河南省栾川县杨山地区矿床地质特征及成因分析

李举松，程娜娜，郑东方

（河南省地质矿产勘查开发局第三地质勘查院，河南 郑州 450000）

随着社会的不断发展，矿产资源的附加价值增长快速，且未来需求空间巨大，而河南省栾川县杨山地区，萤石矿、金矿石的含量非常大，因为该地区与秦岭造山带较近，所以受到地形的干扰影响，使得该地区矿产资源比较丰富，在对栾川县杨山地区矿石资源的开采过程中，对矿区的勘查经历以及矿区地质特征和矿床成员进行分析，有利于给附近其他相同类型矿区提供足够的借鉴经验。

1 河南省栾川县杨山的地质背景

由于河南省栾川县杨山地区靠近秦岭造山带，处于地势褶皱带范围，而秦岭山脉的褶皱使得河南省栾川县杨山地区呈隆起交接部位。该区域的岩石层属于寒武纪时期，并经历白垩纪地内岩浆流动而形成麻岩混合岩片，随着火山活动，将大量的贵重金属喷洒到地面，经过数亿年的地壳运动变化，矿物质岩石和金属矿物质逐渐分布在该区域的不同岩体层中[1]。我们可以通过从地层、构造以及岩浆岩这三个方面对河南省栾川县杨山地区的地矿矿床进行深入的概括。

首先是地层，由于杨山地区的矿床区域露出地面比较单一，使得杨山地区呈现东西向展布，岩石倾角较缓，下端主要分布的矿区在北部，以萤石矿为主，而上端主要分布在南边，矿区主要含金构造蚀变带层位。其次是构造中，杨山矿区的构造主要以断裂和褶皱为主，在发展方向上，以东西、东北、西北这三个方向为特征为主。矿区的主要异构矿构造以黄铁矿化为主，同时伴随着强烈的硅化、方铅矿化、碳酸盐化等蚀变，是主要的熔矿构造，但由于矿体规模比较小，断裂规模以及倾角角度比较大，因此具有等间距分布的特征。最后是在岩浆岩中，由于矿区的岩浆岩在地表的东北侧出露，所以萤石矿分布较多，根据对矿石同位素探查可以发现，矿石的年龄在156+1.2Ma，这些岩浆岩属于白垩纪时期的岩浆活动的产物，在西北向断裂破碎带中，发现矿化蚀变带中的金属硫化物被切割，却并没有发现金矿化。

2 矿床地质特征

2.1 矿体特征

通过对河南省栾川县杨山地区的矿体进行检测勘查后发现，杨山地区的萤石矿几乎全部都位于花岗岩基层的断裂带当中。使得矿石形态大多呈脉状以及透镜状，随着矿体在走向和倾向中，都具备有膨大尖缩和波状舒缓的现象，因此杨山地区的矿体厚度较大的区域，与岩石接触面的粗糙程度进行对比时，此时的萤石矿含量非常高且质地比较纯正[2]。这是因为杨山地区的萤石矿总体为薄脉矿床，同时局部矿区中的CaF2含量非常高，使得杨山地区的萤石矿质量反而显得质量一般。在杨山地区金矿床主要含金构造蚀变带，目前只开采了一号和二号金矿体，其中一号矿体内的控制长度在1.3m左右，矿体的厚度在0.3m～23m左右，金矿床呈不规则的长条状，倾斜角一般略大于底层产状，角度在35°～45°之间。由于矿体沿水平方向和垂向上有着分支符合以及膨胀缩小的现象，因此金矿品位在2.92g/t之间。二号金矿体的控制长度在300m左右，矿体的平均厚度在0.58m之间，由于二号金矿体的倾斜角度比价小，只有35°，所以二号金矿品位在2.51g/t左右。

2.2 矿石特征

由于河南省栾川县杨山地区的矿床岩石主要以萤矿石和金矿为主，这些矿石所处范围内露出的花岗岩基层通常以黑云母二长花岗岩、中粒黑云母二长花岗岩为主。这两种花岗岩以灰白、灰紫色结构为主，其中斑晶含量约占30%左右，在矿区范围内，萤石矿构造带走向及倾向均具舒缓波状以及膨缩的特征[3]。矿区内的金属矿，均匀存在于矿区的蚀变破碎带之中，导致矿体形态和产状均会受到蚀变破碎带的控制。通过对杨山萤石矿床以及周边的其他矿石和矿物进行勘查后发现，这些矿石特征显示，该矿床成因类型为裂隙充填的热液脉状萤石矿床。根据杨山萤石矿物组合的特征结构，杨山萤石矿大致可以分为以下几种类型，分别是萤石型、石英—萤石型、重晶石—萤石型、方解石—萤石型等几类矿石。在这几种类型的萤石中，主要以萤石型和石英—萤石型这两种类型为主，而按照矿石结构构造进行分类的话，可分为粗晶块状、条带状、角砾状以及浸染状等几类不同类型的矿石。按照矿石结构分类，矿石的主要结构有自形—半自形结构、他形粒状结构，碎裂结构这几种类型，其中萤石矿的主要构造有块状构造、角砾状构造、条带状构造、团块状构造。在杨山矿石中，矿物成分以主要以萤石、石英为主，其次为斜长石、玉髓、高岭土等其他类型占据较多。而这些矿石的颜色中，萤石大多数为紫色和淡绿色，还有一部分呈现半透明—不透明、自形—半自形晶体，集合体产状为脉状、团块状、晶簇状，硅化主要表现为石英脉和石英团块，常与萤石共生，形成构造岩的胶结物，其中部分呈乳白色，光泽不强不透明成石髓。

2.3 围岩蚀变特征

在杨山地区的矿石中，由于围岩蚀变仅限于构造破碎带以及上下盘围岩附近，具有明显低温热液蚀变特征，根据蚀变的类型、强度以及矿化关系，可以分为三种特征。首先是硅化特征中，由于萤石矿的形成和硅化关系比较密切，而且真个杨山地区位于矿体破碎带当中，硅化在矿区的石英岩主要分布在花岗岩的四周，少部分分布在细脉的矿石当中。其次是绢云母化特征，对于萤石矿的形成而言，主要和绢云母化有着紧密的联系，这是因为矿体四周主要以绢云母化的形式分布，同时和硅化伴生形成相应的云英岩[4]。最后是高岭土化特征，对于这种特征，主要分布在矿围岩当中，同时也分布在破碎构造带当中，因此在长石风化的形成过程中，可以给后生矿物起到良好的指示作用。而在金属矿石围岩蚀变中，由于含矿的破碎带中有蚀变，所以蚀变和矿化有着密切的关系，通过已经发现的蚀变区域并未发现矿体或者矿化点，在蚀变以外的区域中，围岩蚀变的类型主要以硅化、钾化以及碳酸盐化为主，含矿蚀变破碎带的局部地段很容易出现高岭土化的特征。

3 矿床成因分析

3.1 矿石化学成分特征

对河南省栾川县杨山地区的矿石进行全岩化学成分的分析中发现，该地区矿石中的CaF2含量非常高，其含量在36%～90%之间，CaF2含量差异巨大。除过CaF2的含量最大外，其次是CaF2的含量在9%～26%之间，Al2O3的含量在0.2%～5.5%之间，除此之外，还有Fe2O3、K2O、MgO、MnO、P2O3、TiO2等，这些化学成分含量相对较少。在矿石的化学成分中，由于CaF2和CaF2的含量最高，所以这两种化学物质可以形成明显的负相关，使矿石表现出极高的热液脉型矿床特征。

3.2 成矿流体特征

在对河南省栾川县杨山地区萤石矿床相邻的其他萤矿石进行分析研究，以马丢萤石矿作为研究对象可以发现，马丢萤石矿的矿体特征、矿石组成、矿石构造等特征与杨山地区萤石矿具有极高的相似度[5]。马丢萤石矿的包裹主要以呈群带状和孤立分布为主，但由于马丢萤石矿数量比较少，同时液相包裹体的形态成多样性，所以马丢萤石矿包裹体比较均一、对马丢萤石矿进行测温结果计算后，可以得出马丢萤石矿矿床的流体属于低温、低盐以及低密度的流体。

3.3 矿床成因特征

杨山地区的金矿形成主要与花岗岩的分布有着紧密的关系，对花岗岩和金矿床的认知提出了不同的矿床成因。但由于成矿作用和成岩作用过程中的流体物质组分有着不同的差异，所以形成的矿流体和成岩流体来源的差异，使得杨山地区矿床形成有着很大的差异。而区域岩石圈大规模消减，使得该区域的地幔上升，在延伸环境体制下逐渐形成了地幔流体。在地壳运动中，杨山地区沿着区域性深大断裂带上涌，会随着上地壳物质在构造有利的部位进行存贮，随着地幔热液上涌的过程，而发生广泛的水岩反应，在矿作用以及水岩反应持续进行中，成矿流体会逐渐向酸性过渡，并产生二氧化碳使得流体中的碱度降低，而形成蚀变型的金矿床。

3.4 构造空旷作用

在对杨山区域进行勘查中发现，双槐树断裂带内填充着大量的碳质碎屑，而深部钻探资料显示杨山区域地下层中依旧含有大量的碳质碎屑。经过大量钻孔资料研究发现，含矿断裂带内角硕岩及碎裂岩中均含有碳质碎屑，在对断裂带进行深层韧性剪切带中，向下可以切穿地壳到地幔位置，作为深部岩浆热液的运动情况，对断裂层交汇部位，会因为环境的改变而使热液流向次级断裂。当热游处于上移过程中，会不断的出现交汇，使地层中的锑元素逐渐增多，最终导致矿断裂带成矿有利于部位聚集成矿。

3.5 找矿标志

在杨山区域地层中，直接寻找矿层位，区域褶皱构造发育以及被挤压破碎的轻微混合岩化地段部位，可以直接指示出萤石矿和金矿的存在[6]。由于区内含有大量的花岗岩石与亚麻岩的交互，所以萤石矿中含量大量的碳元素，使得萤石矿纯度并不高，需要经过加工后，才能获得较高纯度的矿产品。

4 结语

由于河南省栾川县杨山地区的萤石矿和金矿床与地区的矿床比较相似，同时严格受地质构造破碎带的控制，矿体边界的清晰程度大多数是脉状以及透镜状，所以萤石矿和金矿存在的这些特征，使得河南省栾川县杨山地区的地质呈热液矿床的特征，矿区围岩蚀变构造仅限于破碎带上下盘围岩附近，具有明显的低温热液蚀变特征，在低温、低盐、低密度中形成的流体，构造出了河南省栾川县杨山地区萤石矿和金矿的特征。