内蒙古正蓝旗民乐北山萤石矿成矿地质特征及找矿方向

赖木收 刘仲光

（1.中钢矿业开发有限公司；2.中钢集团赤峰金鑫矿业有限公司）

随着世界氟化工的快速发展，氟化工行业以其产品具有高性能、高附加值而被誉为“黄金产业”［1］。萤石主要成分为氟化钙（CaF2），是工业上提取氟的主要来源，主要用作制造氢氟酸及炼钢的助熔剂等，广泛用于航天、航空、制冷、医药、农药、防腐、灭火、电子、电力、机械和原子能等多个领域，具有重要的战略意义，随着世界工业和科学技术迅速发展，萤石需求量也逐年上升。

我国萤石在国际上具有重要地位，萤石资源极为丰富，产量也非常大，以全球占比13.5%的储量生产了全球57.1%的产量，静态保障年限低，2019年我国萤石静态保障年限仅为10.5 a，远远低于全球44.3 a的静态保障年限［2］。同时我国萤石出口量占世界出口贸易量的40%～50%，无论产量还是出口量，我国均占第一，也由此造成过去多年萤石的过度开采、过度出口，即使是规模小、品位低的萤石矿资源也逐渐被开发利用，萤石资源危机已迫在眉睫。

为保障萤石资源安全以及战略性新兴产业发展需求，国家先后将萤石纳入类稀土管理、列入战略性矿产目录，作为矿产资源宏观调控和管理的重点对象［3］，将萤石定位为“可用尽且不可再生的宝贵资源”。《中国氟化工行业“十三五”发展规划》中，萤石已被列为转型升级、创新发展的主要资源［4］。加大萤石矿资源的地质勘查，寻找新的萤石矿床作为后续接替资源成为当前一段时间内萤石资源勘查与开发的重点。

1 区域地质背景

内蒙古正蓝旗民乐北山地区位于内蒙古中部地槽褶皱系（Ⅱ）温都尔庙-翁牛特旗加里东地槽褶皱带（Ⅱ1）与华北地台（Ⅰ）接触带南侧内蒙台隆（Ⅰ2）地块上［5］。自晚古生代以来区域构造、岩浆活动频繁，为区域成矿提供良好的热源、容矿空间及物质来源，形成了铜铅锌多金属矿、萤石成矿带。

1.1 区域地层

区域内分布地层有太古界、元古界、古生界（志留系、石炭系、二叠系）、中生界（侏罗系、白垩系）、新生界第四系更新统。

（1）下太古界（Ar）乌拉山群分布于区域东南部，主要岩性为灰黄色黑云斜长片麻岩及斜长变粒岩、石英岩、大理岩，局部具混合岩化。

（2）下元古界二道凹群（Pt1E）主要分布于区域南部，呈条带状，主要岩性为透辉斜长变粒岩、斜长角闪岩、白云石英片岩夹石英岩、大理岩。

（3）志留系上统—泥盆系下统西别河组（S3D1x）零星分布于区域北西部，主要岩性为灰色、青灰色灰岩夹浅褐色页岩，与下伏地层二道凹群呈不整合接触。

（4）石炭系上统阿木山组（C2a）分布于区域北西部，主要岩性为灰白色粉砂、细砂岩夹灰岩，上部石英细砾岩，底部有紫灰色砾岩，与下伏西别河组地层不整合接触。

（5）二叠系下统三面井组（P1sm）分布于区域南西部、北西部，下部为灰黄褐色中粒粗砂岩、含砾不等粒硬砂岩夹生物碎屑灰岩及粉砂质泥质页岩；上部为灰黑色黑云安山玢岩、碎裂安山岩、褐灰色凝灰角砾。下统额里图组（P1e）分布于区域南西部，主要岩性为凝灰岩、凝灰角砾岩、中性熔岩，与下伏三面井组地层整合接触。

（6）侏罗系上统满克头鄂博组（J3mk）大面积分布于区域西部和南部，主要岩性为岩屑、晶屑凝灰岩、粗安玢岩。与下伏额里图组地层不整合接触。矿区北西约7 km有该地层出露。

（7）侏罗系上统白音高老组（J3b）零星分布于区域南东部，主要岩性为流纹质凝灰熔岩夹凝灰熔岩角砾岩，与满克头鄂博组地层不整合接触。

（8）白垩系下统义县组（K1y）主要分布于区域中部、南东部，主要岩性为浅紫红色玄武岩、凝灰质砂岩、页岩。

1.2 区域构造

区域地质构造较为复杂，褶皱、断裂较发育（图1）。

褶皱构造是由多期构造运动综合形成，展布于区域范围的北部，其主期褶皱为太古代、古生代构造运动形成的褶皱，及中生代构造形成的褶皱。

断裂构造主要发育有早古生代末北东东走向断裂；晚古生代末北东向脆—韧性断裂；以及中生代断裂北西走向脆性断层。

1.3 区域岩浆岩

区域内侵入岩比较发育，其中以华力西晚期（二叠系）黑云二长花岗岩、黑云斜长花岗岩（Pγ）及燕山早期花岗闪长岩（Jγδ）、黑云母花岗岩（Jγ）、钾长花岗斑岩（Jγπ）、石英斑岩（Jλπ）分布面积最广。

岩浆岩主要为燕山早期（侏罗系）钾长花岗斑岩（Jγπ）、石英斑岩（Jλπ）。该岩体北起玛林呼都格，南至哈毕日嘎；东起龙盘大井，西至陶来买卖，分布面积广，出露面积约为400 km2，呈岩基产出。岩体浅灰色—灰黄色，呈斑状结构，斑晶具熔蚀现象，基质重结晶，岩石内含有大量岩屑。

2 矿区地质特征

2.1 矿区地层

矿区内出露地层主要为二叠系下统额里图组（P1e）以及新生界第四系全新统地层。

古生界二叠系下统额里图组（P1e）出露范围较广，主要分布在矿区中北部，岩性有凝灰岩、凝灰角砾岩、英安岩；产状为260°～295°∠58°～62°。

第四系为风成细沙、粉砂土（Qheol），地表多为风成砂覆盖，并有薄厚不均的腐植土，该层分布于凝灰岩、英安岩顶部，厚度大于2 m。广泛分布于矿区周边的沟谷凹地等地势低洼及缓坡处，以风成砂土为主，少量坡积砂砾及冲积砂砾，砂砾呈圆状，矿物成分以石英为主、斜长石次之。

2.2 矿区构造

2.2.1 褶皱构造

在矿区由古生界二叠系下统额里图凝灰岩，凝灰角砾岩英安岩组成，岩层整体呈单斜层状西倾，产状为260°～295°∠58°～62°。

2.2.2 断裂构造

区域上北东东向断裂在矿区内未发现明显活动痕迹，但在矿区中部发育有一条次生近南北向展布的张扭性断裂，为矿区内的主要控矿构造，控制着萤石矿脉的分布。

该张扭性断裂产于二叠统额里图组凝灰角砾岩和凝灰岩中，地表断续出露长度约为670 m（坑道断续控制长度大于700 m），倾向为65°～108°，倾角为50°～74°。断层的南东盘（即上盘）上升，但断距不大。断层带呈舒缓波状，断层结构面上可见有近于直立的擦痕。矿区目前发现的1号和2号萤石矿体均赋存于该断裂带中。

2.2.3 矿区岩浆岩

矿区内侵入岩和岩脉在矿区西北部有少量出露，为燕山早期花岗岩（Jγ），出露面积约为0.002 km2，近东西走向，岩体浅灰色—灰黄色，呈细粒花岗结构，块状构造，主要矿物为斜长石、石英。

3 矿体特征

矿区目前共发现有2条萤石矿体，分别为1号和2号矿体，均赋存于近南北向展布的断裂构造带中，矿体形态及产状受断裂破碎带控制，且与围岩界线清晰。其中1号矿体为矿区主矿体，目前正在开采。

（1）1号矿体整体呈脉状产出，局部呈豌豆状，总体走向近南北向，产状一般为65°～108°∠50°～78°。矿体已控制走向长度500 m，延深97~158 m，厚度在1.02～5.61 m，向北侧有变薄的趋势，但未封闭。矿体品位CaF2为30.10%～82.54%，平均品位为58%。

（2）2号矿体位于1号矿体东侧，近南北走向，产状一般为70°～95°∠37°～52°。矿体断续长435 m、倾向延深93 m。该矿体为盲矿体，厚度在1.00～1.97 m，平均厚度为1.23 m，单工程品位CaF2为31.40%～91.69%，平均品位为46.90%。

矿石中主要矿物为萤石，其它矿物有蛋白石、玉髓、石英、硅质及黄铁矿等。萤石多呈粒状集合体，少量呈角砾状、条带状、星散状分布于硅质脉中。矿石中萤石大多晶型较好，多呈立方体和八面体、粒状或致密块状集合体。萤石粒径多为0.01～20 mm，萤石颜色为无色透明、绿色、紫色等，彼此紧密嵌镶杂乱分布，具玻璃光泽。

萤石矿体与围岩界限较为清晰，靠近构造带位置的围岩蚀变作用较强烈，主要蚀变为硅化、绿泥石化；次生蚀变为高岭土化、黄铁矿化。

4 矿床成因

通过取样分析，二叠系下统额里图组（P1e）地层中凝灰岩、凝灰角砾岩、英安岩中的CaF2丰度值高于该地区CaF2丰度背景值，说明该地层为本区萤石成矿的主要物质来源。通过对氟化钙同位素年龄测定，氟化钙形成于华力西晚期和燕山早期。燕山早期岩浆热液侵入使早期形成的氟化钙活化，同时带来了地壳浅部氟化钙，最终在断裂构造破碎带内富集成矿，综合研究认为民乐北山萤石矿床属于中—低温热液充填型萤石矿床。

5 找矿方向

（1）地表硅化、萤石矿化露头为萤石矿直接找矿标志。

（2）断裂构造破碎带是含萤石矿热源的运移通道和赋矿空间，也是本区萤石找矿的主要靶区。矿区内已知矿体形态、规模均受近南北向断裂构造破碎带控制，且在南北两侧均未封闭，因此在矿区外围南北侧寻找萤石矿体前景良好。

（3）华力西期、燕山期是该区萤石成矿的主要时代。对区内地层F、Ca含量高异常区，结合氟化钙同位素年龄测定的方法，对萤石找矿具有很强的指导意义。