内蒙古萤石矿分布特征及成矿规律

2018-08-24吴磊

中国煤炭地质 2018年7期

吴磊

(中化地质矿山总局内蒙古地质勘查院，呼和浩特 010000)

萤石矿属内蒙古自治区优势矿种，其资源储量大，产量多，属外向型矿产资源，其市场除供给自治区以外，还主要供给国内市场。但内蒙古自治区对非金属矿种的研究和总结相对较少。近年，随着中国氟化工业的快速发展及萤石应用领域的不断扩展，对萤石矿产的需求呈现快速增长的态势。开展对内蒙古萤石矿分布特征及成矿规律的研究，对于指导地勘单位找矿和帮助政府部门进行科学规划部署具有重要的现实意义。本文在全面搜集全区萤石矿的地质、物化探、岩矿测试等方面的资料的基础上，通过对典型矿床特征和成矿规律的研究，对全区167处萤石矿进行系统的综合统计，论述萤石矿在全区的分布特征，总结萤石矿成矿特征、成矿规律、控矿因素和成矿作用演化规律。

1 内蒙古萤石矿资源概况及分布特征

内蒙古自治区大地构造位置横跨4个构造单元：天山-兴蒙造山系(Ⅰ)、华北陆块区(Ⅱ)、塔里木陆块区(Ⅲ)和秦祁昆造山系(Ⅳ)。其中最主要的是天山-兴蒙造山系(Ⅰ)和华北陆块区(Ⅱ)两个构造单元，它们以阿拉善右旗-乌拉特后旗-白云鄂博-化德-赤峰台缘断裂为界。以上4个单元除秦祁昆造山系之外皆有萤石矿床分布。

1.1 萤石矿资源在各盟市的分布情况

内蒙古自治区现发现萤石矿床167处(含未上表138处)，分布地域广泛，全区12个盟市中除呼和浩特、鄂尔多斯和乌海市暂未发现萤石矿产地外其他盟市均有分布。从矿产地数量上来看全区萤石矿产地主要分布于赤峰市和锡林郭勒盟，而从资源储量和大中型矿床数量等数据来看其主要分布于乌兰察布市、锡林郭勒盟两个盟市。

全区萤石矿分布情况详见图1、表1、表2。

1.2 各类型矿床所处大地构造位置

1.2.1 沉积改造型萤石矿床

沉积改造型萤石矿主要分布于乌兰察布市四子王旗一带。从大地构造位置看，该类型矿床属天山-兴蒙造山系(I)、大兴安岭弧盆系(I- 1)、锡林浩特岩浆弧(I-1-6)。最主要的萤石矿床有苏莫查干敖包沉积改造型矿床、四子王旗敖包吐萤石矿。

沉积改造型萤石矿床产于下二叠统大石寨组的结晶灰岩及大理岩层中，矿体严格受碳酸盐岩层控制。该类型矿床呈层状、似层状产出，厚度一般5～25 m，围岩主要为碳酸盐岩。矿石为乳白色、淡紫色、淡绿色等颜色。矿石类型主要有细晶块状(糖粒状)萤石矿，角砾状萤石矿，条带状-条纹状萤石矿，骨架状萤石矿和伟晶状萤石矿。矿物成分以萤石为主，含少量方解石(白云石)、石英及不透明矿物等。矿石品位一般50%～70%。矿床一般都不同程度地受后期热液的改造，使局部萤石更加富集、矿石品位提高。矿床规模一般为大型、超大型。

图1 内蒙古萤石矿矿产地分布略图Figure 1 Inner Mongolia fluorite ore occurrences distribution sketch

表1 上表萤石矿矿产地与资源储量分布一览表

表2 全区萤石矿(含未上表138处)矿产地与资源储量分布一览表

1.2.2 热液充填型萤石矿床

热液充填型萤石矿是我区主要的矿床类型，分布广泛，占我区已发现萤石矿床(点)的98.80%。从行政区划上来说主要分布于赤峰市、锡林郭勒盟和呼伦贝尔市等盟市。热液充填型萤石矿主要产于天山-兴蒙造山系(I)、大兴安岭弧盆系(I-1)、锡林浩特岩浆弧(I-1-6)和华北陆块区(Ⅱ)、狼山-阴山陆块(Ⅱ-4)、狼山-白云鄂博裂谷(Ⅱ-4-3)以及华北陆块区(Ⅱ)、大青山-冀北古弧盆系(Ⅱ-3)、冀北大陆边缘岩浆弧(Ⅱ-3-1)三个构造单元。华力西期是热液充填型萤石矿床形成的主要时期，其次为燕山期和印支期。

产于天山-兴蒙造山系(I)、大兴安岭弧盆系(I-1)、锡林浩特岩浆弧(I-1-6)热液充填型萤石矿床有40余处，以中小型为主，典型矿床有四子王旗西里庙萤石矿、林西县水头萤石矿、苏尼特右旗巴彦敖包萤石矿。

产于华北陆块区(Ⅱ)、狼山-阴山陆块(Ⅱ-4)、狼山-白云鄂博裂谷(Ⅱ-4-3)热液充填型萤石矿床有30余处，以小型和矿点为主，重要的矿床有达茂旗黑沙图萤石矿、商都县郝家沟萤石矿、商都县三胜地萤石矿。

产于华北陆块区(Ⅱ)、大青山-冀北古弧盆系(Ⅱ-3)、冀北大陆边缘岩浆弧(Ⅱ-3-1)热液充填型萤石矿床有10余处，以小型和矿点为主，重要的矿床有喀喇沁旗大西沟萤石矿、敖汉旗白杖子萤石矿、奈曼旗下哈什吐萤石矿。

热液充填型萤石矿矿体主要呈透镜状、脉状产出。矿体围岩主要为中-酸性岩浆岩、火山岩、碳酸盐岩(灰岩、白云岩、大理岩)、石英片岩及片麻状花岗岩等。围岩蚀变主要为硅化，次为碳酸盐化、绿泥石化及绢云母化等，其中硅化与成矿关系密切。矿体产于断裂带中，其产状和规模受断裂带的控制。矿石的矿物成分主要为萤石，次为石英，此外，含少量的方解石、白云石、绢云母、黄铁矿、褐铁矿、重晶石、长石等矿物。矿石构造主要为块状构造和条带状构造，次为角砾状构造、网脉状构造及浸染状构造。根据萤石和石英的相对含量，矿石类型可分为萤石型、石英-萤石型及萤石-石英型3种类型。

1.2.3 伴生型萤石矿床

全区仅有一处伴生萤石矿床为白云鄂博铁铌稀土矿伴生萤石矿床，分布在包头市白云鄂博区，所处的大地构造位置为华北陆块区(Ⅱ)、狼山-阴山陆块(Ⅱ-4)、狼山-白云鄂博裂谷(Ⅱ-4-3)。该类矿床以碳酸岩建造为主、矿物多达120余种，规模极大，萤石为伴生矿床。矿体走向数百米到千米以上，厚度数十米到数百米，白云鄂博矿床中萤石的储量虽十分巨大，但被具更大经济价值的铌、稀土、铁等资源所掩盖，萤石资源至今未能很好利用。

1.3 自治区萤石矿的主要特点

现将自治区萤石矿基本特点归纳如下。

①萤石资源丰富，是内蒙古自治区的优势矿产。据内蒙古自治区矿产资源储量通报统计，截止2016年底，自治区萤石矿保有资源储量居全国第一。

②萤石矿勘查工作程度较低。截至2016年底，全区167处萤石矿产地中，仅19处达到勘探、详查阶段，占总矿产地的11.38%，其余均为普查、预查阶段。

③资源储量分布相对集中。其累计查明资源储量主要集中于乌兰察布市和锡林郭勒盟两个盟市，其中乌兰察布市查明萤石资源储量1 531.21×104t，占全区总量44.30%，锡林郭勒盟查明萤石资源储量1 282.61×104t，占全区总量37.11%。在内蒙古自治区上表的29处萤石矿中，乌兰察布市和锡林郭勒盟两个地区同样占据较大比重。其中乌兰察布市查明萤石资源储量1 500.00×104t，占全区总量63.56%，锡林郭勒盟查明萤石资源储量641.29×104t，占全区总量27.17%。

④热液充填型萤石矿床多，储量少，沉积改造型矿床数少，储量大。截止2016年底，全区已勘查的167处萤石矿产地中，热液充填型萤石矿床165处，查明萤石资源储量2 186.93×104t，占全区总量63.27%，沉积改造型2处，查明萤石资源储量1 269.35×104t，占全区总量36.73%。

⑤伴生萤石矿品位低，开发利用程度低。内蒙古唯一一处伴生萤石矿为白云鄂博铁铌稀土型萤石矿，该矿床CaF2平均品位仅为13.69%，目前该矿床主要开采回收铁、铌、稀土矿，对萤石矿的勘查及研究程度较低且未开展回收利用。

2 内蒙古主要的典型萤石矿矿床

在内蒙古自治区境内，总体上大型矿床数量较少，占据萤石矿主导地位的属小型矿床，其次为中型矿床，矿床的分布从地域上来看不是很集中，自最西端额济纳旗至东部鄂伦春自治旗，南起阿拉善盟北至额尔古纳市均发现有不同规模的萤石矿床、矿(化)点多处。萤石矿成因类型主要有沉积改造型、热液充填型、伴生萤石矿三种，从数量上来看以热液充填型为主。本文所述典型矿床位置见图2。

图2 内蒙古主要萤石矿床分布图Figure 2 Inner Mongolia main fluorite ore deposits distribution

2.1 沉积改造型萤石矿床

沉积改造型萤石矿又称层控热液型萤石矿，区内共发现该类型萤石矿矿床、矿点多处(图3)，其中包括苏莫查干萤石矿、北敖包吐萤石矿、温多尔努如萤石矿等。该类型萤石矿均形成于大石寨组(P2ds)内，且多集中于大石寨组第三岩段底部结晶灰岩层或顶部结晶灰岩透镜体内。

典型矿床：四子王旗苏莫查干敖包萤石矿。

矿床位于内蒙古自治区四子王旗境内，行政区划隶属乌兰察布市四子王旗卫镜苏木管辖。苏木查干敖包萤石矿矿床规模为超大型。该矿床大地构造位置位于天山-兴蒙造山系(Ⅰ)、大兴安岭弧盆系(I-I)、锡林浩特岩浆(I-I-6)三级构造分区。

2.1.1 矿区特征

该萤石矿区域上出露地层有新元古界青白口系艾勒格庙组、上古生界二叠系下统大石寨组、中生界侏罗系上统满克头鄂博组、白垩系上统二连组、新生界。

其中大石寨组第三岩性段主要为浅海相碎屑岩及碳酸盐岩建造，是区内主要含矿层。

2.1.2 矿体特征

苏莫查干敖包萤石矿含矿层总的出露形态呈反“S”形(图4)，总体走向为北东45°，局部呈 “V”字型展布(05至12勘探线间)，含矿层走向呈舒缓波状。矿区内与萤石成矿有关的断裂主要为大石寨组第三岩性段底部(结晶灰岩及大理岩层位)的层间断裂，为北东向压扭-张扭性逆断层，断层总体产状与地层产状一致。断裂沿倾斜方向波状起伏，产状较陡处矿体变薄或无矿，产状变缓处承受了张引力，萤石矿体变厚大[1]。苏莫查干敖包萤石矿床及外围白垩纪花岗岩岩体规模较大，位于该矿床的西北部，距该萤石矿床约2 km。其边缘相似斑状花岗岩锆石SHRIM Pu-Pb同位素年龄(138±4)Ma，其形成时代为早白垩世[2]，属燕山期晚期。

2.1.3 矿石类型

苏莫查干敖包萤石矿矿石类型按矿石主要矿物组合划分主要为石英-萤石型，另外其矿石类型还有石英-硫化物-萤石型、方解石-石英-萤石型和萤石-石英型。按矿石结构、构造划分为细晶块状(糖粒状)萤石矿，角砾状萤石矿，纹层状萤石矿，条带状-条纹状萤石矿，骨架状萤石矿和伟晶状萤石矿。其中细晶块状(糖粒状)萤石矿为矿区最主要的矿石类型。

2.1.4 矿化阶段划分

根据系统的野外地质调查和详细的岩(矿)相学研究结果表明，苏莫查干敖包萤石矿床的形成过程主要由早、晚2个阶段构成，即华力西期(276±10Ma)[3]火山-喷发原生沉积阶段和燕山期岩浆热液充填阶段。

1-第四系全新统；2-白垩系二连组；3-上侏罗统满克头鄂博组；4-下二叠统大石寨组第四岩性段；5-下二叠统大石寨组第三岩性段；6-下二叠统大石寨组第二岩性段；7-下二叠统大石寨组第一岩性段；8新元古界艾勒格庙组；9-白垩纪第二次侵入碎裂花岗岩；10-白垩纪第一次侵入似斑状花岗岩；11-二叠纪斜长花岗岩；12-石英脉；13-萤石脉；14-矽卡岩化；15-角岩化；16-逆断层；17-正断层；18-性质不明断层。图3 苏莫查干敖包一带区域地质略图(据[7]，有修改)Figure 3 Regional geological sketch of Sumqaganobo district

华北陆块：Ⅰ-古元古代-太古宙结晶基底；Ⅱ-中、新元古代古大陆边缘；Ⅲ-白乃庙-温都尔庙前寒武纪-早古生代构造-岩浆岩带。西伯利亚板块：Ⅳ-二连浩特-贺根山古生代构造-岩浆岩带；Ⅴ-阿巴嘎旗-东乌旗古生代构造-岩浆带。1-第四系；2-片理化晶屑凝灰岩夹炭泥质板岩；3-炭泥质板岩夹结晶灰岩透镜体；4-片理化流纹岩(或斑岩)；5-艾勒格庙前寒武纪中间地块；6-白垩纪似斑状花岗岩；7-萤石矿体露头；8-矽卡岩化带；9-含铁镁质岩脉；10-矿化大理岩；11-古板块缝合带；12-断层；13-地层产状；14-矿床纵剖面位置；15国界图4 苏莫查干敖包萤石矿地质略图(据[2]，有修改)Figure 4 Sumqaganobo fluorite ore geological sketch

2.1.5 矿床成因

苏莫查干敖包萤石矿床的成因认识一直存在着沉积改造成因、岩浆期后热液、岩浆热液成因等不同观点。

许冬青[4]等人认为成矿作用分为2期，早期形成的纹层状、条带状和细晶块状萤石，其稀土元素配分模式表现为略呈轻稀土元素富集特征，代表了萤石成矿作用的早期热液活动的特点。晚期形成的伟晶状、混合伟晶状萤石，其稀土元素配分模式表现为重稀土元素的富集的特征，既有Eu正异常，又有Eu负异常，反映了成矿流体是不同端员流体的组合。所采样品都分布在热液萤石区域，指示矿床属于岩浆热液型矿床。

曹俊臣[5]认为该矿床矿体成层状、似层状，矿石具明显沉积特点，在La/Yb-∑REE图解中，萤石矿均处于沉积岩和钙质泥岩区及其附近，显示其成矿作用与沉积岩相关，证实该矿床具沉积改造特点。

王万昌，杨善宝[6]等认为区域上萤石矿床均分布在岩体的外接触带一侧，岩体的氟丰度值高于大石寨组第三岩性段的氟丰度值，从勘查成果来看，部分地段花岗岩细脉中局部含萤石50%～60%，因此，认为氟元素主要来自岩体，该矿床为岩浆期后热液矿床。

李世勤等认为矿体严格受碳酸盐岩层位控制，呈层状产出，改造程度不同，矿石的结构、构造呈有规律的变化。矿石以浅黄色、灰白色及白色糖粒状萤石矿为主，其中常残留有纹层状、条带状矿石，以富矿为主，CaF2含量65%～94%，在构造破碎带发育有伟晶状萤石矿，是沉积萤石矿强烈改造的产物[7]。

王吉平、商朋强[8]等认为从系统的野外观察和稀土元素分析等结果表明，该矿床的形成分为华力西期萤石矿沉积阶段和燕山期改造阶段，即本矿床为沉积改造型矿床。

本文综合野外矿石类型和以往研究资料认为该矿床为沉积改造型萤石矿床。

2.2 热液充填型萤石矿床

该类型矿床是区内分布最广和数量最多的矿床类型，形成时代以印支期-燕山期为主，此类型矿床完全受到中、酸性岩浆岩控制，有些岩浆岩本身便含有萤石矿，花岗岩体是本类型矿床的热源，从分析萤石矿形成的成矿环境来看，萤石矿的成矿物质来源主要为早期岩浆热液中挥发份物质，并且，多来源于壳源以及幔源、少部份是壳、幔混合源。另一方面，此类型矿床的矿体形态多呈脉状、透镜状等，这是由于受到断裂构造控制的影响，断裂构造是该类型矿床形成的主要场所,从研究的热液型萤石矿来看矿体产状与断裂构造的产状基本吻合。

典型矿床：阿拉善左旗恩格勒萤石矿。

该矿床位于阿拉善左旗吉兰泰镇南120 km处，行政区划属于阿拉善左旗吉兰泰镇管辖。该矿床大地构造位置属华北陆块区(Ⅱ)一级构造分区、阿拉善陆块(Ⅱ-7)二级构造分区、迭布斯格-阿拉善右旗陆缘岩浆弧(Ⅱ-7-1)三级构造分区。

2.2.1 矿区地质特征

矿区出露的地层为下元古界二道凹群，该矿区褶皱和断层构造均发育。矿区断层发育有北西向，东西向，北东向，东西向转南东向及南北向5组。其中与萤石矿化有关的为南北向断层(F1)。断层沿走向及倾向均呈舒缓波状，上、下盘岩石均已糜棱岩化、片理化，且有大小不一的棱角状角砾，被后期萤石及石英脉胶结，断层性质为正断层，萤石矿体充填于此断层之中[9]。

1-矿体；2-正断层；3-逆断层；4-地质界线；5-地层产状；6-剖面线位置(图3-6)；Pt1Emb-白色黄白色中厚层白云质大理岩；Pt1Echs-斜长绿帘绿泥片岩；Pt1Eabl-斜长角山岩；Ptf-岩屑凝灰岩；Tηγβ-肉红色黑云母花岗岩；Tγm-硅化绢云母花岗岩；Tγ-细粒花岗岩；Oδ-蚀变闪长岩图5 恩格勒萤石矿地形地质图(据内蒙古自治区108地质队，1987年资料整理编制)Figure 5 Englai fluorite ore topographic geological map

矿区内岩浆岩极为发育，主要为奥陶纪蚀变闪长岩，二叠纪喷出岩，三叠纪黑云母花岗岩及硅化绢云母花岗岩。其中分布范围最广的为三叠纪侵入岩，且与成矿关系最为密切(图5)。

2.2.2 矿体特征

矿区共圈定4个萤石矿体(Ⅰ-Ⅳ) 均产于F1断层中，严格受断层控制，各矿体产状与F1断层一致(总体走向近南北，西倾 )，与围岩界线清楚。地表围岩为蚀变闪长岩与花岗岩，各矿体顶、底板均为花岗岩。各矿体呈较规则的单脉状产出，沿走向及倾向有膨缩现象(图6)。

1-矿体；2-蚀变闪长岩；3-花岗岩；4-白色黄白色中厚层白云质大理岩图6 恩格勒萤石矿勘探线剖面图(据[9])Figure 6 An exploration line section in Englai fluorite ore

2.2.3 矿石特征

矿石矿物主要为萤石，呈紫色、绿色、粉红色、淡黄色、无色。以中粗粒为主，细粒次之，主要脉石矿物为石英及玉髓。

矿石类型按矿物组合分为萤石型，石英-萤石型及萤石-石英型。

矿石构造主要为块状，少数为条带状、环带状、网格状及蜂窝状。

2.2.4 控矿因素

恩格勒萤石矿产于蚀变闪长岩与花岗岩接触带及花岗岩中的南北断层中。矿体为多期成矿，并受断层严格控制，与围岩界线清楚，据矿物共生组合、矿石结构及围岩蚀变等特征，该矿床为岩浆期后中低温热液充填型脉状矿床。

①岩体对矿体的控制。萤石矿体赋存与加里东期蚀变闪长岩与印支期花岗岩的接触带上，花岗岩本身含萤石，所以成矿与花岗岩有密切关系。

②断层控制矿体。矿体产于F1断层中，严格受断层控制，矿体与断层产状一致，与围岩界线清楚。

③围岩蚀变对矿体控制。矿化与硅化、绢云母化关系十分密切，尤其是这两种蚀变叠加。

2.2.5 矿床成矿模式

成矿物质的主要来源来自于壳源，印支早期，造山运动使本区遭受SN向及NW向挤压和拉伸，形成一系列的断陷与台隆，在华北地台西缘，由于造山运动的影响，张扭性、压扭性区域大断裂贯穿整个区域，岩浆活化作用的影响下，壳源热液流动，伴随深部的H2O、SiO2以及氟离子一起顺着次一级的裂隙上移，此时的温度较高，随着热液的上升，温度逐渐下降，热液冷凝成岩，一部分氟离子通过冷凝成岩的孔隙挥发并扩散，而没有挥发出岩体的H2O、SiO2以及氟离子则残留在岩体中，进一步结晶富集，形成小矿体，挥发出岩体的氟离子等混合地下热水与大气降水沿构造裂隙流动，在温度达到较低时，结晶富集，由于构造形态的控制，形成与构造产状一致的脉状萤石矿体(图7)。

图7 恩格勒萤石成矿模式图Figure 7 Englai fluorite ore mineralization model

2.3 伴生萤石矿

内蒙古自治区的伴生的萤石矿床仅有白云鄂博铁、铌、稀土、萤石矿一处，为一特大型矿床，该矿床主要矿产为铁矿、稀土矿、铌矿，伴生矿种为萤石矿。

该矿位于内蒙古自治区包头市白云鄂博区，矿床大地构造位置属华北陆块区(Ⅱ)、狼山-阴山陆块(Ⅱ-4)、狼山-白云鄂博裂谷(Ⅱ-4-3)，区内东西向褶皱与断裂构造发育，为成矿物质从深部向浅部运移提供了通道。该伴生萤石矿为碳酸岩-碱性杂岩型的矿床，在南非、西南非、印度等国均有发现，且均产于碳酸岩中[10]。

白云鄂博铁矿分为主矿、东矿、西矿和介勒格勒矿四个矿段，萤石矿体伴生在其中。萤石矿在铁矿体中普遍存在，矿化在主、东矿段中较发育，主矿尤甚，广泛分布于各类型的矿石中。萤石随铁矿品位呈反消长关系，与稀土则有同步消长趋势。萤石可分为早、晚和表生三个阶段。早期呈浸染状、条带状，分布广泛；晚期呈脉状。早期萤石呈不规则粒状，颗粒较小；晚期颗粒较大，一般在0.03～5 mm，细脉中可达1～3 cm。颜色多为深浅不同的紫色，少数为黑色和无色。萤石矿化除在矿体中广泛分布外，矿体上下围岩亦有存在，主要出现在白云岩中，常与稀土元素构成条纹，含氟元素沿白云岩层面交代。据大量标本鉴定结果，高品位铁矿石中萤石含量在10%以下，中品位铁矿石中萤石质量分数10%～18%，低品位铁矿石中萤石质量分数15%～24%[11-12]。

白云鄂博矿区未对伴生萤石矿进行系统勘查和评价，仅能根据白云鄂博铁矿主东矿地质勘探报告中所载的伴生CaF2品位进行估算，估算伴生萤石矿资源储量4 599.92×104t，平均CaF2品位13.69%，占内蒙古自治区总查明资源量的57.10%，现阶段为内蒙古自治区唯一的伴生萤石矿资源[13]，该矿床迫切需要对萤石矿资源进行综合回收利用研究，给出能否利用或如何保护的评价，已避免资源浪费。

3 内蒙古自治区萤石矿成矿规律

内蒙古自治区萤石矿分布跨华北陆块和兴蒙造山系两大构造单元，地质构造活动强烈。萤石矿在不同的构造单元和各地质历史时期均有不同程度的分布，内蒙古自治区萤石矿分布广泛，从矿产地数量上来看全区萤石矿产地主要分布于赤峰市和锡林郭勒盟，而从资源储量和大中型矿床数量等数据来看其主要分布于乌兰察布市、锡林郭勒盟两个盟市，中小型矿床及矿点则遍布整个自治区。

3.1 成矿物质来源

3.1.1 沉积改造型萤石矿床

聂风军等对苏莫查干敖包萤石矿代表性的火山-沉积岩(炭泥质板岩和流纹岩)，花岗岩和萤石矿等样品分别作了钕、铅同位素分析研究后认为花岗岩、炭泥质板岩和流纹岩与萤石矿石具有密切成因联系，萤石矿床的成矿物质来自壳、幔混合源，其中壳源物质组分占有绝对优势[2]。许东青等2008年对敖包吐萤石矿矿石和围岩所做的钕同位素分析研究认为，敖包吐萤石矿床的容矿围岩流纹岩、炭泥质板岩表现为壳幔混源的特征，而萤石矿石其成矿物质来源则表现为壳源物质[14]。

内蒙古沉积改造型萤石矿床萤石矿的成矿物质来源主要为早期岩浆热液中挥发份物质，并且，多来源于壳源、以及幔源、少部份是壳、幔混合源。沉积改造型萤石矿，首先是由于早期的火山喷发以及沉积作用，形成火山-沉积地层，地层中即产出一些萤石矿胚，其成矿物质来源于沉积矿层的原地溶解富集，少部分来源于矿化层(围岩)的淋滤作用，成矿物质基本就地取材，就近迁移，在原有空间聚积成矿。沉积成矿结束之后，由于岩浆的多次活动，使早期形成的矿胚进一步富集，随着区域性深大断裂作用的活化，诱发了一定的中酸性岩浆活动，岩浆体系自身的结晶分异作用可促使大量挥发性组分CO2、F、Cl、H2O及SiO2和K2O等在岩浆房顶部或旁侧发生富集，随着进一步的运移富集，最终形成了具有一定规模的萤石矿体。

3.1.2 热液充填型萤石矿

张寿庭等对内蒙古林西水头萤石矿中的流体包裹体研究证明其成矿流体主要以大气降水为主[15]。赵省民等研究内蒙古东七一山萤石矿的成矿物质来源时认为成矿物质之一的Ca元素可能主要是岩浆热液对地层(主要是大理岩)的林滤萃取而来的。而F元素，则可能主要是中、酸岩浆活动产生的岩浆热液从地下深处携带来的。F可能以GaF2的溶解形式存在于岩浆热液中，这可从成矿过程中围岩普遍发生钠长石化、硅化和高岭土化等蚀变得到证实[16]。沈社强认为内蒙古白龙山萤石矿矿脉分布在岩体外接触带的边缘挤压破碎带中，空间关系表明成矿物质来自深源，岩浆期后含GaF2的溶液沿构造断裂通道向上迁移，形成萤石矿[17]。王月星认为内蒙古商都县三胜地萤石矿的成矿物质来源为岩浆期后的含氟热液，含氟热液进入构造破碎蚀变带，热液与破碎带产物及围岩进行交代蚀变，富集成矿[18]。

内蒙古热液充填型萤石矿受岩浆活动作用十分明显，综上认为，浅、中深源含对萤石矿有利的流体沿着先期由岩浆诱发的大断裂构造侵入，在温度由较高降到中低温的时候，富集在岩浆房顶部或侧壁上，流体沿已成岩的孔洞扩散，对围岩淋滤，热液流体侵入断裂缝隙当中形成脉状、透镜状矿体，其在成矿物质运移的过程中，还有大气降水、地下卤水的参与。从此类矿床的围岩蚀变可以看出，蚀变的产物主要为硅化以及高岭土化，为明显的中、低温作用下的产物。

3.1.3 伴生萤石矿

探讨白云鄂博铁铌稀土伴生萤石矿的成矿物质来源，很多学者做了相关研究，1979年，原天津地调所杨凤筠做了主矿、东矿矿体的方铅矿、黄铁矿硫同位素测定，主、东矿铁矿体δs34为-3.7‰～+7.8‰，31个件样品平均为2.93‰；西矿δs34为-4.2‰～+4‰，99件样品平均为0.52‰，塔式效应明显，且黄铁矿中含有1%以上的钡、铅和其它金属元素，与生物沉积矿化物和海相沉积硫化物不同，认为部份成矿物质可能来自地壳深部。

白鸽等认为白云岩、铁矿及灌入的碳酸岩中锶同位素Sr87/Sr86为0.733～0.706 9，与世界典型碳酸岩一致，说明物质来源于地幔深部[19]。

杨晓勇、赖小东等做了该矿床的硫同位素分析，其结果为全岩的硫同位素组成在硫同位素直方图上出现两个峰值，一个在0‰左右，平均值为+0.02‰，具有深源特征；另一个在+8‰左右，平均值为+6.88‰，明显高于幔源硫。认为硫化物有两个来源，地幔和海水[20-21]。

本文认为白云鄂博白云岩的宏观沉积证据充足，矿石中存在萤石条带和含方解石脉及团块，这些现象显示具有流体交代的活动证据。综合以上认为其成矿物质来源为地幔富稀土铌铁的碳酸盐流体和海水。

3.2 空间分布规律

在内蒙古自治区境内，总体上大型矿床数量较少，小型矿床数量较多。在自治区范围内，矿床的分布从地域上来看不是很集中，自最西端额济纳旗至东部鄂伦春自治旗，南起宁城县北至额尔古纳市均发现有不同规模的萤石矿床、矿(化)点。

3.2.1 按矿床规模空间分布规律

大、中型萤石矿床主要分布在乌兰察布、锡林郭勒盟境内，对应的大地构造位置为属天山-兴蒙造山系(I)、大兴安岭弧盆系(I-1)、锡林浩特岩浆弧(I-1-6)，如苏莫查干敖包沉积改造型矿床、四子王旗北敖包吐萤石矿、四子王旗西里萤石矿、林西县水头萤石矿等(图8)。值得一提的是，其中有2处矿床与苏莫查干敖包萤石矿，无论是从成因上还是从地域上，都是非常相近，2处矿床也位于四子王旗境内，成因为先期沉积成矿，后期热液叠加改造形成富矿，因此，四子王旗镜内沉积改造型萤石矿为重要的成矿远景区。

自治区内的小型萤石矿床是萤石矿的主体，数量占据了所有萤石矿的62.87%，在地理上，小型萤石矿主要分布在喀喇沁旗、林西县、苏尼特左旗，另外，达茂旗、化德县也为主要的矿产地。对应的大地构造位置为华北陆块区(Ⅱ)、狼山-阴山陆块(Ⅱ-4)、狼山-白云鄂博裂谷(Ⅱ-4-3)及华北陆块区(Ⅱ)、大青山-冀北古弧盆系(Ⅱ-3)、冀北大陆边缘岩浆弧(Ⅱ-3-1)。这些萤石矿主要有乌拉特中旗库伦敖包萤石矿、喀喇沁旗大西沟萤石矿、敖汉旗白杖子萤石矿、商都县郝家沟萤石矿。

3.2.2 按矿床成因类型空间分布规律

沉积改造型萤石矿：主要分布在内蒙古自治区四子王旗，大地构造位置属天山-兴蒙造山系(I)、大兴安岭弧盆系(I-1)、锡林浩特岩浆弧(I-1-6)，萤石矿床产于中蒙交界的两大板块缝合线的边缘，最主要的萤石矿床有苏莫查干敖包沉积改造型矿床、四子王旗北敖包吐萤石矿。

沉积改造型萤石矿是自治区内比较重要的矿床类型，从规模上来看，区内中型以上的矿床多为此类型矿床，虽然该类型矿床数量较小，但从已查明的资源储量来看，沉积改造型萤石矿查明资源储量占自治区总量的36.73%。该类型矿床分布上比较集中，主要分布于内蒙古自治区四子王旗境内，该类型矿床全部产于二叠系大石寨组的一套碳酸盐岩地层当中，完全被这套地层所控制，并且受到褶皱构造的影响也比较明显，尤其是在褶皱核部的平缓部位，往往产出了厚度较大的萤石矿体。

图8 内蒙古萤石矿矿产地分布略图Figure 8 Inner Mongolia fluorite ore occurrences distribution sketch

3.2.2.1 热液充填型萤石矿

该类型矿床是区内分布最广和数量最多的矿床类型，遍布内蒙古自治区各地，主要分布的大地构造位置为天山-兴蒙造山系(I)、大兴安岭弧盆系(I-1)、锡林浩特岩浆弧(I-1-6)和华北陆块区(Ⅱ)、狼山-阴山陆块(Ⅱ-4)、狼山-白云鄂博裂谷(Ⅱ-4-3)以及华北陆块区(Ⅱ)、大青山-冀北古弧盆系(Ⅱ-3)、冀北大陆边缘岩浆弧(Ⅱ-3-1)。

该类型矿床形成时代以华力西-燕山期为主，应该说，此类型矿床完全受到中、酸性岩浆岩控制，有些岩浆岩本身便含有萤石矿化，且该类岩体是本矿床类型的热源。另一方面，该类萤石与大断裂、断裂破碎带有关。大断裂、断裂破碎带是含矿热源的运移通道和赋矿空间，此类型矿床的矿体形态多呈脉状、透镜状等，主要是由于受到断裂构造制约，断裂构造是该类型矿床形成的主要场所，也因岩浆热液具有流动性的性质，矿体形成后的主要形态和断裂构造的走向、产状等基本吻合。另外热液充填型萤石矿床的形成与高含氟的源岩有关，矿床周围必然有高含氟的岩石，其岩性可以是变质岩，沉积岩(尤其是灰岩)和侵入岩。

3.2.2.2 伴生型萤石矿

本区仅有白云鄂博铁铌稀土伴生萤石矿，分布在包头市白云鄂博区，其被认定为是目前为止世界上最大的伴生萤石矿床，所处的大地构造位置为华北陆块区(Ⅱ)、狼山-阴山陆块(Ⅱ-4)、狼山-白云鄂博裂谷(Ⅱ-4-3)。

碳酸盐岩对该伴生萤石矿的形成具有重要的控制作用。该矿床矿体产于白云鄂博群哈拉霍疙特岩组的碳酸岩体中，与主矿种铁、稀土、铌矿伴生产出，是现阶段中国北方唯一一个伴生萤石矿床。

3.3 时间分布规律

内蒙古自治区内萤石矿主要为热液充填型矿床，矿床成矿时代最早为加里东期，且仅有一处，最晚为燕山期。热液型矿床的形成时代多集中于华力西期，次为燕山期、印支期，代表性矿床主要有东七一山萤石矿、恩格勒萤石矿、苏达勒萤石矿、大西沟萤石矿、昆库力萤石矿；沉积改造型矿床所占的比例较小，仅在苏莫查干敖包一带发现该类型矿床、矿(化)点共计4处，受地层控制明显，矿床的形成时代均为二叠纪，比较典型的矿床为苏莫查干敖包特大型萤石矿；而伴生型萤石矿只有白云鄂博矿区1处，其成矿时代为中元古代。根据矿床的形成时代，可进一步划分为若干个成矿阶段。萤石矿类型成矿时代演化见表3。

表3 内蒙古自治区主要萤石矿类型成矿时代演化

+++为重要成矿时代，++为较重要成矿时代，+为次要成矿时代

萤石矿的形成时间多集中于华力西期-燕山期，其中沉积改造型萤石矿因受沉积建造的控制作用，都形成于二叠纪，而白云鄂博伴生萤石矿产于中元古代白云鄂博群哈拉霍疙特岩组的碳酸岩体中。从表3中可看出，自治区萤石矿床的形成时代主要为华力西期、印支期及燕山期。

加里东期萤石矿：该期所形成的萤石矿最少，只有黑沙图萤石矿，该萤石矿主要受到中晚奥陶世英云闪长岩、白云岩控制。

华力西期萤石矿：相对来讲，本期形成的萤石矿床在内蒙古自治区内数量最多，大、中、小型的萤石矿床在全区均有分布，矿床多被一系列华力西期花岗岩所控制，如东七一山萤石矿、昆库力萤石矿、跃进萤石矿及神螺山萤石矿。

印支期萤石矿：该期为一个比较重要的形成时代，形成了一系列由印支期中酸性花岗岩类控制的小型矿床，如恩格勒、库伦敖包小型萤石矿等。

燕山期萤石矿：该期也是一个比较重要的形成时代，但主要以小型矿床为主，该期形成的矿床、矿(化)点同样受到花岗岩类制约，苏达勒、达盖滩、大西沟萤石矿即产于此时代。另外，自治区内最大的萤石矿床苏莫查干萤石矿与该期的岩浆后期的改造活动是不分开的，岩浆活动对苏莫查干萤石矿的多次热液叠加作用，对萤石矿的再次富集及后期成矿带来深远影响。

3.4 成矿作用演化规律

(1)沉积改造型萤石矿成矿作用演化规律：华力西晚期，火山喷发和沉积作用形成有中二叠统大石寨组火山-沉积岩地层，而且还产出有纹层状和条带状萤石集合体以及富萤石块体。燕山期的区域性大断裂活动至使中酸性岩浆活动，是矿床改造的主要动力，并且，花岗岩的发展贯穿于矿床改造的整个过程，改造作用是在基本封闭的条件下进行的，被岩浆作用直接和间接加热了的地下卤水(大气降水和部份原生水)在高温-气液(可能有少量岩浆水的加入)条件下，通过渗滤作用对沉积萤石矿进行改造，使矿石矿物重新结晶富集成矿。然而在受到岩浆活动作用再次成矿之后，在部分矿石中仍可见保存完好的原始沉积特征。

(2)热液充填型萤石矿成矿作用演化规律：区域性大断裂构造引起了一定规模的岩浆活作用，岩浆在结晶分异过程中产生的含矿热水经运移或淋滤花岗岩体内部的分散物质，在构造运动晚期于岩体的内部或内外接触带，经充填和交代作用形成矿床。此类矿床一般形成高温蚀变产物，但是在岩浆分异的晚期阶段，岩浆热液上涌于地温梯度逐渐降低的部位，往往形成低温或中-低温的岩浆热液矿床，受构造因素影响，矿体往往呈脉状、透镜状，围岩蚀变常出现高岭土化以及硅化等低温蚀变产物，这也是此类矿床的重要找矿标志。

(3)白云鄂博伴生萤石矿成矿作用演化规律：该矿床受到白云石碳酸岩控制，呈东西向分布于宽沟北斜南翼，岩体顺层侵入于中元古代白云鄂博群哈拉霍疙特岩组中，其展布方向与地层走向基本一致，局部略有斜交，接触面外倾。围岩蚀变强烈，具有角岩化、碳酸盐化、钠长石化等。萤石随铁矿从富至贫而增加，与稀土则有同步消长趋势。