达茂旗查汉此老萤石矿矿床特征及矿床成因探讨.pdf

第3 2 卷增刊12023年6 月文章编号：10 0 4-40 51（2 0 2 3)S1-0080-05中国矿业CHINA MINING MAGAZINED0l:10.12075/j.issn.1004-4051.20230322Vol.32,Suppl 1June2023达茂旗查汉此老萤石矿矿床特征及矿床成因探讨李豹龙，王启运，王军，贾鹏飞，李晓飞（核工业二八大队，内蒙古包头0 140 10）摘要：萤石是内蒙古优势矿种之一，具有良好的成矿潜力和找矿前景。通过在查汉此老萤石矿野外工作和综合研究分析，总结矿床特征，初步认为萤石矿受断裂构造控制，成因为热液成因，即产于断裂构造中的中低温热液充填型脉状萤石矿，其主要成矿时代为晚三叠纪，最终形成时代为白垩纪；而多种晶型共生的构造类型表明具有多期次成矿的特征。关键词：达茂旗；萤石；矿床特征；矿床成因中图分类号：P611Discussion on the characteristics and genesis of the Chahancilao Fluorite DepositLI Baolong,WANG Qiyun,WANG Jun,JIA Pengfei,LI Xiaofei(CNNC Geologic Party No.208,Baotou 014010,China)Abstract:Fluorite is one of the dominant ore species in Inner Mongolia,which has good ore-formingpotential and prospecting prospect.Based on the field work and comprehensive study of the fluorite depositin Chahancilao area,the characteristics of the deposit are summarized,and it is considered that the fluoritedeposit is controlled by fracture structure and is of hydrothermal origin,the main metallogenic epoch of thevein-type fluorite deposit is Late Triassic,and the final formation epoch is cretaceous,and the structuraltypes of multiple crystal-type intergrowth show the characteristics of multi-stage mineralization.Keywords:Damaoqi;fluorite;deposit characteristic;deposit genesis0引言萤石又名氟石，是制造氢氟酸的主要原料，在冶金和化学工业也都具有举足轻重的地位，也可以做成装饰品或光学镜片，广泛用于炼钢、有色金属冶炼、水泥、玻璃、陶瓷等行业 1。萤石是内蒙古优势矿种之一，集中分布在赤峰、锡林郭勒和包头等中部地区，但在已有的诸多探矿权、采矿权中达到详查或勘探阶段的却寒无几，更多的是粗放式开采，造成了极大的资源浪费。查汉此老萤石矿位于包头市达茂旗西北部，矿文献标识码：Ain Damao Banner区周边分布了阿贵萤石矿、黑沙图萤石矿、比鲁特金矿和赛乌素金矿等多个生产矿山，指示了该区优异的成矿环境和找矿潜力。通过研究矿床地质特征，初步总结成矿规律，指出研究区新的有利于下步萤石找矿的靶区，推动区域找矿工作进展，实现产学研结合。1成矿地质背景研究区位于华北地块北缘，一级构造分区为华北陆块区，二级构造分区为狼山-阴山陆块，三级构造分区为狼山-白云鄂博裂谷。地层主要有下元古收稿日期：2 0 2 3-0 5-16第一作者简介：李豹龙（19 8 5一），男，汉族，内蒙古包头人，高级工程师，主要从事金属、非金属固体矿产勘查与开发、成矿机理研究，矿山地质环境治理和生态修复、地质灾害治理与生态环境修复等方面的研究工作，E-mail:。引用格式：李豹龙，王启运，王军，等.达茂旗查汉此老萤石矿矿床特征及矿床成因探讨 J.中国矿业，2 0 2 3,3 2（S1）：8 0-8 4。LI Baolong,WANG Qiyun,WANG Jun,et al.Discussion on the characteristics and genesis of the Chahancilao Fluorite Deposit in DamaoBannerJJ.China Mining Magazine,2023,32(S1):80-84.责任编辑：刘硕增刊1界宝音图岩群、中新元古界白云鄂博群、新元古界阿牙登组、奥陶系中下统布龙山组、哈拉组及呼和艾力更组、上志留统西别河组、下泥盆统查干哈布组、上石炭统阿木山组、二叠系苏吉组、白垩系李三沟组、二连组及第四系 2 。研究区侵人岩分布广泛，总体呈岩基状展布并呈阶段式延续，从元古界到罗纪均有出露，强烈而多期次性活动特点明显。各岩浆活动末期次生发育了辉绿(扮)岩脉、闪长（扮)岩脉、花岗岩脉、花岗斑1094502420001Pt3a李豹龙，等：达茂旗查汉此老萤石矿矿床特征及矿床成因探讨OhKilsPt3aQnh伊盒图PiSPao81岩脉、细晶岩脉、伟晶岩脉、石英脉、萤石脉等，与铜、金、铁和萤石成矿关系明显 3 。研究区区域构造活动频繁而强烈，整体表现为地层强烈变形和断裂构造的演化，古生代地层多构成北东向展布的褶皱和断裂，二叠纪末以乌兰布拉格-巴彦花一线南侧发生大规模的逆冲推覆构造为代表，构成横贯研究区的断裂带。中新生以来进人大陆边缘活化阶段，在构造东侧形成了北西向坳陷，沉积了李三沟组砂砾岩（图1）。0i-26Oi-262hC2ahT,ooToC2aK;1s一扎玛音呼都格苏木休图S1100002K2e0001O.C2a阿木名苏S;x赛坊D,clWh42QhKils2Tamy那目PisQP,QnP2BQnQhcofQnB电意OnbP2B8Qhpal那日音呼都格QhK2eP2y0oP,doB41Jxb50011094502QhalWhT:5yOnhT3myJxb4Tm阿木鸟苏Jxb3干查陶勒盖01K,ls212格格图PSQhJx63Jx63SOhJxhJx62Qhal2kmPiS313Jxh3T:mY4T:55PYB6Qn34255Chil415001110000282.元95016101-第四系；2-白垩系李三沟组；3-二叠系苏吉组；4-晚三叠纪二长花岗岩；5-晚叠纪钾长花岗岩；6-晚二叠纪黑云花岗岩；7-新元古界呼吉尔图组三段；8-花岗岩脉；9-流纹斑岩脉；10-石英脉；11-地层界线；12-脉动型侵人接触界线；13-涌动型侵人接触界线；15-正断层；16-逆断层；17-平移断层；18-研究区图1研究区成矿背景图Fig.1Metallogenic background map of the study area2矿区地质特征2.1地层矿区内出露的地层比较简单，主要为二叠系下统苏吉组(Pis)、白垩系下统李三沟组（K,ls)及第四系全新统(Qh)。2.2构造乌兰布拉格-呼吉尔图区域大断裂从矿区中部穿过,地表表现为第四系覆盖的平滩。矿区次级断82裂构造较为发育，可分为两组，一组为北东向的成矿断裂构造，沿构造裂隙发育多条萤石矿脉；一组为北西走向的成矿后平推断层，对萤石矿体具有一定的破坏作用，1号矿体、3 号矿体、4号矿体分别被F1、F2、F4平推断层错断，东西两侧发生10 50 m的位移。2.3岩浆岩矿区南部出露有三叠纪晚世侵入岩，岩性为中粗粒钾长花岗岩（T:s)和中粒二长花岗岩（Tsn)，1号矿体、2 号矿体、3 号矿体、4号矿体西段和9 号矿体、10 号矿体东段赋存其中。矿区内脉岩主要为萤石矿脉，一般呈紫色或浅绿色，萤石含量6 0%90%；次为石英脉和蛋白石脉，呈白色，一般赋存于萤石矿脉内或两侧，构成层状构造。3矿体特征3.1矿体特征研究区已发现矿体共10 条，全部赋存于北东向断裂带内，矿体的展布严格受断裂带控制。1号矿体、2 号矿体位于矿区南部，二者近平行产出，相距约2 0 0 m，1号矿体、2 号矿体西段产于三叠纪花岗矿体产状/（）编号倾向乙倾角23242763139/824319Z775325Z756325/757325/658336/659142279101442763.2矿石质量特征矿石矿物主要是萤石，主要为紫色，次为绿色和白色，少量淡黄色和黑色；矿石结构以细晶半自形-他形粒状结构为主，粗晶自形次之，自形晶萤石往往出现在矿体边部或内部孔洞中；受多期多阶段构造和热液活动叠加成矿作用的影响，通常多种结构共生；受次生构造影响，在矿体的不同部位，矿石构造特征亦有所区别，矿体内部多呈条带状、皮壳状和块状；而矿体边部往往混杂组合出现，主要包括块状构造、皮壳状构造、网脉状构造、条带状构造、角砾状构造和葡萄状构造等（图2 和图3），指示成矿作用发生在地表近地表环境。脉石矿物主要为石英、长石、中国矿业岩内，东段产于苏吉组安山岩内；3 号矿体、4号矿体位于矿区中部，二者走向一致，倾向相反，二者在地表处相距约10 0 m，均产于三叠纪花岗岩内。5号矿体、6 号矿体、7 号矿体位于矿区北部，三者以细脉群的形式近平行产出，相邻矿体间距离为3 0 40 m，均产于李三沟组含砾砂岩内；8 号矿体位于矿区中北部，产于李三沟组含砾砂岩内；9 号矿体、10 号矿体位于矿区中南部，近平行产出，相距40 m，矿体西段产于苏吉组安山岩，东段产于三叠纪花岗岩。从矿体规模和矿石质量来看，1号矿体为主要矿体。1号矿体位于研究区南部，赋存于断裂构造带中,区内出露长度10 10 m，西端延伸至区外，斜深大于2 50 m，厚度0.151.7 7 m。矿体总体走向54，倾向144，倾角6 0 8 7，平均7 0 左右。品位CaF244.27%88.18%，平均6 2.8 5%。矿体总体呈脉状产出，东端7 50 m连续出露，西端被小规模断层切穿产生50 m的位移；受构造形态影响，矿体沿走向和倾向均具有明显的膨大、收缩特征，局部有反倾和尖灭再现现象。其他矿体特征见表1。表1其他矿体特征一览表Table 1List of characteristics of other ore bodies长度/延深/厚度/品位/mm53010142010348012348042310302753034693164不明1.34231不明1.24第3 2 卷矿石类型围岩m%0.6453.210.8864.300.9168.653.4033.212.5028.953.9031.530.4868.9432.1936.51备注萤石型、石英-萤石型东端安山岩，西端花岗岩萤石型、石英-萤石型东西端安山岩，中部花岗岩萤石型、石英-萤石型东西端安山岩，中部花岗岩萤石型、石英-萤石型砂岩-角砾岩萤石型、石英-萤石型砂岩-角砾岩萤石型、石英-萤石型砂岩-角砾岩萤石型、石英-萤石型砂岩-角砾岩萤石-石英型砂岩-角砾岩萤石-石英型砂岩-角砾岩云母等，其次为次生高岭石、蛋白石等，在矿体边部往往发育半自形-自形晶黄铁矿（图4）。矿石类型主要为萤石型、石英-萤石型为主，萤石-石英型次之。经化学分析，块状、条带状矿石中CaF品位往往在90%左右，肾状、角砾状和网脉状中CaF2品位一般在6 0%以下，而矿体边部的高岭土化构造蚀变带中CaF2品位最高可达2 0%，具有回收价值。萤石矿石中有用矿物为CaF2，其他元素达不到伴生回收利用要求，说明本矿床是单一矿种矿床。3.3围岩及蚀变特征1号矿体、2 号矿体、3 号矿体、4号矿体、9 号矿体、10 号矿体产于花岗岩或安山岩中，呈脉状展布，角砾岩夹萤石细脉群角砾岩夹萤石细脉群角砾岩夹萤石细脉群一增刊1李豹龙，等：达茂旗查汉此老董石矿矿床特征及矿床成因探讨图2 条带状矿石过程末期流体降温的结果。Fig.2Banded ore进入燕山构造阶段早白垩纪，随着地壳的运动，（注：顶部为硅质皮壳）形成与矿体走向近于垂直乌拉布拉格断裂，其上盘为李三沟组砂砾岩，下盘为苏吉组安山岩。该断裂一方面对前期萤石矿起到一定破坏作用，表现为在距离靠近一侧的萤石脉体往往具有角砾状构造，岩石角砾既有二叠系苏吉组火山岩，又有萤石角砾和白垩系角砾岩，远离断裂的矿体矿石相对完整（图5和图6)；另一方面由于该断裂的产生，发育了近于垂直的次生断裂，晚三叠纪的残余热液一部分在原83块碰撞后拼贴在一起5,形成了乌兰布拉格-呼吉尔图区域大断裂。进入中生代以来，岩石圈的伸展构造引发了大规模的岩浆活动，这其中包括了与萤石成矿作用密切相关的三叠纪晚期岩浆活动；同时也在花岗岩内部形成了断裂，成为萤石矿的导矿通道和容矿空间。岩浆活动晚期，含矿热液与大气降水共同萃取周边围岩中的Ca、F,沿着花岗岩裂隙、断裂带充填运移、卸载和沉淀富集，形成萤石矿脉，而萤石矿脉下盘普遍发育高岭土化是也这一过程的结果；在这一过程中形成的萤石普遍为细晶块状、条带状等高品位矿石。而粗晶-伟晶及混合矿石是这一图3 角砾状矿石Fig.3Breccia Ore围岩为正长花岗岩、安山岩，矿体上下盘均有不同程度的糜棱岩化、片理化和角砾岩化被后期萤石及石英脉胶结，形成“负角砾构造”。5号矿体、6 号矿体、7号矿体、8 号矿体产于角砾岩带中，围岩亦为角砾岩。各矿体与围岩界线清晰，沿走向和倾向均有膨胀收缩和反倾现象，并在附近见有规模不等的分支小矿脉发育。矿体及围岩中常见强烈硅化、高岭土化、黄铁矿化和褐铁矿化蚀变现象发育，局部地段高岭土黏性极大（图4）。4矿床成因探讨研究区的萤石矿脉受断裂构造控制。研究初步认为，研究区萤石矿为热液成因，即产于断裂构造中的中低温热液充填型脉状萤石矿，其主要成矿时代为晚三叠纪，最终形成时代为白垩纪；萤石成矿对围岩没有专属选择性，可以是安山岩、花岗岩或角砾岩，而多种晶型共生的构造类型表明具有多期次成矿的特征，与浙江武义式萤石矿床成因基本一致。矿床演化：古生代晚期，华北板块与西伯利亚板图4萤石矿中的高岭土化、黄铁矿化和褐铁矿化Fig.4Kaolinization,pyritization and limonizationin fluorite deposits图5靠近构造端围岩角砾Fig.5Breccia near tectonic end84有萤石脉的基础上再次富集，另一部分则沿该组断裂侵位，形成了角砾岩带中的萤石细脉群（图7），但中国矿业该类脉群中萤石脉最宽处不到2 0 cm，说明侵位活动强度和富集程度有限。第3 2 卷图6 远离构造端矿体与围岩界线清晰Fig.6Boundary between orebody and surrounding rockis clear away from the structural end图7角砾岩中的萤石脉群Fig.7Fluorite veins in brecciaDamaoqi,Inner MongoliaJJ.Journal of Chengdu University参考文献of Technology(Science&.Technology Edition),2003,30(1):1宋忠宝，栗亚芝，张江华，等，一种重要的非金属资源：萤石矿的开发及利用J.西北地质，2 0 0 5，3 8（4）：54-59.SONG Zhongbao,LI Yazhi,ZHANG Jianghua,et al.A kindof important and nonmetal resources:the exploitation and theusage of fluorite oreJ.Northwestern Geology,2005,38(4):54-59.2 贾和义，宝音乌力吉，张玉清.内蒙古达茂旗乌德缝合带特征及大地构造意义J.成都理工大学学报（自然科学版），2 0 0 3，30(1):30-34.JIA Heyi,BAO Yinwuliji,ZHANG Yuqing.Characteristicsand tectonic significance of the Wude Suture Zone in Northern30-34.3高原冰.内蒙古查干文都日石墨矿成矿条件与找矿预测D.长春：吉林大学，2 0 19.4叶锡芳.浙江萤石矿床成矿规律与成矿模式J.西北地质，2014,47(1):208-220.YE Xifang.Mineralization and metallogenic model of fluoritedeposits in Zhejiang AreaJJ.Northwestern Geology,2014,47(1):208-220.5许东青.内蒙古苏莫查干敖包超大型萤石矿化区形成环境、地质特征及成矿机理研究DI.北京：中国地质科学院，2 0 0 9.