河南方城县萤石矿地质特征及成因分析

摘要：本文通过对河南方城萤石矿床的地质勘查和研究，详细阐述了该矿床的地质特征，并对其成因进行了深入分析。研究结果表明，方城萤石矿床受特定的地层、构造和岩浆活动控制，具有明显的成矿规律。该研究对于深入了解萤石矿床的形成机制以及在该地区进一步开展找矿工作具有重要的指导意义。

Through geological exploration and research on the fluorite deposit in Fangcheng, Henan Province, this paper elaborates in detail the geological characteristics of the deposit and conducts in-depth analysis on its genesis. The research results show that the Fangcheng fluorite deposit is controlled by specific strata, structures and magmatic activities, and has obvious metallogenic regularities. This research has important guiding significance for in-depth understanding of the formation mechanism of fluorite deposits and further prospecting work in this area.

关键词：河南方城；萤石矿床；地质特征；成因分析

一、引言 

萤石是一种重要的非金属矿产资源，广泛应用于冶金、化工、建材等领域。萤石在工业上用途很广。世界上萤石产量的一半用作制氢氟酸；萤石是一种熔点较低的矿物，冶金上用作冶炼钢铁的熔剂；制塑料时，加氟化物制成号称“塑料王”的聚四氟乙稀，在液态空气中不变脆，水中不变软，可在-269~+260℃温度范围内使用。河南方城地区萤石矿床资源丰富，对其进行地质特征和成因分析，有助于更好地认识该地区的成矿规律，为后续的矿产勘查和开发提供科学依据。

二、区域地质背景 

河南方城地处华北地台南缘，秦岭造山带东段。区域内主要出露地层有太古宇、元古宇、古生界和中生界。构造上以断裂构造为主，主要有近东西向、北西向和北东向三组断裂。岩浆活动频繁，主要为燕山期花岗岩侵入体。方城萤石矿带分布广泛，规模大，已控制储量相当于两个大型矿床。矿床赋存于华北地台南缘活动带（麦陷 ）川群和陶湾群地层中。分三个矿带，矿带展布与裂陷槽南缘的碱性岩带和碳质片岩带有一定关系，与东西相邻地区构成一个萤石成矿带。

三、矿床地质特征

（一）地层

矿区主要出露地层为中元古界栾川群煤窑沟组，岩性主要为石英片岩和白云质大理岩。萤石矿体主要赋存于白云质大理岩地层中。

（二）构造（含矿带）分布特征

矿区内断裂构造发育，主要有北西向和北东向两组断裂。萤石矿体受北西向断裂控制，呈脉状产出。萤石矿带分布特征 方城萤石矿带分布广泛，规模大，已控制储量相当于两个大型矿床。矿床赋存于华北地台南缘活动带栾川群长岭组和陶湾群老李山组地层中，我们引进地台北缘的叫法，称之为裂陷槽。大致可分三个矿带：

3.2.1、北矿带

（1）西段：位于黑山寨—南坡倒转向斜北翼（倒转翼），自红椿沟南经黑山寨、黄土岗、南坡到姚店北沟矿体断续分布，长6km以上。

（2）东段：位于霸王城—汪庙倒转向斜北翼(倒转翼），刘营北西王岗—车匠沟—孙井—煤窑沟一带，长3150m，厚0.41~2.22m，矿体基本连续。

3.2.2、中矿带

位于土门—潘家口倒转向斜槽部偏南部位，矿体长1300m，厚0.0n~3m，局部厚达10m以上。往东到牛岗又有矿化。

3.2.3、南矿带

（1)西段：矿带位于尚沟—晒经寺向斜近轴部，大店村西南—尹店一带，长5km以上，宽500m。

（2)东段：位于花沟—夹山向斜南翼，自凤凰山向西北经塔山、马庄、范营至牛王庙一带，长10km以上，最宽17m。

（三）岩浆岩

区域岩浆活动频繁而且强烈，岩浆活动主要集中在晚元古代、加里东期及燕山期，而以燕山期岩浆活动尤为重要，它们不仅控制本区燕山期变质相带的分布，而且中酸性小岩体与区内钼、铅、锌、银等内生矿产及萤石矿床在空间、时间和成因上有着密切联系。

3.3.1、中元古代侵入岩

中元古代变花岗斑岩（γπ22），主要分布在老马庄、景家庄一带。岩体侵入于元古界熊耳群变质火山岩，南部和西部分别被燕山期四里店岩体侵入，主要为岩性为黑云母二长花岗斑岩。

3.3.2、晚元古代侵入岩

晚元古代变石英正长斑岩（ξπ23），主要分布在下滚石沟、大石窑沟至汪坟一带。构成了一个带状的环形侵入体，外部为正长斑岩，内部为正长岩类和霞石正长岩类。

3.3.3、加里东期侵入岩

加里东期基性变辉长岩（ν3），在区域东北部呈环形出露，分布在洛河、稻田沟、毛谷堆至西湾一带和老虎沟至白庙沟一带，在后坪出露面积小。呈北西－南东向不规则带状断续延伸，侵入于下古生界陶湾群秋木沟组。

3.3.4、燕山期早期侵入岩

燕山期侵入岩在区域北部四里店、神树沟、王家庄一带，大面积出露，主要岩性为似斑状二长花岗岩（γο52）和细粒斜长花岗岩、含斑斜长花岗岩及细粒二长花岗岩。

3.3.5、燕山期晚期侵入岩

燕山期侵入岩在区域西部仰天池、画眉沟一带，零星出露，出露面积不大。主要岩性为细粒斜长花岗岩、含斑斜长花岗岩（γο53）及钾长花岗岩（ξγ53）。

（四）矿床（体）特征

萤石矿体呈脉状，走向北西，倾向北东或南西，倾角较陡。矿体长度一般在几百米至数千米不等，厚度变化较大，一般为 1-5 米。

3.4.1、汪庙萤石矿

矿体呈脉状，似层状赋存于长岭组N段灰一灰黄色石英云母片岩与V段条带状白云石大理岩接触面上，或侧向白云石大理岩中，一般石英云母片岩构成矿体顶板，白云石大理岩为底板（地层倒转）或顶底板都为大理岩。沿走向具膨大、收缩、尖灭、再现或被小断层错断。总体产状倾向27~46°，倾角55~80°；至孙井以东矿体走向明显向南东偏转，倾向变为55~65°。矿体与围岩产状一致。矿带长3150m，矿体基本连续；矿体厚0.41~2.22m。根据矿体的出露和工程控制，可将矿带分为四个矿体。矿石为紫色、暗兼色及灰白色，半透明他形粒状结构，块状构造。矿物成分除萤石外，尚含有少量石英、白云石、方解石、绢云母和微量含铁矿物等。矿石品位CaF2：为11.41%~82.48%，平均50.80%。根据矿石的矿物组合，可分为石英萤石型和云母萤石型两种矿石类型。

3.4.2、土门萤石矿

矿体产于花岗斑岩外接触带，长岭组Ⅳ段杂色千枚岩和钙质千枚岩（底板）与V段白云质大理岩（顶板）的层间裂隙中，由中心向两侧矿石变贫，但与围岩界线清楚。矿带长1300m，厚0.0n~3m，局部达10m以上。老费家有两层矿，相距25~30m，下部矿体长100m，上部矿体长1000m。矿体呈似层状，倾向北西，倾角45~65°。萤石以繁色、灰白色为主，偶见绿色，呈半透明一透明粗大晶体，品位40%~81%。矿石以石英萤石型为主，块状萤石型次之。

3.4.3、大店萤石矿

赋存于花岗斑岩外接触带白云石大理岩与碳质绢云石英片岩中。有13个矿体，其中4个矿体赋存于绢云石英片岩与白云石大理岩层间裂隙中，有两个矿体赋存于白云石大理岩层间裂隙中，有7个矿体赋存于碳质绢云石英片岩层间（两处直交）裂隙中。按边界品位20%圈定的13个矿体、长24~155m，厚0.40~14.22m。13个矿体中有11个是顺层的，倾向一般30~55°，倾角40~60°；两个是近垂直岩层的，倾向106~112°，倾角37~80°，萤石为黑紫色，他形粒状变晶结构或粒状镶嵌结构，块状构造。萤石含量75%~90%，脉石矿物有绢云母15%~20%、石英、长石、方解石及黄铁矿、褐铁矿等。以块状萤石型为主，石英萤石型次之，方解石萤石型少见。

3.4.4、塔山萤石矿

矿体赋存于绢云母化正长岩体西南侧外接触带的绢云石英片岩与大理岩层间裂隙和大理岩层间裂隙或细晶正长岩中，大部分呈似层状、透镜状、脉状及浸染状，一般与围岩界线清楚。倾向210~230°，倾角45~75°，与围岩产状一致。近顶板矿脉较大而集中，靠近底板矿化相对较差。矿带长10km以上，矿体大小不等，一般长20~50m，厚0.45~3.5m，最厚17m。在范营有两层矿：北矿体长840m，最厚17m；南矿体长160m，膨大部位厚4.5m。矿石一般呈紫红、黑紫色，中细粒结构，块状构造。主要矿物成分为萤石，另有少量方解石、石英、绢云母等，偶尔含有少量方铅矿、黄铁矿、重晶石细脉，矿石质量良好，其中范营最佳，CaF2，平均含量为93.8%；马庄次之，CaF2：含量60%~80%，此外尚有一种浸染状矿石，主要见于正长细晶岩中，矿物成分除萤石外还含有微量的钾长石，为正长细晶岩强烈萤石化的产物，矿石质量优劣与围岩关系密切，一般大理岩好于片岩，片岩好于细晶正长岩。 

（五）矿石特征

矿石主要为萤石，呈紫色、绿色、白色等。矿石结构主要有块状、条带状和角砾状等。矿石构造主要有致密块状、浸染状和脉状等。

四、成因分析

（一）成矿物质来源

萤石中的氟主要来源于地层中的含氟岩石和岩浆活动。在岩浆活动过程中，氟元素被活化并迁移到有利的成矿部位富集成矿。

（二）成矿流体来源

成矿流体主要为岩浆热液和大气降水。岩浆热液提供了氟等成矿物质，大气降水参与了成矿作用，使成矿流体得到了进一步的混合和演化。

（三）成矿机制（规律）和找矿前景

在北西向断裂构造的控制下，岩浆热液和大气降水混合形成的成矿流体沿断裂上升，在合适的地层中富集成矿。在成矿过程中，由于物理化学条件的变化，氟离子与钙离子结合形成萤石矿物。

（1）矿体赋存于大理岩与片岩之间的层间裂隙中，矿带长数公里无例外的矿体沿层面充填，或侧向大理岩一边矿化形成矿体；产于各种片岩中的矿体则较差，规模小且不规则，品位低且矿化不均匀；在汪庙矿区片岩内未见任何矿化。说明萤石中的钙取之于大理岩，氟由异地供给，大理岩是主要控矿岩性。

（2）矿体常产于绢云母化正长岩或花岗斑岩外接触带。在汪庙矿带则与正长斑岩脉（长1800m，宽6~18m）平行展布，相距80~140m，据刘营复背斜南翼塔山一双山广泛分布的正长岩分析，为富含F、H等挥发组分的碱性岩，萤石矿化中的F元素可能来自正长（斑）岩或花岗斑岩。

（3）矿体产出的构造部位在向斜倒转翼上或近槽部，由于脆性大理岩与塑性片岩在褶皱形成过程中产生较大位移差，并在脆性岩石中发育裂隙，形成构造软弱带，有利于成矿溶液活动。

（4）萤石以紫色、暗紫色、黑紫色为主，次为灰白色，绿色萤石较少见，据文献仅土门可以见到。

（5）沿矿带具有硅化、碳酸盐化、绢云母化、高岭土化、滑石化和围岩退色等围岩蚀变。有时可见擦痕。

自方城向东，有信阳、桐柏、确山交界处的尖山大型萤石矿；向西有南召龙凤垭中型萤石矿，均产于陶湾群或栾川群地层中，构成一条萤石成矿带。矿带展布与裂陷槽南缘的碱性岩带和碳质片岩带有一定关系。

五、结论 

（一）河南方城萤石矿床受地层、构造和岩浆活动控制明显，矿体呈脉状产出，矿石主要为萤石。

（二）成矿物质主要来源于地层和岩浆活动，成矿流体主要为岩浆热液和大气降水。成矿机制为在断裂构造的控制下，成矿流体沿断裂上升，在合适的地层中富集成矿。

（三）该研究对于深入了解萤石矿床的形成机制以及在该地区进一步开展找矿工作具有重要的指导意义。

参考文献

（1）楚新春等，河南省地质矿产志。北京：中国展望出版社.1992

（2）温同想等，方城萤石矿带地质特征。河南地质第2期第15卷.1997.6