额尔古纳地区萤石矿地质特征及找矿预测①

代晓光

中化地质矿山总局地质研究院，北京 100101

地处内蒙古呼伦贝尔北部的额尔古纳地区是内蒙古重要的萤石产地之一，位于大兴安岭山脉北部西坡，新巴尔虎右旗（拉张区）Cu-Mo-Pb-Zn -Ag-Au-萤石-煤-（铀）成矿带（Ⅲ-5）[1]、额尔古纳Cu-Mo-Pb-Zn-Ag-Au-萤石成矿亚带（Ⅲ-5-①）和陈巴尔虎旗-根河Au-Fe-Zn-黄铁矿-萤石成矿亚带（Ⅲ-5-②）内，该成矿带萤石矿床（点）较多，成矿地质环境优越。在区内及附近已经发现和评价了多个中小型萤石矿床，勘查程度较高，但对萤石矿矿床的研究程度较低，本文通过对区内已知萤石矿的地质特征、控矿因素及找矿标志分析总结，并对区内萤石矿开展预测，以期为本区今后萤石矿找矿及勘查工作提供指导。

1 区域地质背景

研究区大地构造位置为兴安地槽褶皱系（Ⅲ），跨额尔古纳地槽褶皱系（Ⅲ1）和喜桂图旗中华力西褶皱带（Ⅲ3）[2-3]。区内地层从元古界至中、新生界底层均有出露，主要有古元古界兴华渡口群、青白口系佳疙疸组[4]、新元古界下震旦统额尔古纳河组；早古生界中、下奥陶统卧都河组、晚古生界下石炭统莫尔根河组、上石炭统新伊根河组；中生界中侏罗统塔木兰沟组[5]、上侏罗统满克头鄂博组、上侏罗统玛尼吐组、下白垩统白音高老祖、下白垩统梅勒图组和新生界第四系更新统及全新统（图1）。区内岩浆活动强烈，多旋回构造演化在区内留下了多期岩浆活动记录，岩体分布范围比较广；侵入时代为泥盆纪、石炭纪、侏罗纪、白垩纪，侵入岩总体呈北东向、北北东向展布；岩石类型主要为黑云母花岗岩、花岗闪长岩、正长花岗岩、花岗斑岩、英云闪长岩、闪长岩。区内断裂发育，褶皱次之，构造轮廓清楚；主要分布有北东向断裂、北西向断裂、近南北向断裂，其中以北东向断裂为主，其次为北西向和近南北向断裂；断裂构造是区内萤石矿的主要成矿场所，也是岩浆期后热液良好的运移通道。

区域航磁异常表现为呈北东向延伸的、不连续的、呈狭长带状排列正负相间的磁异常，反映了基底破碎且存在北东向构造。工作区中部存在近东西向的狭长带状异常，反映了构造带的存在，是成矿有利区域。局部异常反映了中基性岩浆岩及侏罗纪高磁花岗岩的存在，但并不连续且规模不大。磁性强度由南向北、由西向东逐渐增强，南部正异常一般为100～200nT，局部300nT；北部特别是北东部正异常达到300～400nT，反映了岩浆岩基性逐渐增强、规模逐渐增大。

1∶20 万水系沉积物测量结果显示区内F 元素主要以高背景分布，具有明显的浓度分带，浓集中心明显，异常强度高，异常范围较大。1∶5万土壤测量显示研究区内各元素富集系数在0.55～2.08，区内Cu、Sn、Bi、Au、Sb、As、Hg、Ti、Mn、Ag、Pb 元素背景偏高，Au、F、Pb、Ag、Bi、Mo、Sb、As、Hg、Sr、Zn 元素具有局部富集趋势，异常元素以F、Pb、Cu、Zn、Ag、Au、Mo 为主，其次为Sb、As、Bi 异常。

2 矿床地质特征

2.1 概况

区内共发现萤石矿床、矿（化）点24 处（表1），其中中型矿床1 处，小型矿床5 处，矿点10处，矿化点8 处。萤石矿主要赋存于酸-中酸性侵入岩矿床及产于火山岩及次火山岩[6-7]，萤石矿的产出主要受断裂控制，成因类型为中低温热液充填型萤石矿床[7-9]。萤石矿体呈脉状、网脉状、透镜状，产状与控矿断裂产出一致，矿石结构为半自形-自形晶结构、他形粒状结构，块状、角砾状、条带状构造。矿石类型有萤石-石英型、石英-萤石型及萤石型。围岩蚀变主要有硅化、高岭土化、绢云母化、碳酸盐化及绿泥石化等，以硅化及高岭土化最为普遍。

表1 区内主要萤石矿特征一览表 Table 1 List of major fluorite mineral characteristics in the area

2.2 典型矿床特征

昆库力萤石矿[10]为区内比较典型的热液充填型脉状矿床，矿体赋存于黑云二长混合花岗岩体中的断裂破碎带内。矿区仅见第四系全新统，分布于沟谷及其两侧坡脚地带，由破碎石和黑色亚砂土、腐殖土组成的松散堆积物，最大厚度4m。矿区内除第四系掩盖外，出露全部为志留纪混合花岗岩，岩性为黑云二长混合花岗岩，岩石呈肉红色，粒状变晶结构，弱片麻状构造；岩体普遍发育节理，其走向在10°～60°之间变化，倾向相同，矿区内形成向型构造，而且倾角普遍较陡，多在60°～70°，向型核部达80°。矿区内构造发育，主要表现为断裂构造和沿断裂裂隙充填的脉岩；按构造方向可分为：东西向构造、北东向构造、北北东向构造、北北西向构造及北西向构造，构造性质均为断裂破碎带。

矿区内共有5 条矿体，地表都有出露；萤石矿体的形态受断裂构造破碎带控制，产状与破碎带一致，呈陡倾斜产出；萤石矿体均呈单脉产出，可见尖灭再现、分支复合现象。矿体规模较小，矿体长60～180m。其中Ⅰ、Ⅰ-1、Ⅱ、Ⅱ-1 号矿体属富矿性，产于张性破碎带内，其膨缩具有一定的规律性，平面上在走向变化转折端处变厚，剖面上产状由缓变陡处矿体由薄变厚，平均品位74.14%～87.56%；Ⅲ号矿体的含矿构造为一压性破碎带，矿石属贫矿性，平均厚度1.65m，平均品位34.77%。矿体赋存于黑云二长混合花岗岩体内，围岩为单一的黑云二长混合花岗岩，仅在含矿构造切穿早期脉岩的局部与闪长玢岩接触；围岩蚀变有强烈的硅化，局部见有高岭土化，近矿体处蚀变强烈，远离矿体蚀变减弱；围岩硅化蚀变伴随萤石矿化，矿体与围岩界线清晰。

萤石矿的结构为他形-半自形粒状结构、结晶结构，构造为平行条带状构造、块状构造、浸染状及角砾状构造；矿石矿物成分以萤石、石英为主，偶见绢云母；矿石自然类型主要为石英-萤石型，萤石型次之；Ⅲ号矿体为贫矿型工业矿体，矿石自然类型为石英-萤石型。

3 控矿因素分析

3.1 时空分布规律

空间上区内萤石矿床分布于额尔古纳地块与喜桂图旗中华力西褶皱带交接处，区内位于得尔布干断裂带北西侧的萤石矿床很少，只有一个小型萤石矿床和一个萤石矿化点。萤石矿床多位于得尔布干断裂东南侧之北东向中生代构造-火山岩带与北西向构造带交切的断裂区域和断陷区中次级断隆区[11]以及北西向、北北西向、北东向的剪切构造破碎带、张扭性断裂发育区，为矿床产出有利部位，如昆库力萤石矿、三旗山萤石矿等。与破火山口或浅成次火山岩伴生的放射状或环状断裂及层间构造裂隙发育区，也是矿体产出有利部位，如庆财萤石矿、三河镇西南山萤石矿等。

中国热液充填型萤石矿床最早形成于兴凯期，兴盛于燕山期。燕山期形成的热液充填型萤石矿床探明资源量占全国探明总资源量的43%左右，占全部热液充填型萤石矿床探明资源量的93%左右[8]。从区内萤石矿体的赋矿围岩看，从前震旦纪到白垩纪不同时代的地层和不同类型的岩石均有萤石矿产出[12]，且主要赋矿断裂的产状相同，说明赋矿断裂属于同一构造体系，区内赋存萤石矿的最晚地层为白下垩统白音高老组火山岩，说明最晚的成矿期距早白垩世较近，稍晚于早白垩世；从热源和成矿物质来源来看，区内广泛分布石炭纪侵入岩、中侏罗统和上侏罗统及下白垩统的火山岩地层及同时代的侵入岩，所以华力西中期、燕山中晚期的酸-中酸性岩浆活动与成矿密切相关，区内萤石矿的成矿期为华力西中期和燕山中晚期，以燕山中晚期为主。

3.2 岩浆岩

研究区中生代岩浆活动强烈，侵入岩、火山岩非常发育，为成矿提供了有利的物源、热源及成矿动力条件[13]。从研究区岩浆岩与萤石矿产地的分布来看，可以看出晚石炭纪-白垩纪岩体均呈北西-南东向分布，萤石矿（化）点多分布于酸性-中酸性岩浆岩及其接触带上，受侵入岩影响的矿产地数量占据主导地位。沿深断裂两侧分布着燕山早期中深成花岗岩类岩体和晚期次火山斑岩体，它们均与萤石矿床的形成有着密切的关系[11]。

石炭纪的花岗闪长岩组几乎都有矿化现象，萤石矿产于花岗闪长岩及其局部分异产物石英闪长岩与多宝山组接触带，即此岩组为寻找产于接触带的萤石矿提供了直接找矿标志。侏罗纪及白垩纪多呈小的岩枝或岩株，古生界及晚古生代侵入岩为萤石矿床形成提供了重要的物质基础和必要的温度及压力[14]。

3.3 构造

研究区内控矿主导因素为断裂构造，区内共存在有三级控矿构造，北北东向得尔布干深断裂控制着成矿带的地层-构造-岩浆-成矿作用，也控制着区域主构造线方向，与其并行的断裂及配套断裂控制着矿带的形成，而次生的断裂为导矿容矿构造[11]。区内矿床（点）分布反映了控矿构造的规律性[15]，矿床多产在其附近。环形构造一般为岩体或火山构造的反映，也是控制矿床的重要条件。小环形构造是良好的成矿部位，构造控矿特征明显，许多矿点都产出在环形构造的边缘部位[1]。

对研究区已有内萤石矿（点）的萤石矿（化）体的产状统计结果表明：区内萤石矿体受北北东、北北西、北东、北西和近南北等方向的断裂构造所控制，北北西、北东向和近南北向断裂为主要控矿断裂。其中青年沟萤石矿床受北北东向断裂控制十分明显，上库力萤石矿点受控于北西向断裂带左旋平移产生的北东向张剪断裂，庆财萤石矿和三河镇西南山萤石矿受控于以次火岩体为中心的放射状裂隙。

区内东西向断裂形成最早，无矿化现象，多被后期断裂切割和改造，属成矿前构造。北北东向断裂形成工业矿体，为第一期成矿构造。北北西、北西、北东和近南北向断裂形成最晚，性质各异，相互间无切割关系，从应力场分析属同一构造体系，在区内普遍具矿化现象，并于北北西向、北东向和近南北向断裂中形成工业矿体，为第二期成矿构造。

3.4 地球化学特征

研究区内1∶20 万地球化学F、Ca 异常与对应矿区响应度[16]较高。1∶5 万F 元素呈高背景分布，具有明显的浓度分带，浓集中心明显，异常强度高，异常范围较大；相对于20 万区域元素背景，从元素含量特征上看，F 元素含量与20 万区域元素背景基本一致，从元素分异特征上看，F元素变异系数为1.45、8.25，呈极强分异型，反映本区F 元素分布极不均匀，存在强烈的局部富集趋势。

区内石炭纪侵入岩F 元素富集系数为1.14，在1.2～0.8 之间，含量与全区背景相当，侏罗纪侵入岩F 元素富集系数为1.31，呈相对富集状态，石炭纪和侏罗纪侵入岩变异系数分布为2.18 和2.04，均呈极强分异型，反映从石炭纪到侏罗纪的岩浆演化过程中，F 元素富集程度增高，且具有一定的分异能力。

从元素组合特征来看，F 元素与Sb、Mo、Pb、Au、As、Bi、Sn、Zn、Ag 等元素具有一定的相关性，表现出与构造断裂热液活动有关。从元素时空演化规律来看，依据区内构造发展的阶段性及其相应成矿作用的特点，结合本区成矿地质条件以及元素的丰度演化规律看出，期间存在着四个地球化学界面，即青白口纪、石炭纪、侏罗纪、白垩纪界面，地球化学组成发生了明显的变化，主要成矿元素均出现大幅度的升高与降低变化。石炭纪、侏罗纪、白垩纪时期F 元素均在有利地段发生富集。从元素空间分布规律来看，F元素主要分布在下白垩统白音高老组、上侏罗统满克头鄂博组、中侏罗统塔木兰沟组及石炭纪、侏罗纪侵入岩中，与中低温热液活动有关。

4 找矿预测

4.1 找矿预测模型

根据本区成矿地质背景、地球物理特征及地球化学特征，结合区域成矿研究成果，总结了额尔古纳地区热液充填型脉状萤石矿床的预测模型[17-18]（表2）。

表2 额尔古纳地区热液充填型脉状萤石矿床的预测模型 Table 2 Predictive model of hydrothermal filled vein type fluorite deposits in Erguna area

4.2 找矿预测

依据本地区萤石矿预测模型，结合新发现的矿点、矿化线索及地物化遥成矿信息等综合研究分析，在区内开展了预测[19-20]，划分了找矿预测区。依据与成矿关系作用较大的含矿岩系、含矿岩体、构造特征、成矿时代和矿点等因素进行了分类：A 类，有含矿岩系、岩体、构造、F 异常较好和矿床（点）；B 类，含矿岩系、岩体、构造、F 异常一般和萤石矿化点；C 类，含矿岩系、岩体、构造、F 异常一般。采用矿产资源评价系统[21-22]共圈定预测区14 个，其中上库力农牧场第一生产队、昆库力、拉布大林农牧场新立队、120 公里、青年沟、三河镇和东方红为A 级预测区，均具有寻找中型及以上的找矿潜力；库里连山、中加布果斯沟、敦达库力东、昆库力东、上护林西、上护林东为B 级预测区，均具有寻找小型及以上的找矿潜力；敦达库力南为C 级预测区，具有寻找小型的找矿潜力；总计预测萤石矿（CaF2）资源量273.67 万t。

上库力农牧场第一生产队预测区位于III-5-②陈巴尔虎旗-根河Au、Fe、Zn、萤石成矿亚带内，成矿地质环境优越，区域成矿条件十分有利，具有良好的找矿远景。预测区出露的地层为第四系、下白垩统白音高老组、上侏罗统玛尼吐组、中侏罗统塔木兰沟组、上侏罗统满克头鄂博组、青白口系佳疙疸组（图2）。

图2 上库力农牧场第一生产队预测区地质矿产图 Fig.2 Geologic and mineral map of the forecast area of the first production team of Shangkuli farm pasture

区内侵入岩出露广泛，主要为石炭纪侵入岩及侏罗纪侵入岩，以酸性侵入岩为主，呈岩株状产出，区域上主要呈北东向展布，与成矿关系密切。岩石类型主要为正长花岗岩、正长岩、石英二长闪长岩、二长闪长岩及闪长岩。区内构造形迹以断裂为主，为断裂破碎带，方向主要有北北东向、近东西向、北西向，萤石矿（化）体赋存于这些断裂破碎带中，与成矿关系密切，控制着萤石矿（化）体的产出。预测区内有JWAP1、JWAP3、JWAP6、JWAP7 等4 处1∶5 万化探综合异常，均与F 元素有关，其中2 处综合异常内有萤石矿（化）点分布；异常具有多个浓集中心，异常套合较好；F 元素衬度较高，规模较大，具三级浓度分带，最高强度达6459×10-6。1∶1 万土壤剖面测量有多处F 异常与地表的萤石矿脉相吻合。预测区内1∶1 激电中梯剖面显示激电异常总体比较平稳，无明显异常；在断裂破碎带附近，视极化率未见明显变化，视电阻率呈低阻异常，推测可能由断裂破碎带引起，部分地段呈中高阻高极化激电特征，推测为矿致异常。区内萤石成矿规模较大，共发现有萤石矿（化）点4 处，圈定萤石矿（化）体12 条；预测萤石矿（CaF2）资源量40.67 万t，达到中型以上规模的预测资源量。

5 结论

额尔古纳地区萤石矿主要赋存于酸-中酸性侵入岩矿床及产于火山岩及次火山岩，为中低温热液充填型萤石矿床；萤石矿体呈脉状、网脉状、透镜状，矿体产出主要受断裂控制，产状与控矿断裂一致。该区燕山期岩浆活动强烈，为萤石成矿提供了物质、动力和热力来源；F 元素在中生代火山岩地层及石炭纪、侏罗纪侵入岩中富集，也为成矿提供了部分物质来源；区内北东向断裂为萤石成矿提供了容矿空间；期后岩浆热液活动强烈，富含挥发份的热液沿断裂构造运移并充填，形成第一期萤石矿。早期构造继续发展，形成一些北北西、北东向和近南北向次级断裂，为第二期成矿创造了良好的储矿空间。该区划分14 个找矿预测区，预测萤石（CaF2）矿资源量为273.67万t，表明额尔古纳地区萤石矿资源潜力较大，是寻找中低温热液充填型萤石矿的有利地区。