刘金刚　刘劭航

(1.中钢集团锡林浩特萤石有限公司；2.中钢集团天津地质研究院有限公司)



内蒙古查干德勒特大型萤石矿床地质特征及找矿前景

刘金刚1刘劭航2

(1.中钢集团锡林浩特萤石有限公司；2.中钢集团天津地质研究院有限公司)

内蒙古查干德勒萤石矿位于二连—贺根山缝合带与温都尔庙—西拉木伦河断裂夹持的锡林浩特微地块内，结合区内地质勘探成果，对矿区成矿地质背景、矿床地质特征、矿床成因进行了分析，并对矿区找矿前景进行了探讨，结果表明：①矿区范围内已发现的27条萤石矿体呈NE、NNE、NNW向展布，与区域断裂构造方向一致；②矿体赋存于温都尓庙群片岩、二叠系哲斯组砾岩、板岩和华力西晚期黑云母奥长花岗岩的构造裂隙中，呈脉状、网脉状产出，形态复杂，在走向和倾向上均具有分支复合现象，向深部矿体有变厚变富的趋势；③矿石组构简单，有害组分含量低，属早期强烈海底中—酸性火山喷溢—沉积成矿作用和晚期含矿花岗岩成矿作用叠加的产物，矿体定位于断裂带中的超大型热液充填型脉状萤石矿床；④矿床剥蚀浅，矿体埋藏深、厚度大、品位高，深部及矿区内萤石和与其共生的多金属矿床找矿潜力巨大。上述分析对于区内进一步开展萤石矿找矿工作有一定的参考价值。

萤石矿成矿地质背景矿床地质特征矿床成因找矿前景

内蒙古查干德勒萤石矿是一座具有近40 a开采历史的老矿山，该矿床于1971—1973年由内蒙古区域调查一队进行区调时发现，后经多年开采，资源日趋枯竭。2006年化工部地质矿山总局地质研究所在该区进行了萤石矿产普查工作，2009年内蒙古第九地质勘查院和山东省地矿工程勘查院先后开展了详查工作，2015年中国冶金地质总局内蒙古地质勘查院进行了接替资源找矿工作并取得了重大突破，查明其为超大型萤石矿床(矿石量858.06×104t，w(CaF2)63.21%)，且矿床规模仍在扩大中。该矿位于内蒙古锡林浩特市南西方向约36 km处，地理坐标：东经115°56′31″、北纬43°41′57″。该矿具有继续扩大萤石资源储量的巨大潜力，深部及外围存在多金属矿化，找矿前景良好。为进一步指导区内找矿工作，本研究结合区内已有的找矿勘探成果，对区内矿床地质特征、矿床成因及找矿前景进行探讨。

1　成矿地质背景

内蒙古查干德勒萤石矿位于二连—贺根山缝合带与温都尔庙—西拉木伦河断裂夹持的锡林浩特微地块中，与苏莫查干敖包特大型萤石矿床处于同一构造岩浆成矿带中。矿区主要出露温都尓庙群扎布音敖包组浅变质岩系，上石炭统阿木山组海相碳酸盐岩，下二叠统哲斯组海相碎屑岩-碳酸盐岩-中—基性火山岩和第四系玄武岩、风冲洪积沉积物。温都尓庙群扎布音敖包组分布于矿区北东部，是构成“锡林浩特地块”的主体岩系，为一套浅变质的岩石组合，岩性为黑云石英片岩、斜长角闪片岩、绿泥石石英片岩夹磁铁石英岩、变粒岩、大理岩，该岩层被后期花岗岩侵入，接触带有混染现象，岩石形变强烈，多已片理化、糜棱岩化，具片麻状构造，总厚度约7 669 m[1-3]。下二叠统哲斯组第二岩段分布于德勒乌拉—查干德勒以南及以东地区，侵入体及断裂构造的破坏使地层支离破碎，岩性组合为杂色砾岩、灰色生物灰岩及灰—暗色板岩夹细—粉砂岩，厚885 m。第四系更新统阿巴嘎组为橄榄辉石玄武岩，全新统为松散沉积物，厚5～80 m。

矿区褶皱构造发育，区域性的锡林浩特复背斜由于岩体侵入和断裂切割而遭受破坏，哲斯组呈紧闭褶皱形态。矿区断裂构造极其发育，主要为NE向，次为NW向，F1断裂(图1)为矿区的主要控矿构造，位于花岗岩体南缘，断层规模较大，为区域大断裂西庙里—达青牧场挤压破碎带的一部分。F1断裂的次级破裂面中充填NE向萤石-石英脉，在该断裂北西侧派生一系列NNE、NNW向的次级构造，是萤石矿体的主要储矿构造。

图1　内蒙古查干德勒萤石矿矿床地质概况

2　矿床地质特征

2.1矿体特征

内蒙古查干德勒萤石矿体赋存于温都尓庙群片岩、二叠系哲斯组砾岩、板岩和华力西晚期黑云母奥长花岗岩中，已发现矿体均产于F1断裂下盘的NE、NNE、NNW向构造裂隙中，呈脉状、网脉状产出。在矿区范围内已发现萤石矿体27条，已开采矿体12条，目前主采矿体4条，特征如下。

(1)Df1萤石矿体。分布于矿区东区南部，赋存于F1逆断层伴生的次生裂隙中，呈脉状产出，矿体顶底板围岩均为二叠系哲斯组硅质砾岩、板岩。矿体长795 m，厚1.41～8.25 m，平均厚2.25 m，产状315°、140°∠74°～88°。该矿体在地表由2条倾向相反的脉体组成，沿走向往东合并为一条。矿石w(CaF2)28.26%～70.27%，平均54.22%。

(2)Df2萤石矿体。位于矿区东区中北部，分布于Df1萤石矿体以北，总体呈NNE走向，赋存于F1断裂派生的NNE向断裂中，往南与Df1萤石矿体相连。矿体顶底板围岩均为黑云奥长花岗岩。矿体长1 010 m，产状13°～20°、103°～110°∠80°～85°。矿体在平面及剖面均有分支复合现象(图2)，Df2矿体由3条萤石脉组成，矿体厚1.24～24.66 m，平均厚4.16 m。矿石w(CaF2) 26.75%～71.93%，平均54.35%。

图2　内蒙古查干德勒萤石矿床勘探线剖面

(3)Zf5萤石矿体。分布于矿区中区南部，矿体长319 m，控制延深266 m，矿体厚2.07～27.79 m，平均厚7.00 m，走向NE—NNE，矿体地表倾向SE，在-80 m以下转向NW倾，倾角52°～81°，向深部-200 m以下倾角明显变缓。矿体形态复杂，呈脉状、网脉状，分支复合现象普遍。矿体围岩-120 m以上为硅质砾岩，下部为蚀变黑云母奥长花岗岩。矿石w(CaF2) 22.15%～96.20%，平均66.83%。

(4)Zf11萤石矿体。分布于矿区中区北部，矿体形态复杂，呈脉状、网脉状产出，多有分支复合现象，沿走向矿体北部往东偏移，南部往西偏移，总体呈NE向展布。围岩为蚀变黑云母斜长花岗岩，在南端深部为砂岩。地表控制矿体长395 m，以往探矿工程中发现的11#上层矿体，是该矿体沿倾向的分支。Zf11萤石矿体厚2.97～12.56 m，平均厚4.08 m，产状270°～300°∠65°～70°，w(CaF2) 20.05%～95.20%，平均63.22%。

2.2矿石矿物、化学成分

矿石矿物组成较简单，主要有萤石、玉髄、石英、方解石和褐铁矿、黄铁矿等。萤石以白色、绿色为主，少量蓝色、紫色、烟灰色，呈等轴粒状，粒径0.12～6.96 mm，萤石绝大部分结晶程度较好，呈块状、脉状，部分成隐晶质状或浸染状存在于玉髓之中，少量呈“钟乳石”状产出，含量5%～90%。玉髓呈脉状、条带状分布，局部呈团块状，含量5%～75%。石英呈粒状、团块状和细脉状，粒径0.01～0.07 mm，含量5%。褐铁矿和黄铁矿呈褐色斑点状、薄片状分布。矿石中主要化学成分为CaF2、SiO2，次为Al2O3、Fe2O3等，矿石中主要有用组分为F，F、Ca两者以CaF2的形式存在于矿石内(表1)。 矿石中微量元素含量较低(表2)，均达不到综合利用要求。

表1　矿石化学成分分含量

矿石中微量元素与苏莫查干敖包特大型萤石矿矿石相比，Ti、Ni含量明显降低，但Ba、Cr、Cu、Y、Zn含量明显增高。矿石中主要有害组分为SiO2、S和P(表3)，均低于有害组分指标要求。其中，SiO2主要以玉髓形式存在，含量一般18.21%～32.52%，平均25.24%；S主要以黄铁矿形式存在，含量一般0.05%～1.92%，平均0.74%；P含量较低，一般0.01%～0.02%，平均0.013%。

2.3矿石结构、构造

矿石结构主要为粗晶半自形—自形粒状结构，矿物间彼此紧密镶嵌，粒径一般为3～4 mm，少数可达数十毫米；次为交代结构，萤石被硅质交代，萤石与硅质接触处多呈港湾状出现，硅质集中的部位尚有萤石晶体残留。此外，还有萤石交代硅质、萤石包裹硅质团块以及萤石细脉穿插硅质团块等现象。隐晶质结构由玉髄组成，多与萤石形成条带状分布，局部分布少量重结晶的石英团块和石英脉。矿石构造以块状、皮壳状、条带状构造为主。①块状构造，多发育于矿体中心及较宽大的矿脉之中，由质量较纯的萤石组成，晶粒粗大，彼此紧密镶嵌，色调单一，其矿石质量最佳；②皮壳状构造，主要由硅质矿物形成，质地细腻，由细窄的硅质韵律层组成，分布于矿脉与围岩的接触带上，呈壳层状产出于与萤石的接触界面上，萤石与其呈锯齿状相嵌；③条带状构造，矿液由断裂两壁向中心部位周期性连续沉淀，形成平行脉壁的对称或不对称的条带状构造，由不同色调(绿色、紫色、灰白色)的萤石组成，或萤石脉与硅质脉相间交替出现，其单条的宽窄与矿脉的宽度有关，一般由十余厘米至数十厘米不等。

表2　矿石微量元素含量

注：A为以纹层状、细晶块状萤石为代表的成矿早期萤石，10件样品测试值取均值；B代表含硫化物萤石，2件样品测试值取均值；C为以伟晶状、混合伟晶状萤石为主，代表成矿晚期萤石，6件样品测试值取均值。

表3　矿石有益有害组分含量

2.4矿石类型

矿石按构造特征可划分为块状(包括粗晶和细晶)萤石矿石、条带状(包括条带状、环带状)萤石矿石；按矿物组合可划分为萤石型、萤石-石英型和石英-萤石型矿石。

2.5围岩蚀变

矿区与成矿关系密切的围岩蚀变主要有硅化、碳酸盐化、绢云母化、绿泥石化、黄铁矿化。①硅化，为区内常见的一种蚀变，可分为面状和脉状，面状表现为岩石中硅质物含量明显增多，呈云雾状沿原生矿物粒间分布重新胶结，脉状表现为呈细小石英脉沿裂隙充填；②碳酸盐化，为区内分布最广泛的蚀变，常与硅化相伴出现且与萤石矿化成正相关关系，表现为方解石细小脉或团块状方解石充填于矿物之间，碳酸盐化出现于区内各种岩性中，在变质岩、砾岩、板岩、砂岩以及黑云母斜长花岗岩、辉绿岩中均见有强烈的碳酸盐化，花岗岩、辉绿岩呈灰白色均为碳酸盐化蚀变的结果，深度越大，碳酸盐化越强，萤石矿化便越佳；③绢云母化，微细鳞片状，除部分为长石碎屑的蚀变矿物外，多数集合体呈定向分布，应属变晶矿物，分布于碎屑粒间，或相对聚集呈带状分布，与一些定向分布的碳酸盐矿物以及粒径小于0.005 mm的长石和石英集合体等伴生；④绿泥石化，呈薄膜状或毛发状分布于裂隙表面，定向分布明显；⑤黄铁矿化，普遍发育，在岩体边部或其破碎带附近也常见，可被褐铁矿交代为残晶，呈细粒浸染状、团块状、细小网脉状，常见黄铁矿化与硅化相伴出现。

3　矿床成因

由矿体形态、产状定位特征及矿石组构特征分析可知，矿床最后表象为热液充填型脉状萤石矿床。区域内发现的苏莫查干敖包特大型萤石矿等一大批萤石矿床，均与晚古生代古中亚洋关闭、西伯利亚板块与华北板块碰撞的岩浆成矿作用有关，晚古生代早期强烈的中亚洋板块对华北板块的俯冲，导致华北板块北缘增生和岩浆作用，除形成区域内的斑岩型金-多金属成矿作用外[4]，还形成区域内广泛的萤石矿化，使之成为我国最重要的萤石成矿带[5]。矿区成矿作用表现为2期，晚古生代晚期强烈的海底中—酸性火山喷溢作用和沉积作用形成了二叠系哲斯组砾岩、炭质板岩、砂岩、泥岩、英安岩、灰岩等组成的火山碎屑-沉积岩。火山喷发作用产生了大量的CO2、H2、F、HF、SiF4气体，在高温高压下，CO2、H2、F、HF、SiF4在热水溶液中以络合物的形态被搬运，并对早期火山-沉积岩中的有用组分进行淋滤和萃取，在温度压力降低后，Ca与F、HF、SiF4、CO2反应形成萤石沉积和碳酸盐沉积，反应了碳酸盐化蚀变与萤石矿化的密切关系。反应式为

SiF4+2CaCO3=2CaF2+SiO2+2CO2↑ .

(1)

CaCO3+2F2=2CaF2+2CO2↑+O2↑ .

(2)

CaCO3+2HF=CaF2+H2CO2.

(3)

矿区内二叠系哲斯组硅质砾岩和炭质板岩中广泛发育星点状、团块状萤石矿化。华力西晚期侵入的含F黑云母奥长花岗岩在带来大量成矿物质的同时亦形成了温度梯度场，驱动海水对流循环再次萃取和淋滤早期成矿物质，沿构造薄弱带和特定构造运移，在开放的断裂和裂隙中沉淀成矿。

4　找矿前景

矿体产出于F1次级断裂带及派生的NE、NW向的X剪裂隙中，严格受断裂构造控制，区内已发现的矿化主要位于岩体与地层接触断裂带及岩体破碎带内。区内仅有部分断裂的地表露头被发现，尚存在大量未被发现的隐伏构造和萤石矿体(图3)。

图3　内蒙古查干德勒萤石矿控矿构造及激电异常分布

随勘查深度的加大，萤石矿体有随之变厚的趋势。Df2矿体深度40 m时，真厚度仅1.24 m；深度80 m时，真厚度1.65 m；深度120 m时，真厚度3.98 m；深度160 m时，真厚度4.72 m；深度200 m时，真厚度6.00 m；深度343.15 m时，真厚度达到16.89 m。钻孔中在673.94～721.42 m 深度，见到47.47m厚的萤石矿化，萤石矿体真厚度仍有6.32 m，同时矿体品位向下变富。该现象表明萤石矿体剥蚀深度不大，目前该萤石矿的勘查深度也仅为400 m，局部探索性钻孔的控制深度也仅约600 m，且矿区内多条萤石矿体的深部和边部无任何工程控制。

矿区及其附近周边大功率激电测量表明，已知萤石矿体具有高阻-高充电率(硅化、黄铁矿化等金属硫化物矿化与萤石矿体伴生)特征，据此圈出了3个有利的萤石找矿异常区，尚有多条断裂(F7、F8、F22、F12、F13、F14)具备找矿潜力，且已在部分断裂中发现萤石矿化，依据地表矿化向深部变大、变厚的趋势，寻找盲矿体及其深部成矿潜力巨大。

大地电磁测深表明，断裂构造向深部延深达千米以上。全区的大功率激电测量表明，已知的萤石矿体除具高阻-高充电率(硅化、黄铁矿化等金属硫化物矿化与萤石矿体伴生)特征外，尚存在低阻-高充电率异常区(图4)，在矿区东北部正进行的勘查已控制一中型铜矿床，在矿区异常区内已有多处露头发现有黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿的矿化露头，且分布在岩体与地层接触带一侧的地层中，表明矿区内具有多金属矿勘查的潜力。

5　结　语

内蒙古查干德勒萤石矿床是早期强烈的海底中酸性火山喷溢作用、沉积作用和晚期含矿花岗岩成矿作用叠加的产物，构成断裂带中的超大型热液充填型脉状萤石矿床，矿床剥蚀浅，矿体厚度大，矿床品位高，深部找矿潜力巨大，同时有共生的贱金属矿床。通过对该矿床的地质特征、成因以及找矿前景的分析，对于矿区进一步开展萤石矿找矿工作有一定的借鉴价值。

[1]聂凤军，许东青，江思宏，等.内蒙古苏莫查干敖包特大型萤石矿床地质特征及成因[1].矿床地质，2008，27(1)：1-13.

[2]许东青，聂凤军，钱明平，等.苏莫查干敖包特大型萤石矿床的稀土元素地球化学特征及其成矿意义[J].矿床地质，2009，28(1)：29-41.

[3]高计元，王一先，裘愉卓，等.内蒙古中西部多岛海构造演化[J].大地构造成矿学，2001，25(4)：397-404.

[4]陈衍景，翟明国，蒋少涌.华北大陆边缘造山过程与成矿研究的重要进展和问题[J].岩石学报，2009(11)：3-32.

[5]王吉平，商朋强，牛桂芝.中国萤石矿主要矿集区及其资源潜力探讨[J].化工矿产地质，2010，32(2)：87-94.

Geological Characteristics and Prospecting Prospective of the Super-large Fluorite Deposit of Zhagandele,Inner Mongolia

Liu Jingang1Liu Shaohang2

(1.Sinosteel Xilinhot Fluorite Co.,Ltd.;2.Sinosteel Tianjin Geological Academy Co.,Ltd.)

The Chagandele fluorite deposit is located in the Xilinhot micro-massif that is located in the champing part of the Erlian-Hegenshan suture zone and Wenduermiao-Xilamuhe fracture,Based on the prospecting results of the mining area,the regional metallogenic geological background,deposit geological characteristics,deposit genesis are analyzed in depth,besides that prospecting prospective of the mining are also discussed,the results show that:①the 27 ore-bodies already found in the mining area are NE-trending、NNE-trending、NNW-trending distributed,which is consistent to the regional fault directions;②the ore-bodies are located in the structural fissures of Wenduermiao group schist,conglomerate and slate of permian Zhesi group,biotite trondhjemite of the late variscan,the ore-bodies are shaped with vein and net vein,the ore-bodies morphology is complex,the ore-bodies have the branch complex phenomenon in trend and longitudinal direction,besides that,they have the trend of thickening and richen;③the mineral composition and structure are simple,the harmful components contents is low,it is the product of the superposition of mineralization of the early strong bottom of the sea intermediate-acidic volcanic eruption-sedimentary and late ore-bearing granite,the deposit genesis is the super-large hydrothermal filling type and vein type fluorite deposit that is located in fault zone;④the denudation of the deposit is shallow,the ore-bodies with the characteristics of deep burial,large thickness and high grade,the prospecting potential of the fluorite deposit and its symbiotic polymetallic deposits in the mining area and its deep are huge.The above analysis results have some reference for the prospecting work of fluorite deposit in the mining area.

Fluorite deposit, Metallogenic geological background, Deposit geological characteristics, Deposit genesis, Prospecting prospective

图4　矿区6#线剖面大地电磁测深反演电阻率断面

2016-07-05)

刘金刚(1960—)，男，执行董事，总经理，工程师，026000 内蒙古自治区锡林浩特市。