東西向。褶皺構造包括：單斜、單背斜構造形態。區域內斷裂構造主要分布于東北部基巖出露區，主要為北東向。

1.3 巖漿巖

區域巖漿巖不發育，礦區北約10km處，有八家山燕山期花崗閃長巖巖體。

2 礦區地質特征

2.1 地層

出露地層（如圖1所示）主要為中元古界薊縣系霧迷山組 (Pt22w）、洪水莊組 （Pt22h）和鐵嶺組（Pt22t）。霧迷山組主要為淺灰色含燧石條帶中細粒白云質灰巖、淺灰色泥質白云巖、灰質白云巖、灰黑色厚層含燧石結核含灰質白云巖，螢石礦主要賦存于其頂部，硅化硅質角礫巖屬構造蝕變巖，由于遭受強烈的蝕變和礦化，構造面不清楚；洪水莊組主要為黑色、黃褐色、雜色頁巖，底部為硅化頁巖；鐵嶺組主要為灰黑色、黃褐色頁巖和白云質灰巖互層，夾1～2層鐵錳礦；下馬嶺組主要是頁巖。

圖1 平泉雙洞子螢石礦地質簡圖

2.2 構造

礦區位于雙洞子背斜的中心，構造形態受區域東西向構造體系的控制，又為北東向構造體系的干擾，巖層褶曲、斷裂極為發育。

雙洞子背斜（如圖2所示）：背斜東西長2.4km，南北寬 1.6km,南翼地層走向 280°～320°，傾向南西，傾角 35°～50°；西端向西傾，傾角 20°～70°；北翼產狀較陡，走向 60°～70°，傾向北西，傾角 40°～70°。 背斜核部為霧迷山組和洪水莊組。螢石礦體即賦存于背斜核部。與背斜構造近于直交的是一組近南北向的張性斷裂。成礦后的構造有北東向壓扭性斷裂和北西向張性斷裂。

圖2 雙洞子螢石礦區11線剖面圖（據徐英杰·1982）

2.3 巖漿巖

區內除了在下馬嶺組（Pt32x）之中有輝綠巖呈巖床狀侵入外，未見其他巖漿巖。

3 礦床特征

雙洞子螢石礦床賦存于雙洞子背斜的核部，礦化帶由硅質角礫巖和礦化熔蝕條帶白云巖組成。礦體呈似層狀、透鏡狀賦存于礦化帶中，并嚴格受其控制。

4 礦體的形態、規模、產狀

雙洞子螢石礦床：有八個主礦體，Ⅰ、Ⅰ-1、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ；九個小礦體。

Ⅰ號礦體：規模最大，礦體水平斷面為“牛軛狀”（圖2），沿傾斜方向呈“透鏡狀”，沿雙洞子背斜軸部呈南、北兩翼分布。南翼產狀：208°∠62°，平均厚度4.0m。北翼產狀：340°∠63°，礦體平均厚度4.94m。 礦石品位（CaF2）14.90%～49.86%。

Ⅰ-1號礦體：位于Ⅰ號礦體的南翼近底板部位，為其分支。與Ⅰ號礦體相距7～18m,，呈透鏡狀。產狀：35°∠43°。礦石品位 （CaF2） 一般 27.14%～64.06%。

Ⅱ號礦體：位于Ⅰ號礦體南翼下盤，二者相距25～40m。礦體向西傾，傾角 60°，走向變化較大。礦體平均厚度4.86m。礦石品位（CaF2）14.26%～41.33%。

Ⅲ號礦體：位于礦化帶的北翼，在Ⅰ號礦體的上盤，二者相距20～30m。由東向西側伏，傾向328°～356°，傾角64°。礦體平均厚度2.46m。礦石品位（CaF2）22.23%～38.01%。

Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ號礦體：在Ⅰ號礦體以東，沿背斜核部由西向東排列。礦體多呈似層狀或透鏡狀。

九個小礦體：均分布在主礦體的上、下盤，大部分集中在北翼地段，透鏡狀礦體。礦石品位低，大部分屬于表外礦石。

5 礦石特征

5.1 礦石礦物組成

礦石中主要礦石礦物螢石，金屬礦物為黃鐵礦，偶見閃鋅礦等，脈石礦物為重晶石、石英、方解石、白云石、玉髓及少量絹云母。

礦石礦物：主要呈白色或無色及紫色螢石，少量淺綠色及黑紫色。半自形—自形及它形粒狀結構彼此緊密鑲嵌或與石英共同組成顯微粒狀鑲嵌結構，花崗變晶鑲嵌結構，粒徑以0.5～1.0mm為主，大者達5mm。螢石礦物含量50%～70%。自形晶螢石多呈六面體的單晶，雙晶或連晶，晚期低溫條件下形成，偶見八面體晶出者多為紫螢石。

脈石礦物：為重晶石、石英、方解石、白云石、玉髓及少量絹云母。

金屬礦物：為黃鐵礦，偶見閃鋅礦等。

5.2 礦石結構、構造

礦石結構以顯微粒狀鑲嵌結構、粒狀結構為主，其次花崗變晶鑲嵌結構，交代殘余結構等；礦石的構造以蜂窩狀構造為主，其次為角礫狀構造、斑雜狀構造、塊狀構造、條帶狀構造。

5.3 礦石的化學成分

礦石化學成分主要為螢石及石英，其他S、P、AI2O3、Fe2O3等含量均較低。CaF2含量變化較大，以致密塊狀、粒狀礦石質量最佳，蜂窩狀、條帶狀礦石次之，角礫狀礦石最差。礦區CaF2平均含量31.71%，SiO252%、BaSO43.5%、CaCO35%、S0.2%～1.98%。

5.4 礦石類型

按礦物共生組合劃分礦石類型主要為以螢石-石英型，其次為單一螢石型及重晶石-螢石-石英型。后者包含于螢石-石英礦石之中。

按礦石的結構，構造劃分五種類型。蜂窩狀礦石、條帶狀礦石，斑雜狀礦石、塊狀礦石、角礫狀礦石。

6 圍巖蝕變

礦體賦存于硅化角礫巖與燧石條帶的白云巖層間。硅化、螢石化和重晶石化，發育比較強烈和廣泛，碳酸鹽化次之。在霧迷山組頂部和洪水莊組底部巖層之間的構造破碎帶中幾乎完全遭受強烈的硅化，生成硅化硅質角礫巖，硅質巖及硅化頁巖。硅化蝕變與螢石礦體有密切的內在聯系和空間關系，它對礦化程度、礦體形態、規模及賦存部位起著明顯的控制作用。在黑色、灰黑色硅化硅質角礫巖中可以見到呈星散狀分布的黃鐵礦。

7 礦床成因及成礦階段

螢石礦受雙洞子背斜的控制，整個礦床位于背斜的核部，圍巖巖性與螢石礦化關系密切。白云巖中的CaO/MgO為1.24～1.43，其中的鈣能促進螢石的沉淀。據礦石和礦物的化學成分分析，含礦熱液的基本組分是H2O及少量的H+和OH-，主要成礦組分是HF和少量的Ba。關于熱液來源的問題，是否在背斜深部有隱伏巖體，或者與礦區背部相距約10km的八家花崗閃長巖有關，尚待進一步研究[1]。

分析礦床的特征、礦石特征、蝕變類型和地球化學特點，礦體產狀地層產狀一致，集中分布在背斜核部，多呈透鏡狀、似層狀，主要與背斜核部發育的層間構造孔隙有關。礦石具多期次形成特征，作為熱液活動標志的硅化、螢石化、重晶石化、碳酸鹽化發育強烈且廣泛，并嚴格受斷裂構造控制，認為該礦床屬中－低溫熱液交代碳酸鹽類型礦床。燕山構造活動晚期，地下含F熱液沿斷裂上升，在背斜核部受到洪水莊組頁巖的阻擋，在霧迷山組頂部同白云巖進行交代作用，從其中萃取Ca、Ba等元素，使其頂部形成一層硅質角礫巖，隨著熱液的不斷上升，F、Ca在熱液中不斷聚集，沿背斜軸部空隙充填形成雙洞子螢石礦。

該礦區的成礦作用大致可分為三個階段，各階段的溫度、壓力和組分濃度都有不同的變化，在外界條件控制下在有利的部位沉積成礦。第一階段是含礦熱液沿層間裂隙交代圍巖，生成石英、紫色螢石，組成蜂窩狀構造、角礫狀構造及條帶狀構造；第二階段是白色螢石及石英沿早期礦化地段充填，促成礦化的重疊和富集，重晶石在該階段晚期結晶，形成具致密塊狀、糖粒狀及晶簇狀構造的礦石；第三階段為碳酸鹽化－硫化物階段，形成方解石、石英、螢石細脈，局部可見微量黃鐵礦、黃銅礦。

8 找礦標志

螢石礦床成因類型為產于背斜核部的中－低溫熱液交代蝕變型似層狀、透鏡狀螢石礦。找礦標志：

1）地層：薊縣系霧迷山組、洪水莊組地層；

2）控礦構造：區內有主要斷裂及次級斷裂；

3）成礦巖體：燕山期中酸性侵入巖或噴出巖；

4）巖石類型：含燧石條帶白云質灰巖、白云巖、含錳白云巖、黑色板巖、頁巖；

5）成礦時代：燕山期。