內(nèi)蒙古查干德勒特大型螢石礦床地質(zhì)特征及找礦前景

劉金剛　劉劭航

(1.中鋼集團錫林浩特螢石有限公司；2.中鋼集團天津地質(zhì)研究院有限公司)

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內(nèi)蒙古查干德勒特大型螢石礦床地質(zhì)特征及找礦前景

劉金剛1劉劭航2

(1.中鋼集團錫林浩特螢石有限公司；2.中鋼集團天津地質(zhì)研究院有限公司)

內(nèi)蒙古查干德勒螢石礦位于二連—賀根山縫合帶與溫都爾廟—西拉木倫河斷裂夾持的錫林浩特微地塊內(nèi)，結(jié)合區(qū)內(nèi)地質(zhì)勘探成果，對礦區(qū)成礦地質(zhì)背景、礦床地質(zhì)特征、礦床成因進行了分析，并對礦區(qū)找礦前景進行了探討，結(jié)果表明：①礦區(qū)范圍內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的27條螢石礦體呈NE、NNE、NNW向展布，與區(qū)域斷裂構(gòu)造方向一致；②礦體賦存于溫都尓廟群片巖、二疊系哲斯組礫巖、板巖和華力西晚期黑云母奧長花崗巖的構(gòu)造裂隙中，呈脈狀、網(wǎng)脈狀產(chǎn)出，形態(tài)復(fù)雜，在走向和傾向上均具有分支復(fù)合現(xiàn)象，向深部礦體有變厚變富的趨勢；③礦石組構(gòu)簡單，有害組分含量低，屬早期強烈海底中—酸性火山噴溢—沉積成礦作用和晚期含礦花崗巖成礦作用疊加的產(chǎn)物，礦體定位于斷裂帶中的超大型熱液充填型脈狀螢石礦床；④礦床剝蝕淺，礦體埋藏深、厚度大、品位高，深部及礦區(qū)內(nèi)螢石和與其共生的多金屬礦床找礦潛力巨大。上述分析對于區(qū)內(nèi)進一步開展螢石礦找礦工作有一定的參考價值。

螢石礦成礦地質(zhì)背景礦床地質(zhì)特征礦床成因找礦前景

內(nèi)蒙古查干德勒螢石礦是一座具有近40 a開采歷史的老礦山，該礦床于1971—1973年由內(nèi)蒙古區(qū)域調(diào)查一隊進行區(qū)調(diào)時發(fā)現(xiàn)，后經(jīng)多年開采，資源日趨枯竭。2006年化工部地質(zhì)礦山總局地質(zhì)研究所在該區(qū)進行了螢石礦產(chǎn)普查工作，2009年內(nèi)蒙古第九地質(zhì)勘查院和山東省地礦工程勘查院先后開展了詳查工作，2015年中國冶金地質(zhì)總局內(nèi)蒙古地質(zhì)勘查院進行了接替資源找礦工作并取得了重大突破，查明其為超大型螢石礦床(礦石量858.06×104t，w(CaF2)63.21%)，且礦床規(guī)模仍在擴大中。該礦位于內(nèi)蒙古錫林浩特市南西方向約36 km處，地理坐標(biāo)：東經(jīng)115°56′31″、北緯43°41′57″。該礦具有繼續(xù)擴大螢石資源儲量的巨大潛力，深部及外圍存在多金屬礦化，找礦前景良好。為進一步指導(dǎo)區(qū)內(nèi)找礦工作，本研究結(jié)合區(qū)內(nèi)已有的找礦勘探成果，對區(qū)內(nèi)礦床地質(zhì)特征、礦床成因及找礦前景進行探討。

1　成礦地質(zhì)背景

內(nèi)蒙古查干德勒螢石礦位于二連—賀根山縫合帶與溫都爾廟—西拉木倫河斷裂夾持的錫林浩特微地塊中，與蘇莫查干敖包特大型螢石礦床處于同一構(gòu)造巖漿成礦帶中。礦區(qū)主要出露溫都尓廟群扎布音敖包組淺變質(zhì)巖系，上石炭統(tǒng)阿木山組海相碳酸鹽巖，下二疊統(tǒng)哲斯組海相碎屑巖-碳酸鹽巖-中—基性火山巖和第四系玄武巖、風(fēng)沖洪積沉積物。溫都尓廟群扎布音敖包組分布于礦區(qū)北東部，是構(gòu)成“錫林浩特地塊”的主體巖系，為一套淺變質(zhì)的巖石組合，巖性為黑云石英片巖、斜長角閃片巖、綠泥石石英片巖夾磁鐵石英巖、變粒巖、大理巖，該巖層被后期花崗巖侵入，接觸帶有混染現(xiàn)象，巖石形變強烈，多已片理化、糜棱巖化，具片麻狀構(gòu)造，總厚度約7 669 m[1-3]。下二疊統(tǒng)哲斯組第二巖段分布于德勒烏拉—查干德勒以南及以東地區(qū)，侵入體及斷裂構(gòu)造的破壞使地層支離破碎，巖性組合為雜色礫巖、灰色生物灰?guī)r及灰—暗色板巖夾細(xì)—粉砂巖，厚885 m。第四系更新統(tǒng)阿巴嘎組為橄欖輝石玄武巖，全新統(tǒng)為松散沉積物，厚5～80 m。

礦區(qū)褶皺構(gòu)造發(fā)育，區(qū)域性的錫林浩特復(fù)背斜由于巖體侵入和斷裂切割而遭受破壞，哲斯組呈緊閉褶皺形態(tài)。礦區(qū)斷裂構(gòu)造極其發(fā)育，主要為NE向，次為NW向，F(xiàn)1斷裂(圖1)為礦區(qū)的主要控礦構(gòu)造，位于花崗巖體南緣，斷層規(guī)模較大，為區(qū)域大斷裂西廟里—達(dá)青牧場擠壓破碎帶的一部分。F1斷裂的次級破裂面中充填NE向螢石-石英脈，在該斷裂北西側(cè)派生一系列NNE、NNW向的次級構(gòu)造，是螢石礦體的主要儲礦構(gòu)造。

圖1　內(nèi)蒙古查干德勒螢石礦礦床地質(zhì)概況

2　礦床地質(zhì)特征

2.1礦體特征

內(nèi)蒙古查干德勒螢石礦體賦存于溫都尓廟群片巖、二疊系哲斯組礫巖、板巖和華力西晚期黑云母奧長花崗巖中，已發(fā)現(xiàn)礦體均產(chǎn)于F1斷裂下盤的NE、NNE、NNW向構(gòu)造裂隙中，呈脈狀、網(wǎng)脈狀產(chǎn)出。在礦區(qū)范圍內(nèi)已發(fā)現(xiàn)螢石礦體27條，已開采礦體12條，目前主采礦體4條，特征如下。

(1)Df1螢石礦體。分布于礦區(qū)東區(qū)南部，賦存于F1逆斷層伴生的次生裂隙中，呈脈狀產(chǎn)出，礦體頂?shù)装鍑鷰r均為二疊系哲斯組硅質(zhì)礫巖、板巖。礦體長795 m，厚1.41～8.25 m，平均厚2.25 m，產(chǎn)狀315°、140°∠74°～88°。該礦體在地表由2條傾向相反的脈體組成，沿走向往東合并為一條。礦石w(CaF2)28.26%～70.27%，平均54.22%。

(2)Df2螢石礦體。位于礦區(qū)東區(qū)中北部，分布于Df1螢石礦體以北，總體呈NNE走向，賦存于F1斷裂派生的NNE向斷裂中，往南與Df1螢石礦體相連。礦體頂?shù)装鍑鷰r均為黑云奧長花崗巖。礦體長1 010 m，產(chǎn)狀13°～20°、103°～110°∠80°～85°。礦體在平面及剖面均有分支復(fù)合現(xiàn)象(圖2)，Df2礦體由3條螢石脈組成，礦體厚1.24～24.66 m，平均厚4.16 m。礦石w(CaF2) 26.75%～71.93%，平均54.35%。

圖2　內(nèi)蒙古查干德勒螢石礦床勘探線剖面

(3)Zf5螢石礦體。分布于礦區(qū)中區(qū)南部，礦體長319 m，控制延深266 m，礦體厚2.07～27.79 m，平均厚7.00 m，走向NE—NNE，礦體地表傾向SE，在-80 m以下轉(zhuǎn)向NW傾，傾角52°～81°，向深部-200 m以下傾角明顯變緩。礦體形態(tài)復(fù)雜，呈脈狀、網(wǎng)脈狀，分支復(fù)合現(xiàn)象普遍。礦體圍巖-120 m以上為硅質(zhì)礫巖，下部為蝕變黑云母奧長花崗巖。礦石w(CaF2) 22.15%～96.20%，平均66.83%。

(4)Zf11螢石礦體。分布于礦區(qū)中區(qū)北部，礦體形態(tài)復(fù)雜，呈脈狀、網(wǎng)脈狀產(chǎn)出，多有分支復(fù)合現(xiàn)象，沿走向礦體北部往東偏移，南部往西偏移，總體呈NE向展布。圍巖為蝕變黑云母斜長花崗巖，在南端深部為砂巖。地表控制礦體長395 m，以往探礦工程中發(fā)現(xiàn)的11#上層礦體，是該礦體沿傾向的分支。Zf11螢石礦體厚2.97～12.56 m，平均厚4.08 m，產(chǎn)狀270°～300°∠65°～70°，w(CaF2) 20.05%～95.20%，平均63.22%。

2.2礦石礦物、化學(xué)成分

礦石礦物組成較簡單，主要有螢石、玉髄、石英、方解石和褐鐵礦、黃鐵礦等。螢石以白色、綠色為主，少量藍(lán)色、紫色、煙灰色，呈等軸粒狀，粒徑0.12～6.96 mm，螢石絕大部分結(jié)晶程度較好，呈塊狀、脈狀，部分成隱晶質(zhì)狀或浸染狀存在于玉髓之中，少量呈“鐘乳石”狀產(chǎn)出，含量5%～90%。玉髓呈脈狀、條帶狀分布，局部呈團塊狀，含量5%～75%。石英呈粒狀、團塊狀和細(xì)脈狀，粒徑0.01～0.07 mm，含量5%。褐鐵礦和黃鐵礦呈褐色斑點狀、薄片狀分布。礦石中主要化學(xué)成分為CaF2、SiO2，次為Al2O3、Fe2O3等，礦石中主要有用組分為F，F(xiàn)、Ca兩者以CaF2的形式存在于礦石內(nèi)(表1)。 礦石中微量元素含量較低(表2)，均達(dá)不到綜合利用要求。

表1　礦石化學(xué)成分分含量

礦石中微量元素與蘇莫查干敖包特大型螢石礦礦石相比，Ti、Ni含量明顯降低，但Ba、Cr、Cu、Y、Zn含量明顯增高。礦石中主要有害組分為SiO2、S和P(表3)，均低于有害組分指標(biāo)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主要以黃鐵礦形式存在，含量一般0.05%～1.92%，平均0.74%；P含量較低，一般0.01%～0.02%，平均0.013%。

2.3礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)主要為粗晶半自形—自形粒狀結(jié)構(gòu)，礦物間彼此緊密鑲嵌，粒徑一般為3～4 mm，少數(shù)可達(dá)數(shù)十毫米；次為交代結(jié)構(gòu)，螢石被硅質(zhì)交代，螢石與硅質(zhì)接觸處多呈港灣狀出現(xiàn)，硅質(zhì)集中的部位尚有螢石晶體殘留。此外，還有螢石交代硅質(zhì)、螢石包裹硅質(zhì)團塊以及螢石細(xì)脈穿插硅質(zhì)團塊等現(xiàn)象。隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)由玉髄組成，多與螢石形成條帶狀分布，局部分布少量重結(jié)晶的石英團塊和石英脈。礦石構(gòu)造以塊狀、皮殼狀、條帶狀構(gòu)造為主。①塊狀構(gòu)造，多發(fā)育于礦體中心及較寬大的礦脈之中，由質(zhì)量較純的螢石組成，晶粒粗大，彼此緊密鑲嵌，色調(diào)單一，其礦石質(zhì)量最佳；②皮殼狀構(gòu)造，主要由硅質(zhì)礦物形成，質(zhì)地細(xì)膩，由細(xì)窄的硅質(zhì)韻律層組成，分布于礦脈與圍巖的接觸帶上，呈殼層狀產(chǎn)出于與螢石的接觸界面上，螢石與其呈鋸齒狀相嵌；③條帶狀構(gòu)造，礦液由斷裂兩壁向中心部位周期性連續(xù)沉淀，形成平行脈壁的對稱或不對稱的條帶狀構(gòu)造，由不同色調(diào)(綠色、紫色、灰白色)的螢石組成，或螢石脈與硅質(zhì)脈相間交替出現(xiàn)，其單條的寬窄與礦脈的寬度有關(guān)，一般由十余厘米至數(shù)十厘米不等。

表2　礦石微量元素含量

注：A為以紋層狀、細(xì)晶塊狀螢石為代表的成礦早期螢石，10件樣品測試值取均值；B代表含硫化物螢石，2件樣品測試值取均值；C為以偉晶狀、混合偉晶狀螢石為主，代表成礦晚期螢石，6件樣品測試值取均值。

表3　礦石有益有害組分含量

2.4礦石類型

礦石按構(gòu)造特征可劃分為塊狀(包括粗晶和細(xì)晶)螢石礦石、條帶狀(包括條帶狀、環(huán)帶狀)螢石礦石；按礦物組合可劃分為螢石型、螢石-石英型和石英-螢石型礦石。

2.5圍巖蝕變

礦區(qū)與成礦關(guān)系密切的圍巖蝕變主要有硅化、碳酸鹽化、絹云母化、綠泥石化、黃鐵礦化。①硅化，為區(qū)內(nèi)常見的一種蝕變，可分為面狀和脈狀，面狀表現(xiàn)為巖石中硅質(zhì)物含量明顯增多，呈云霧狀沿原生礦物粒間分布重新膠結(jié)，脈狀表現(xiàn)為呈細(xì)小石英脈沿裂隙充填；②碳酸鹽化，為區(qū)內(nèi)分布最廣泛的蝕變，常與硅化相伴出現(xiàn)且與螢石礦化成正相關(guān)關(guān)系，表現(xiàn)為方解石細(xì)小脈或團塊狀方解石充填于礦物之間，碳酸鹽化出現(xiàn)于區(qū)內(nèi)各種巖性中，在變質(zhì)巖、礫巖、板巖、砂巖以及黑云母斜長花崗巖、輝綠巖中均見有強烈的碳酸鹽化，花崗巖、輝綠巖呈灰白色均為碳酸鹽化蝕變的結(jié)果，深度越大，碳酸鹽化越強，螢石礦化便越佳；③絹云母化，微細(xì)鱗片狀，除部分為長石碎屑的蝕變礦物外，多數(shù)集合體呈定向分布，應(yīng)屬變晶礦物，分布于碎屑粒間，或相對聚集呈帶狀分布，與一些定向分布的碳酸鹽礦物以及粒徑小于0.005 mm的長石和石英集合體等伴生；④綠泥石化，呈薄膜狀或毛發(fā)狀分布于裂隙表面，定向分布明顯；⑤黃鐵礦化，普遍發(fā)育，在巖體邊部或其破碎帶附近也常見，可被褐鐵礦交代為殘晶，呈細(xì)粒浸染狀、團塊狀、細(xì)小網(wǎng)脈狀，常見黃鐵礦化與硅化相伴出現(xiàn)。

3　礦床成因

由礦體形態(tài)、產(chǎn)狀定位特征及礦石組構(gòu)特征分析可知，礦床最后表象為熱液充填型脈狀螢石礦床。區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)的蘇莫查干敖包特大型螢石礦等一大批螢石礦床，均與晚古生代古中亞洋關(guān)閉、西伯利亞板塊與華北板塊碰撞的巖漿成礦作用有關(guān)，晚古生代早期強烈的中亞洋板塊對華北板塊的俯沖，導(dǎo)致華北板塊北緣增生和巖漿作用，除形成區(qū)域內(nèi)的斑巖型金-多金屬成礦作用外[4]，還形成區(qū)域內(nèi)廣泛的螢石礦化，使之成為我國最重要的螢石成礦帶[5]。礦區(qū)成礦作用表現(xiàn)為2期，晚古生代晚期強烈的海底中—酸性火山噴溢作用和沉積作用形成了二疊系哲斯組礫巖、炭質(zhì)板巖、砂巖、泥巖、英安巖、灰?guī)r等組成的火山碎屑-沉積巖。火山噴發(fā)作用產(chǎn)生了大量的CO2、H2、F、HF、SiF4氣體，在高溫高壓下，CO2、H2、F、HF、SiF4在熱水溶液中以絡(luò)合物的形態(tài)被搬運，并對早期火山-沉積巖中的有用組分進行淋濾和萃取，在溫度壓力降低后，Ca與F、HF、SiF4、CO2反應(yīng)形成螢石沉積和碳酸鹽沉積，反應(yīng)了碳酸鹽化蝕變與螢石礦化的密切關(guān)系。反應(yīng)式為

SiF4+2CaCO3=2CaF2+SiO2+2CO2↑ .

(1)

CaCO3+2F2=2CaF2+2CO2↑+O2↑ .

(2)

CaCO3+2HF=CaF2+H2CO2.

(3)

礦區(qū)內(nèi)二疊系哲斯組硅質(zhì)礫巖和炭質(zhì)板巖中廣泛發(fā)育星點狀、團塊狀螢石礦化。華力西晚期侵入的含F(xiàn)黑云母奧長花崗巖在帶來大量成礦物質(zhì)的同時亦形成了溫度梯度場，驅(qū)動海水對流循環(huán)再次萃取和淋濾早期成礦物質(zhì)，沿構(gòu)造薄弱帶和特定構(gòu)造運移，在開放的斷裂和裂隙中沉淀成礦。

4　找礦前景

礦體產(chǎn)出于F1次級斷裂帶及派生的NE、NW向的X剪裂隙中，嚴(yán)格受斷裂構(gòu)造控制，區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的礦化主要位于巖體與地層接觸斷裂帶及巖體破碎帶內(nèi)。區(qū)內(nèi)僅有部分?jǐn)嗔训牡乇砺额^被發(fā)現(xiàn)，尚存在大量未被發(fā)現(xiàn)的隱伏構(gòu)造和螢石礦體(圖3)。

圖3　內(nèi)蒙古查干德勒螢石礦控礦構(gòu)造及激電異常分布

隨勘查深度的加大，螢石礦體有隨之變厚的趨勢。Df2礦體深度40 m時，真厚度僅1.24 m；深度80 m時，真厚度1.65 m；深度120 m時，真厚度3.98 m；深度160 m時，真厚度4.72 m；深度200 m時，真厚度6.00 m；深度343.15 m時，真厚度達(dá)到16.89 m。鉆孔中在673.94～721.42 m 深度，見到47.47m厚的螢石礦化，螢石礦體真厚度仍有6.32 m，同時礦體品位向下變富。該現(xiàn)象表明螢石礦體剝蝕深度不大，目前該螢石礦的勘查深度也僅為400 m，局部探索性鉆孔的控制深度也僅約600 m，且礦區(qū)內(nèi)多條螢石礦體的深部和邊部無任何工程控制。

礦區(qū)及其附近周邊大功率激電測量表明，已知螢石礦體具有高阻-高充電率(硅化、黃鐵礦化等金屬硫化物礦化與螢石礦體伴生)特征，據(jù)此圈出了3個有利的螢石找礦異常區(qū)，尚有多條斷裂(F7、F8、F22、F12、F13、F14)具備找礦潛力，且已在部分?jǐn)嗔阎邪l(fā)現(xiàn)螢石礦化，依據(jù)地表礦化向深部變大、變厚的趨勢，尋找盲礦體及其深部成礦潛力巨大。

大地電磁測深表明，斷裂構(gòu)造向深部延深達(dá)千米以上。全區(qū)的大功率激電測量表明，已知的螢石礦體除具高阻-高充電率(硅化、黃鐵礦化等金屬硫化物礦化與螢石礦體伴生)特征外，尚存在低阻-高充電率異常區(qū)(圖4)，在礦區(qū)東北部正進行的勘查已控制一中型銅礦床，在礦區(qū)異常區(qū)內(nèi)已有多處露頭發(fā)現(xiàn)有黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦的礦化露頭，且分布在巖體與地層接觸帶一側(cè)的地層中，表明礦區(qū)內(nèi)具有多金屬礦勘查的潛力。

5　結(jié)　語

內(nèi)蒙古查干德勒螢石礦床是早期強烈的海底中酸性火山噴溢作用、沉積作用和晚期含礦花崗巖成礦作用疊加的產(chǎn)物，構(gòu)成斷裂帶中的超大型熱液充填型脈狀螢石礦床，礦床剝蝕淺，礦體厚度大，礦床品位高，深部找礦潛力巨大，同時有共生的賤金屬礦床。通過對該礦床的地質(zhì)特征、成因以及找礦前景的分析，對于礦區(qū)進一步開展螢石礦找礦工作有一定的借鑒價值。

[1]聶鳳軍，許東青，江思宏，等.內(nèi)蒙古蘇莫查干敖包特大型螢石礦床地質(zhì)特征及成因[1].礦床地質(zhì)，2008，27(1)：1-13.

[2]許東青，聶鳳軍，錢明平，等.蘇莫查干敖包特大型螢石礦床的稀土元素地球化學(xué)特征及其成礦意義[J].礦床地質(zhì)，2009，28(1)：29-41.

[3]高計元，王一先，裘愉卓，等.內(nèi)蒙古中西部多島海構(gòu)造演化[J].大地構(gòu)造成礦學(xué)，2001，25(4)：397-404.

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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

圖4　礦區(qū)6#線剖面大地電磁測深反演電阻率斷面

2016-07-05)

劉金剛(1960—)，男，執(zhí)行董事，總經(jīng)理，工程師，026000 內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林浩特市。