內(nèi)蒙古林西地區(qū)小北溝螢石礦床地質(zhì)特征及找礦潛力分析

裴秋明，張壽庭，曹華文，王 亮，韓術(shù)合，武宗林，夏炳衛(wèi)

（1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083；2.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心，成都 610081；3.赤峰市國(guó)土資源局，內(nèi)蒙古　　赤峰 024000）

內(nèi)蒙古林西地區(qū)小北溝螢石礦床地質(zhì)特征及找礦潛力分析

裴秋明1，張壽庭1，曹華文2，王 亮1，韓術(shù)合3，武宗林1，夏炳衛(wèi)1

（1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083；2.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心，成都 610081；3.赤峰市國(guó)土資源局，內(nèi)蒙古赤峰 024000）

在野外地質(zhì)工作基礎(chǔ)上，對(duì)小北溝螢石礦床的成礦地質(zhì)背景、礦床地質(zhì)特征、淺覆蓋區(qū)的甚低頻電磁異常、找礦潛力等進(jìn)行了分析和探討。研究表明：區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)礦（化）體11個(gè)，規(guī)模不一，主要受SN -NNE向斷裂控制；礦石組分以螢石和石英為主，圍巖蝕變主要發(fā)育硅化、高嶺土化和綠泥石化；礦床為熱液充填脈型，礦（化）體垂向分帶特征明顯，脈體形態(tài)、礦化強(qiáng)度、礦物組合以及礦石組構(gòu)等特征自上而下呈現(xiàn)規(guī)律性變化；甚低頻電磁異常顯示Ⅶ號(hào)礦化體延續(xù)性好，規(guī)?？捎^。結(jié)合目前部分平硐和鉆孔工程揭露的螢石礦體特征認(rèn)為，本區(qū)深部找礦潛力大，Ⅶ號(hào)礦化體的深部工程驗(yàn)證應(yīng)為后期工作的重點(diǎn)。

螢石礦；垂向分帶模式；甚低頻電磁法；找礦潛力；林西；內(nèi)蒙古

根據(jù)螢石礦床的產(chǎn)出狀態(tài)，我國(guó)的螢石礦床可以分為單一型和伴生型兩個(gè)大類［1］。伴生型螢石礦雖然資源量大，但一般品位較低，不具備單獨(dú)開采價(jià)值，通常只能在主礦種開采時(shí)綜合回收利用［2］。單一型螢石礦是我國(guó)目前主要開發(fā)利用的螢石礦類型，主要分布在內(nèi)蒙古、浙江、江西、福建等省區(qū)；傳統(tǒng)的螢石工業(yè)區(qū)浙江、江西、福建等地經(jīng)過(guò)幾十年的開采，螢石資源日益枯竭；僅以浙江省為例，在全省登記的173家螢石礦山中，超過(guò)一半的螢石礦山已閉坑［3］。螢石開采以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)正逐漸向中國(guó)北部和中西部轉(zhuǎn)移。

內(nèi)蒙古中東部地區(qū)成礦地質(zhì)條件優(yōu)越，已有一批大-中型螢石礦床陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)報(bào)道［4-7］，顯示出極大的資源潛力，成為我國(guó)北方重要的螢石資源后備基地。近年來(lái)，在中國(guó)地質(zhì)大調(diào)查項(xiàng)目的支撐下，通過(guò)遙感技術(shù)和多種輕便物化探儀器方法的有效性試驗(yàn)與推廣實(shí)踐研究，將內(nèi)蒙古林西地區(qū)設(shè)為其中的一個(gè)重要示范區(qū)，進(jìn)行螢石礦產(chǎn)的勘查與評(píng)價(jià)工作，目前已發(fā)現(xiàn)多個(gè)含礦遠(yuǎn)景區(qū)，其中小北溝螢石礦床是林西地區(qū)重要的勘查成果之一。

小北溝螢石礦床位于內(nèi)蒙古赤峰市林西縣西北部，地理坐標(biāo)：東經(jīng)117°50′57″—117°53′43″，北緯43°53′38″—43°50′34″。其北部為三源北溝礦段，南部為馮家北溝礦段，研究認(rèn)為南、北礦段屬同一螢石礦帶，其間的空白區(qū)具有重要的含礦遠(yuǎn)景。本文探討和總結(jié)了研究區(qū)礦床地質(zhì)特征、主要控礦因素以及螢石礦（化）體垂向分帶特征。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合甚低頻掃面工作和重要勘探剖面線的綜合對(duì)比，分析研究區(qū)中部淺覆蓋區(qū)礦化體的延伸（連續(xù)性）情況，以及該區(qū)的找礦潛力，旨在為下一步找礦工作提供建議。

1　成礦地質(zhì)背景

研究區(qū)位于嫩江斷裂以西，西拉木倫河斷裂以北的溫都爾廟俯沖增生雜巖帶，屬于中亞造山帶東段，即興蒙造山帶。中亞造山帶為典型的增生型造山帶［8］，以古生代小型陸塊與縫合帶相嵌、新生代山盆耦合的地質(zhì)構(gòu)造格局為特征［9］，區(qū)域構(gòu)造演化主要經(jīng)歷了大陸基底的形成、古亞洲洋陸緣增生和濱西太平洋大陸邊緣活動(dòng)三大發(fā)展階段［10］。自海西期以來(lái)，區(qū)域內(nèi)一直伴有火山噴發(fā)作用和巖漿侵入活動(dòng)，在燕山期發(fā)生以擠壓為主到以伸展為主的構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換，伴隨著強(qiáng)烈的構(gòu)造-巖漿活動(dòng)，發(fā)育一系列NNE向斷陷型盆地，并誘發(fā)了一個(gè)高溫?zé)崃鲙В瑸槌傻V流體的形成創(chuàng)造了條件［11］，導(dǎo)致區(qū)域上150～100 Ma爆發(fā)式成礦［12］。林西地區(qū)一系列沿NNE-NE向呈雁列式展布的螢石礦正是這一構(gòu)造-巖漿活動(dòng)下的產(chǎn)物。

區(qū)域出露的地層主要為二疊系和侏羅系：二疊系是林西地區(qū)分布最廣泛的地層，包括壽山溝組（P2ss）、大石寨組（P2ds）、哲斯組（P2zs）和林西組（P3l），主要由一套黑色板巖、粉砂巖、砂巖夾火山熔巖、火山碎屑巖組成，整體主要為開闊的陸相沉積體系［13］；侏羅系包括新民組（J2x）、土城子組（J2t）以及滿克頭鄂博組（J3m），主體巖性為中酸性火山碎屑巖、凝灰?guī)r、流紋巖、砂質(zhì)板巖，局部地區(qū)含煤線。區(qū)域內(nèi)與螢石成礦密切相關(guān)的主要是中生代花崗巖，以中-細(xì)粒似斑狀黑云母花崗巖為主［14］，分布廣泛。區(qū)內(nèi)不同方向斷裂構(gòu)造均有發(fā)育，以NNE-NE向、近EW向、NW向、近SN向?yàn)榇恚渲?NNE-NE向構(gòu)造為區(qū)內(nèi)的主干控礦構(gòu)造。

2　礦床地質(zhì)特征

2.1控礦地質(zhì)條件

研究區(qū)螢石礦床的控礦條件較為簡(jiǎn)單，主要包括地層、構(gòu)造和巖漿巖三方面。

（1）地層條件：小北溝地區(qū)主要出露二疊系壽山溝組（P2ss）和侏羅系滿克頭鄂博組（J3m）（圖1），均為區(qū)域主要賦礦層位。壽山溝組主要巖性為灰色砂質(zhì)板巖、變質(zhì)粉砂巖及長(zhǎng)石砂巖；滿克頭鄂博組則主要由酸性火山巖及火山碎屑巖構(gòu)成，以凝灰?guī)r為主。二疊世的沉積地層對(duì)中生代成礦具有明顯的控制作用，如黃崗-甘珠爾廟復(fù)背斜北西翼發(fā)育碳酸鹽沉積，對(duì)應(yīng)發(fā)育多個(gè)矽卡巖型礦床；南東翼主要發(fā)育碎屑巖沉積，礦床類型則以熱液脈型和斑巖型為主［16］，包括小北溝螢石礦床在內(nèi)的絕大多數(shù)螢石礦床均分布在南東翼。二疊紀(jì)及侏羅紀(jì)（火山）沉積巖不僅是容礦圍巖，同時(shí)該地層中F、Ca等成礦元素具有較高的豐度值［17］，在成礦過(guò)程中經(jīng)流體交代淋濾作用帶入成礦熱液系統(tǒng)，因此也是重要的礦源層。

圖1　內(nèi)蒙古林西縣小北溝螢石礦床地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.1 Simplified geological map of Xiaobeigou fluorite deposit in Linxi，Inner Mongolia

（2）構(gòu)造條件：小北溝礦床的控礦斷裂呈現(xiàn)多組多方向性，但以近SN向規(guī)模最大，NNE-NE向次之，NW向控礦斷裂規(guī)模較小（圖2）。近 SN向連續(xù)性較好，延伸較遠(yuǎn)；其他方向（尤其是NNE -NE向）則主要呈現(xiàn)串珠狀、雁列式排列。控礦斷裂整體以壓性-壓扭性為主，螢石礦化脈多呈不規(guī)則透鏡狀、豆莢狀產(chǎn)出，斷續(xù)分布。比較而言，近南北向礦化脈規(guī)模更大，脈寬更為穩(wěn)定；而對(duì)于地表礦化，NNE-NE向礦化脈的礦化強(qiáng)度要大。

圖2　小北溝螢石礦床控礦斷裂走向玫瑰花圖Fig.2 Joint of ore controlling fractures of Xiaobeigou fluorite deposit in Linxi

（3）巖漿巖條件：林西地區(qū)絕大多數(shù)金屬-非金屬礦床與燕山期巖漿熱液活動(dòng)關(guān)系密切，許多與成礦有關(guān)的巖體屬火山-侵入雜巖體，包括火山巖、潛火山巖、超淺成-淺成侵入巖和深成侵入巖，在空間上緊密伴生。燕山期巖漿活動(dòng)，不僅可以為成礦物質(zhì)提供部分來(lái)源（尤其是F元素），同時(shí)由此產(chǎn)生的地?zé)岙惓：蜆?gòu)造動(dòng)力能夠加劇含礦地層中的礦質(zhì)活化遷移以及含礦熱流體的形成。林西地區(qū)燕山期花崗巖同位素年齡為127.2～169 Ma，主要呈巖株、巖基、巖墻及巖脈群產(chǎn)出，多與中生代火山巖相伴，形成時(shí)間稍晚于火山巖。研究區(qū)鄰區(qū)的水頭螢石礦床年齡為132 Ma（未發(fā)表資料），同期石英ESR年齡137 Ma左右［14］，巖漿巖形成年齡與成礦年齡的關(guān)系也暗示了螢石成礦作用與巖漿活動(dòng)具有密切聯(lián)系。

2.2礦（化）體特征

小北溝螢石礦床已揭露的工業(yè)礦體5個(gè)，本次資源潛力評(píng)價(jià)工作新發(fā)現(xiàn)礦化體6個(gè)，規(guī)模不一（圖1），主要受控于斷裂規(guī)模。礦（化）體形態(tài)以脈狀為主，次為網(wǎng)脈狀、豆莢狀、透鏡狀。礦體產(chǎn)狀與控礦斷裂產(chǎn)狀基本一致，亦有部分沿層間裂隙產(chǎn)出。礦體整體西傾，走向以近SN向?yàn)橹?，次為NNE向、NE向及NW向（圖2），傾角較陡，主體介于55°～75°。其中工業(yè)礦體以Ⅱ號(hào)礦體規(guī)模最大，平均走向39°，延伸近1 000 m，脈寬0.85～3.5 m，平均1.07 m，平均品位56.96%。新發(fā)現(xiàn)的礦化體主要分布在其間的空白區(qū)，呈近SN向分布，以Ⅶ號(hào)礦化體規(guī)模最大，走向353°～15°，脈體西傾，脈寬0.5～6 m，平均約2 m，整體延伸近3.5 km。其他礦化體如Ⅹ、Ⅴ號(hào)等地表延伸亦可達(dá)300～1 200 m，平均厚度大于1 m，規(guī)模可觀。地表螢石礦化多發(fā)育在靠近脈體頂?shù)装宓奈恢?，螢石一般為紫?淺黃色他形-自形粒狀結(jié)構(gòu)，團(tuán)塊狀、細(xì)網(wǎng)脈狀構(gòu)造，呈現(xiàn)螢石礦體硅質(zhì)頂蓋［18］的特征。

2.3礦石特征

本區(qū)螢石礦的礦石化學(xué)成分以CaF2和SiO2為主；不同礦段以及同一礦體空間不同部位，隨著礦物組合和圍巖夾石類型及其發(fā)育程度的差異會(huì)呈現(xiàn)一定的變化。在三源北溝礦段（Ⅱ號(hào)礦體為主）：CaF2平均為38.0%，SiO2平均為34.02%，CaCO3平均為3.51%，同時(shí)少量的S（0.29%）及P（0.07%）。馮家北溝礦段（Ⅷ、Ⅸ號(hào)礦體為主）：CaF2含量28.54% ～44.38%，平均35.31%；SiO2含量53.32% ～63.76%，平均60.23%；CaF2和SiO2含量呈消長(zhǎng)關(guān)系，二者含量占92%～95%，次要成分有Al2O3平均2.27%，F(xiàn)e2O3平均 0.99%，S平均0.022%，P平均0.014%，CaCO3平均0.49%。

區(qū)內(nèi)礦石組分相對(duì)簡(jiǎn)單，以螢石和石英為主，其他礦物如黃鐵礦、高嶺石、絹云母、綠泥石及部分鐵錳質(zhì)礦物等，一般含量較少。礦石類型以石英-螢石型和螢石-石英型為主。螢石顏色主要有綠色、紫色、肉紅色、無(wú)色和灰白色，以粗晶自形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)、細(xì)晶半自形-他形粒狀結(jié)構(gòu)為主，微晶他形粒狀結(jié)構(gòu)次之，螢石組構(gòu)特征在礦體的不同部位具有較大的差異性，在礦體中往往出現(xiàn)不同結(jié)構(gòu)的混雜。受本區(qū)多期多階段疊加成礦作用的影響，螢石構(gòu)造類型多樣，既可見含礦石英脈或螢石膠結(jié)圍巖（負(fù)角礫狀構(gòu)造），還可見晚階段的石英或螢石膠結(jié)圍巖以及早階段的螢石礦等（混角礫狀構(gòu)造），此外還發(fā)育塊狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造、環(huán)帶狀構(gòu)造、皮殼狀構(gòu)造、團(tuán)塊狀構(gòu)造和蜂窩狀構(gòu)造等。石英則以白色、乳白色和淺黃色為主，多呈半自形-他形粒狀集合體產(chǎn)出，在晶洞或張性裂隙空間中則呈梳狀產(chǎn)出，石英為礦體頂部的重要組分。

2.4圍巖蝕變

林西地區(qū)螢石礦床中的圍巖蝕變類型整體是一套中-低溫?zé)嵋何g變礦物組合，主要為硅化、高嶺土化，其次為綠泥石化、絹云母化、碳酸鹽化等，與林西地區(qū)其他螢石礦床類似［19］，硅化為本區(qū)最普遍且最強(qiáng)烈的蝕變類型，主要蝕變礦物為石英，從淺部到深部、礦體外圍到礦體中心，蝕變強(qiáng)度逐步減弱；高嶺土化、綠泥石化也是本區(qū)分布較廣泛的蝕變類型，多靠近礦體的頂板，而無(wú)螢石礦化的地方則少見，可以作為螢石礦的一種重要的找礦標(biāo)志，這一找礦標(biāo)志在國(guó)內(nèi)其他螢石礦床中亦有明顯體現(xiàn)［6，20-22］。

3　螢石礦（化）體垂向分帶特征

單一型螢石礦主要受斷裂系統(tǒng)控制，含礦熱流體在沿特定的構(gòu)造破碎空間上升侵位的過(guò)程中，由于溫度、壓力和成礦介質(zhì)等外界物理化學(xué)條件的變化，流體中各組分規(guī)律性的晶出沉淀并富集，同時(shí)受控礦斷裂的多次繼承性活動(dòng)及構(gòu)造脈動(dòng)性影響，往往導(dǎo)致成礦作用的多期多階段性疊加（或破壞），最終形成了礦體在垂向不同部位的礦脈形態(tài)、礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造、元素組合和圍巖蝕變等特征，呈現(xiàn)明顯差異［23］。徐旃章、張壽庭等通過(guò)對(duì)浙江地區(qū)400多個(gè)礦床的實(shí)地考察和研究，提出了螢石礦體的垂向分帶模式［18，24］，將礦體從上至下劃分為硅質(zhì)頂蓋、頭部礦體、中部礦體和尾部礦體4部分，該模式被應(yīng)用于中國(guó)東部多個(gè)地區(qū)螢石礦的勘查與評(píng)價(jià)工作，符合客觀地質(zhì)事實(shí)，取得了較好的地質(zhì)效果［23］。本文應(yīng)用該垂向分帶模式，結(jié)合研究區(qū)礦床地質(zhì)特征，初步總結(jié)研究區(qū)螢石礦體的垂向分帶特征。由于開采深度的限制，目前僅揭露了螢石礦（化）體頂蓋、頭部及中上部，以下簡(jiǎn)要闡述。

（1）硅質(zhì)頂蓋。硅質(zhì)頂蓋分布于礦體最上部，在研究區(qū)各螢石礦體中均發(fā)育，且保存較為完整，規(guī)模較大的硅質(zhì)頂蓋一般在地表形成脊骨狀地貌。硅質(zhì)頂蓋主要是由成礦早階段的硅質(zhì)組分組成，在硅質(zhì)頂蓋部位常發(fā)育格架狀、多孔狀等構(gòu)造，為本區(qū)螢石礦床的一個(gè)重要找礦標(biāo)志。根據(jù)硅質(zhì)頂蓋的礦化蝕變程度、脈體形態(tài)、礦物組合以及礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造等特征，自上而下又可以細(xì)分為3部分。

上部：硅質(zhì)頂蓋保存完好的情況下，上部主要為硅化蝕變帶（圖3a），地表一般可見明顯的脊骨狀突起，圍巖褪色現(xiàn)象明顯，基本保留原巖組構(gòu)特征，發(fā)育格架狀構(gòu)造（圖3b）。

中部：主要為石英網(wǎng)脈組成，脈體寬度相對(duì)較小，一般小于50 cm，但分布密度大，石英網(wǎng)脈膠結(jié)圍巖角礫，發(fā)育角礫狀構(gòu)造及網(wǎng)脈狀構(gòu)造（圖3c），在中部硅化脈與圍巖接觸帶附近偶爾可見小團(tuán)塊狀螢石礦化（圖3d）。

下部：由中部往下逐漸過(guò)渡到硅質(zhì)頂蓋下部，石英脈體規(guī)模明顯變大，硅化強(qiáng)度及硅化帶寬度均大于中部，硅化網(wǎng)脈穿插切割圍巖，呈現(xiàn)次生石英巖特征（圖3e）。該部分螢石礦化程度進(jìn)一步增強(qiáng)，螢石呈斑點(diǎn)狀、團(tuán)塊狀集合體及細(xì)脈狀（圖3f），礦化露頭發(fā)育多孔狀、蜂窩狀構(gòu)造。

礦體硅質(zhì)頂蓋自上而下，硅化強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，脈體寬度逐漸增大，脈體密度減?。坏V物（螢石、石英）結(jié)晶程度逐漸增高，整體以石英為主，螢石發(fā)育于中下部。

（2）頭部礦體。礦體的頭部，主要發(fā)育在主控礦斷裂上部低級(jí)別的次級(jí)構(gòu)造部位，所形成的礦脈寬度較窄，呈多條細(xì)脈狀而形成的脈體群（圖3g）。橫向上螢石礦化程度不均一，一般為中間礦化好、兩側(cè)礦化差，沿脈方向礦脈數(shù)量及單個(gè)礦脈厚度變化較大。礦物以石英和螢石為主，本區(qū)三源北溝礦段Ⅱ號(hào)礦體頭部整體品位較高。由于上部硅質(zhì)頂蓋的存在，往下形成了良好的封閉條件，成礦熱液溫度下降相對(duì)較慢，礦石多為塊狀、負(fù)角礫狀、網(wǎng)脈狀、正條帶狀構(gòu)造（圖3h）。

總體來(lái)說(shuō)，礦體頭部為硅質(zhì)頂蓋到螢石主礦體的過(guò)渡部位，從硅質(zhì)頂蓋到礦體的頭部，石英的含量逐漸減少，對(duì)應(yīng)螢石含量逐漸增加，礦石結(jié)構(gòu)從他形粒狀→他形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)→半自形結(jié)構(gòu)逐漸過(guò)渡，礦石構(gòu)造則由負(fù)角礫狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造→條帶狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造逐漸變化。

（3）中部礦體。該部分為礦脈的主體（圖3i），為螢石礦床的主體開采對(duì)象。該部位多為主控礦斷裂破碎帶賦礦空間的膨大部位，含礦熱液的容量大，溫度下降慢，結(jié)晶時(shí)間長(zhǎng)，形成主階段的產(chǎn)物（圖3j）。該部分厚度大于頭部礦體厚度，三源北溝2號(hào)礦體中部可達(dá)1～5 m，當(dāng)前僅開發(fā)到礦體的中上部。

礦石結(jié)構(gòu)以自形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)為主，礦石構(gòu)造以正條帶狀構(gòu)造、純條帶狀構(gòu)造、負(fù)角礫狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造為主。整體而言，相較于頭部礦體，CaF2組分逐漸增加，SiO2組分進(jìn)一步減少。

圖3　小北溝螢石礦床礦體垂向分帶特征（螢石垂向剖面示意圖據(jù)文獻(xiàn)［18］修編）Fig.3 Vertical zoning characteristics of Xiaobeigou fluorite deposit

4　淺覆蓋區(qū)的甚低頻電磁測(cè)量與預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)

研究區(qū)北段和南段基巖出露條件好，便于開展系統(tǒng)的地面調(diào)查工作，而中北部地區(qū)為第四系覆蓋，直接開展地質(zhì)調(diào)查工作難度較大。實(shí)際踏勘發(fā)現(xiàn)覆蓋層平均厚度大于5 m，而對(duì)覆蓋區(qū)段礦帶的空間展布特征的判析又是進(jìn)行下一步工程部署的關(guān)鍵。在淺覆蓋區(qū)的礦產(chǎn)勘查與評(píng)價(jià)實(shí)踐中，甚低頻電磁法（VLF-EM）具有輕便、快速、經(jīng)濟(jì)、高效等諸多優(yōu)點(diǎn)［25］，被廣泛應(yīng)用于識(shí)別礦化帶、構(gòu)造破碎帶、蝕變帶以及巖性分界面等［26-28］，尤其對(duì)淺覆蓋區(qū)脈狀礦體的勘查作用明顯，在內(nèi)蒙古多個(gè)地區(qū)取得了很好的應(yīng)用效果［26，29-32］，即使對(duì)寬度較?。? m左右），有一定延伸的礦（化）體、構(gòu)造蝕變帶也是如此［33］。

4.1甚低頻電磁法（VLF-EM）簡(jiǎn)介

甚低頻電磁法（VLF-EM）屬于一種被動(dòng)源電磁勘探方法，主要通過(guò)探獲地下局部電性差異或構(gòu)造的異常信息，進(jìn)而揭示異常體的空間展布和變化規(guī)律。在實(shí)際應(yīng)用中，為排除其他地質(zhì)因素的干擾，突出異常形態(tài)，常利用Fraser濾波對(duì)磁傾角進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，計(jì)算公式為

Fn+2，n+1=（Dn+3+Dn+2）-（Dn+1+Dn），

式中：n為采樣點(diǎn)的編號(hào)；D為磁傾角測(cè)量值；F為Fraser濾波值。經(jīng)Fraser濾波計(jì)算，傾角值異常曲線中的零交點(diǎn)或者拐點(diǎn)便轉(zhuǎn)換成為F值異常曲線的極大值，此極大值便與低阻異常體相對(duì)應(yīng)。

螢石、石英礦脈雖然屬于高阻異常體，但是其受斷裂構(gòu)造帶控制，又經(jīng)過(guò)成礦期后構(gòu)造對(duì)礦脈的影響，容礦構(gòu)造和其他斷裂構(gòu)造往往含有較多的裂隙水、斷層泥和礦化蝕變產(chǎn)物等，使其在總體上與圍巖相比具有較低的電阻率特征，對(duì)應(yīng)F值異常曲線的峰值。

4.2工程布置及結(jié)果分析

本次工作選用儀器為重慶地質(zhì)儀器廠生產(chǎn)的DDS-2型甚低頻儀。掃面工作布置在三源北溝礦段和馮家北溝礦段之間的淺覆蓋區(qū)。根據(jù)礦體的主體走向（近SN-NNE向），測(cè)量電臺(tái)選擇澳大利亞長(zhǎng)波臺(tái)（NWC 22.3 kHz）為場(chǎng)源，測(cè)線布置原則是與礦區(qū)含礦構(gòu)造帶方向近于垂直，測(cè)線走向?yàn)?0°，剖面測(cè)量點(diǎn)距為10 m，系統(tǒng)掃面線距為100 m，布置測(cè)線12條（1～23線），線長(zhǎng)為1 000 m，為避免礦部電路影響，舍棄1線、3線測(cè)量數(shù)據(jù)。總有效測(cè)點(diǎn)數(shù)為1 010個(gè)，工程覆蓋主要控礦構(gòu)造可能分布的區(qū)域，并具備一定的外延，且測(cè)量工作嚴(yán)格按照甚低頻儀器的操作規(guī)范，測(cè)量結(jié)果可靠。

對(duì)極化橢圓傾角D值進(jìn)行Fraser濾波和線性濾波處理，并得到等效電流密度值。逐一對(duì)各勘探線甚低頻數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，以9號(hào)勘探線為例（圖4），結(jié)合實(shí)際地質(zhì)特征進(jìn)行甚低頻異常分析：

1）0～420 m為覆蓋層，相對(duì)較厚，D值未出現(xiàn)負(fù)值，300 m附近存在兩個(gè)零值點(diǎn)，但Fraser濾波值波動(dòng)比較大，未出現(xiàn)對(duì)應(yīng)的極大值，而是呈現(xiàn)零值點(diǎn)對(duì)應(yīng)，推測(cè)可能是小型斷裂或巖脈影響導(dǎo)致。

2）500 m附近，D為零交點(diǎn)，F(xiàn)值對(duì)應(yīng)為極大值，等效電流密度圖上顯示為高值，高值東西兩側(cè)均為明顯低值，顯示了物性的較大差異，綜合判斷該處為低阻異常帶。

3）610 m附近，此處為地表礦化脈露頭，D值為零值點(diǎn)，F(xiàn)值對(duì)應(yīng)峰值，電流密度等值線圖上對(duì)應(yīng)高值，與兩側(cè)圍巖的D值、F值及等效電流密度值均存在明顯差異，物探異常與地表露頭具有極好的一致性，肯定了該方法定位隱伏斷裂帶的可行性。

4）800 m附近，F(xiàn)值對(duì)應(yīng)最大峰值，D值對(duì)應(yīng)零值，對(duì)應(yīng)電流密度值為高值，且D值與F值曲線在700～850 m斜率較大，變化幅度明顯，推測(cè)該處為隱伏斷裂帶，為該區(qū)一條北東向礦脈向西南方向的延伸。

其他各線的甚低頻異常解釋與上述分析類似，9號(hào)線已知礦（化）體與甚低頻低阻異常具有很好的一致性，甚低頻電磁法對(duì)低阻異常帶有著較明顯的反映，可以預(yù)測(cè)和定位研究區(qū)內(nèi)低阻異常體。后期通過(guò)野外踏勘，并結(jié)合地質(zhì)資料對(duì)異常進(jìn)行檢查，可以進(jìn)一步判定礦致異常與非礦致異常。

圖4　小北溝礦床9號(hào)線　VLF-EM異常綜合剖面Fig.4 VLF-EM profiles of Line 9 in Xiaobeigou fluorite deposit a—地質(zhì)剖面圖；b—等效電流密度圖；c—D，F(xiàn)剖面圖

4.3淺覆蓋區(qū)隱伏斷裂推斷

在單條勘探線分析的基礎(chǔ)上，利用Surfer軟件將10條勘探線Fraser濾波值生成等值線圖，并與小北溝淺覆蓋區(qū)地形地質(zhì)圖進(jìn)行綜合（圖5），推測(cè)已知控礦斷裂在淺覆蓋區(qū)的延伸情況，從而評(píng)價(jià)礦體的連續(xù)性。

圖5　小北溝礦床淺覆蓋區(qū)地質(zhì)和　VLF-EM平面異常解譯圖Fig.5 Geological and VLF-EM anomaly map in shallow overburden areas of Xiaobeigou fluorite deposit

前已敘及，F(xiàn)raser高值區(qū)域表示低阻異常體的存在位置。主礦化脈（Ⅶ號(hào)）平均厚度約2 m，南段斷續(xù)出露地表，中北段為第四系覆蓋，經(jīng)實(shí)地調(diào)查推測(cè)埋藏深度約為5～20 m，在圖5中所示的VLF-EM平面圖上呈現(xiàn)明顯帶狀分布的高值異常，指示測(cè)區(qū)近南北向的主礦化Ⅶ號(hào)脈在淺覆蓋區(qū)連續(xù)性較好，南北兩端礦化段的礦化特征、礦體產(chǎn)狀、礦石組構(gòu)等具有相似性，推斷近南北向主礦化脈與三源北溝西側(cè)礦化脈應(yīng)為同一礦帶。實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，北段單礦脈規(guī)模小于南段主礦化脈，并依據(jù)甚低頻異常等值線推斷Ⅶ號(hào)礦（化）體北段具有分叉現(xiàn)象，整體由南向北呈現(xiàn)樹枝狀展布，覆蓋區(qū)異常帶的分布規(guī)律與礦（化）體整體西傾的地質(zhì)事實(shí)相吻合。位于Ⅶ號(hào)礦（化）體東側(cè)的Ⅵ號(hào)礦（化）體規(guī)模相對(duì)較小，脈寬0.5～1 m，斷續(xù)出露地表。其南部在地表可見較強(qiáng)的螢石礦化，往北逐漸過(guò)渡為0.5～0.8 m的網(wǎng)脈帶，在圖5中未見明顯的異常反應(yīng)，推測(cè)其往北段的延伸有限，或是脈體呈網(wǎng)脈狀分散致使寬度變小進(jìn)而導(dǎo)致識(shí)別效果不明顯。Ⅵ號(hào)和Ⅶ號(hào)礦（化）體之間還存在NNE-NE向分布的帶狀高值異常區(qū)，應(yīng)為沖溝引起。通過(guò)甚低頻掃面工作，基本確定了主礦化體（Ⅷ號(hào)）南北礦段的連續(xù)性，呈近南北向延伸大于3 km，為后期深部工程部署提供了依據(jù)。

5　找礦潛力分析及找礦建議

（1）從中國(guó)螢石礦床分布特征［34］來(lái)看，熱液脈型螢石礦床一般具有集中產(chǎn)出的特點(diǎn)，往往成群成帶分布。林西地區(qū)螢石資源豐富，尤其在研究區(qū)所在的林西縣中西部聚集，并對(duì)應(yīng)區(qū)域Ca與F元素地球化學(xué)疊合異常高值［17］。該區(qū)燕山期構(gòu)造-巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，控礦構(gòu)造方向?yàn)镾N-NNE向，與區(qū)域螢石礦主控礦構(gòu)造方向一致，具備中大型螢石礦產(chǎn)出的地質(zhì)條件。

（2）實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)北部三源北溝礦段、南部馮家北溝礦段與新發(fā)現(xiàn)的小北溝遠(yuǎn)景區(qū)地質(zhì)特征相似，空間關(guān)系密切，礦化分帶特征明顯。實(shí)際開采的平硐（南、北礦帶均有工程）揭露深部礦脈厚度可達(dá)1～5 m，礦石品位大于50%，揭露深度約60 m。在三源北溝礦段中北部實(shí)施了2個(gè)鉆孔工程（編號(hào)ZK2-1、ZK2-2），ZK2-1孔深95 m，分別在51.7～53.7、88.2～90.2 m見螢石礦脈；ZK2-2孔深107.9 m，分別在85～86.6、87～91 m（含夾石）見螢石礦脈，平均品位大于30%，當(dāng)前工程已揭露至礦體頭部-中上部。南、北礦段深部礦化特征的初步工程驗(yàn)證對(duì)研究區(qū)整個(gè)礦（化）帶的深部含礦性具有積極的指示作用。

（3）根據(jù)整個(gè)礦（化）帶的硅質(zhì)頂蓋特征對(duì)比、礦（化）體形態(tài)規(guī)模、礦石組構(gòu)特征，地表礦化線索以及甚低頻異常等信息，推測(cè)空白區(qū)新發(fā)現(xiàn)的Ⅶ號(hào)礦（化）體應(yīng)為該礦床的主礦體，其規(guī)模可能遠(yuǎn)大于南、北礦段礦體?？瞻讌^(qū)新發(fā)現(xiàn)的礦（化）體延續(xù)性好，在該礦化體南部溝谷中（與硅質(zhì)頂蓋高差約100 m）可見分異較好的螢石，進(jìn)一步指示深部具有極大的含礦潛力，若深部礦（化）脈穩(wěn)定，該區(qū)螢石礦資源量將可達(dá)大型規(guī)模。該區(qū)深部的含礦性工程驗(yàn)證為后期勘查工作的重點(diǎn)，且中間空白區(qū)礦（化）體深部應(yīng)為工程優(yōu)先查驗(yàn)的對(duì)象。

［1］吳自強(qiáng)，謝從智，殷昌平，等.中國(guó)螢石礦床地質(zhì)與勘查［M］.北京：地質(zhì)出版社，1989.

［2］王吉平，商朋強(qiáng)，熊先孝，等.中國(guó)螢石礦床分類［J］.中國(guó)地質(zhì)，2014，41（2）：315-325.

［3］王文利，白志民.中國(guó)螢石資源及產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀［J］.金屬礦山，2014（3）：1-9.

［4］張壽庭，曹華文，鄭硌，等.內(nèi)蒙古林西水頭螢石礦床成礦流體特征及成礦過(guò)程［J］.地學(xué)前緣，2014，21（5）：31-40.

［5］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 ［J］.礦床地質(zhì)，2008，27（1）：1-13.

［6］許東青，聶鳳軍，江思宏，等.內(nèi)蒙古敖包吐螢石礦床地質(zhì)和地球化學(xué)特征［J］.地球?qū)W報(bào)，2008，29（4）：440-450.

［7］曹華文，張壽庭，高永璋，等.內(nèi)蒙古林西螢石礦床稀土元素地球化學(xué)特征及其指示意義［J］.地球化學(xué)，2014，43（2）：131-140.

［8］Seng?r A M C，Natal'ln B A，Burtman V S.Evolution of the Altaid tectonic collage and Palaeozoic crustal growth in Eurasia［J］.Nature，1993，364：299-307.

［9］陳衍景.中國(guó)西北地區(qū)中亞型造山—成礦作用的研究意義和進(jìn)展［J］.高校地質(zhì)學(xué)報(bào)，2000，6（1）：17-22.

［10］陳衍景，翟明國(guó)，蔣少涌.華北大陸邊緣造山過(guò)程與成礦研究的重要進(jìn)展和問(wèn)題 ［J］.巖石學(xué)報(bào)，2009，25（11）：2695-2726.

［11］翟明國(guó)，朱日祥，劉建明，等.華北東部中生代構(gòu)造體制轉(zhuǎn)折的關(guān)鍵時(shí)限［J］.中國(guó)科學(xué)：地球科學(xué)，2003，33（10）：913-920.

［12］毛景文，謝桂青，張作衡，等.中國(guó)北方中生代大規(guī)模成礦作用的期次及其地球動(dòng)力學(xué)背景［J］.巖石學(xué)報(bào)，2005，21（1）：169-188.

［13］李福來(lái)，曲希玉，劉立，等.內(nèi)蒙古東北部上二疊統(tǒng)林西組沉積環(huán)境［J］.沉積學(xué)報(bào)，2009，27（2）：265-272.

［14］曹華文，張壽庭，鄒灝，等.內(nèi)蒙古林西螢石礦床石英ESR年齡及其地質(zhì)意義 ［J］.現(xiàn)代地質(zhì)，2013，27（4）：888-894.

［15］Jian P，Liu D Y，Kr?ner A，et al.Evolution of a Permian intraoceanic arc-trench system in the Solonker suture zone，Central Asian Orogenic Belt，China and Mongolia［J］. Lithos，2010，118：169-190.

［16］芮宗瑤，施林道，方如恒，等.華北陸塊北緣及鄰區(qū)有色金屬礦床地質(zhì)［M］：北京：地質(zhì)出版社，1994.

［17］陳敏.赤峰地區(qū)螢石礦成礦特征及綜合信息成礦預(yù)測(cè)研究 ［D］.北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京），2011.

［18］張壽庭，李忠權(quán)，徐旃章.浙江武義盆地中段螢石礦體垂向分帶特征與規(guī)律 ［J］.西南工學(xué)院學(xué)報(bào)，1997，12（4）：52-59.

［19］曾昭法，曹華文，高峰，等.內(nèi)蒙古林西地區(qū)螢石礦床流體包裹體研究［J］.地球化學(xué)，2013，42（1）：73-81.

［20］趙省民，聶鳳軍，江思宏，等.內(nèi)蒙古東七一山螢石礦床的稀土元素地球化學(xué)特征及成因［J］.礦床地質(zhì)，2002，21（3）：311-317.

［21］曹俊臣.中國(guó)螢石礦床分類及其成礦規(guī)律［J］.地質(zhì)與勘探，1987，23（3）：12-17.

［22］楊濟(jì)民.浙江東部螢石礦成礦規(guī)律探討［J］.礦產(chǎn)與地質(zhì)，2013，27（2）：169-172.

［23］徐旃章，張壽庭.浙江省螢石礦時(shí)空演化序列與典型螢石礦田的剖析與評(píng)價(jià)［M］：北京：地質(zhì)出版社，2013.

［24］徐旃章，吳志俊，張壽庭，等.浙江省螢石礦成礦規(guī)律與成礦預(yù)測(cè)［M］：成都：四川科學(xué)技術(shù)出版社，1991.

［25］張壽庭，徐旃章，鄭明華.甚低頻電磁法在礦體空間定位預(yù)測(cè)中的應(yīng)用 ［J］.地質(zhì)科技情報(bào)，1999，18（4）：85 -88.

［26］徐毅，張壽庭，高陽(yáng).甚低頻電磁法在哈爾楚魯圖銀-多金屬礦區(qū)控礦構(gòu)造特征分析中的應(yīng)用［J］.大地構(gòu)造與成礦學(xué)，2008，32（2）：212-217.

［27］董英君，王戈，宋玉坤，等.甚低頻電磁法在草原覆蓋區(qū)礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用 ［J］.礦床地質(zhì)，2008，27（1）：49-56.

［28］方乙，鄒灝，王光凱，等.甚低頻電磁法在螢石礦床勘查中的應(yīng)用——以內(nèi)蒙古林西俄力木臺(tái)螢石礦為例［J］.桂林理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，33（2）：246-251.

［29］張壽庭，萬(wàn)志民，李永兵，等.甚低頻在哈爾楚魯圖銀-多金屬礦隱伏礦體定位預(yù)測(cè)中的應(yīng)用［J］.礦床地質(zhì)，2006，25（S1）：503-506.

［30］方乙，張壽庭，鄒灝，等.淺覆蓋區(qū)螢石礦綜合勘查方法研究——以內(nèi)蒙古林西賽波蘿溝門螢石礦為例［J］.成都理工大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2014，41（1）：94-101.

［31］王光凱.甚低頻電磁法在內(nèi)蒙古赤峰淺覆蓋區(qū)螢石礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用［D］.北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京），2013.

［32］夏炳衛(wèi)，曹華文，裴秋明，等.VLF-EM和EH4在淺覆蓋區(qū)螢石礦床勘查中的應(yīng)用——以林西水頭螢石礦區(qū)為例［J］.桂林理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2016，36（2）：228-233.

［33］白大明，聶鳳軍，江思宏.甚低頻電磁法對(duì)脈狀礦床勘查評(píng)價(jià)的意義——以金、鉛鋅（銀）和螢石礦為例 ［J］.礦床地質(zhì)，2002，21（4）：408-413.

［34］王吉平，商朋強(qiáng)，熊先孝，等.中國(guó)螢石礦成礦規(guī)律［M］.北京：地質(zhì)出版社，2014.

Features and potential analysis of Xiaobeigou fluorite deposit in Linxi，Inner Mongolia

PEI Qiu-ming1，ZHANG Shou-ting1，CAO Hua-wen2，WANG Liang1，HAN Shu-he3，WU Zong-lin1，XIA Bing-wei1
（1.School of Earth Sciences and Resources，China University of Geosciences，Beijing 100083，China；2.Chengdu Center，China Geological Survey，Chengdu 610081，China；3.Chifeng Municipal Bureau of Land and Resources，Chifeng 024000，China）

Based on geological field investigation，we present the metallogenic background，detailed geological characters of Xiaobeigou deposit，and geophysical anomalies delineated by the very low frequency electromagnetic method（VLF-EM）and to discuss the prospecting potential with these data.So far，eleven fluorite orebodies（including mineralized bodied）with different scales and shapes have been found，which are strictly controlled by SN-NNE structures.The ore minerals are dominated by fluorite and quartz.Silicification，kaolinization and chloritization alteration spread in the wall rock.Xiaobeigou fluorite deposit is of hydrothermal-filled vein type. Vertical zoning of orebodies are observed，and characterized by regular variations of the vein shapes，mineralization degree，ore fabric and mineral assemblage from the top down.The VLF-EM survey under shallow overlay shows that No.Ⅶmineralization body with good continuity is the largest in the area.Combined with mineralization characteristics of fluorite orebody revealed by the drift and drilling engineering，we conclude that this area has considerable prospecting potential at depth.And our priorities in the following project should focus on the depth of No.Ⅶmineralization ore body.

fluorite deposit；vertical zoning pattern；VLF-EM；prospecting potential；Linxi；Inner Mongolia

P619.215；P631.325；

A

1674-9057（2016）03-0426-09

10.3969/j.issn.1674-9057.2016.03.003

2015-10-10

中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金項(xiàng)目（2652015398）；內(nèi)蒙古林西縣人民政府資助項(xiàng)目 （2-7-2011-04）

裴秋明 （1989—），男，博士研究生，研究方向：礦產(chǎn)資源勘查與評(píng)價(jià)，peiqm2010@163.com。

曹華文，博士，助理研究員，caohuawen1988@126.com。

引文格式：裴秋明，張壽庭，曹華文，等.內(nèi)蒙古林西地區(qū)小北溝螢石礦床地質(zhì)特征及找礦潛力分析［J］.桂林理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2016，36（3）：426-434.