內(nèi)蒙古扎魯特旗富裕屯礦區(qū)地質(zhì)特征及礦物賦存狀態(tài)研究

馮勇達(dá)，張寶印，崔殊皓

(內(nèi)蒙古自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局一○八隊，內(nèi)蒙古 赤峰 024000)

1 區(qū)域地質(zhì)

內(nèi)蒙古扎魯特旗富裕屯礦區(qū)大地構(gòu)造位置屬大興安嶺弧盆系與松遼地塊交匯部位，晚三疊世以來大地構(gòu)造單元屬于中國東部造山-裂谷系(T3-Q)(Ⅰ級)，二級構(gòu)造單元屬大興安嶺巖漿弧(T3-Q)(Ⅱ級)，三級構(gòu)造單元屬錫林浩特俯沖-碰撞型火山-侵入巖帶(J-K)(Ⅲ級)。區(qū)內(nèi)中新生代地層為濱太平洋地層區(qū)，大興安嶺-燕山地層分區(qū)，烏蘭浩特-赤峰地層小區(qū)。

2 勘查區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)出露地層有侏羅系上統(tǒng)瑪尼吐組(J3mn)、白堊系下統(tǒng)白音高老組上段(K1b2)及第四系全新統(tǒng)(Qh)。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)出露地層為單斜產(chǎn)出，褶皺構(gòu)造不發(fā)育。發(fā)育有多條斷裂構(gòu)造，斷裂構(gòu)造主要為北西向、次為近南北向，被螢石礦體和閃長玢巖脈充填。其中北西向斷裂構(gòu)造為礦區(qū)主要控礦、容礦構(gòu)造，地表呈舒緩波狀、具收縮膨大特征，在瑪尼吐組和白音高老組上段兩組地層中均有發(fā)育。

2.3 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)侵入巖不發(fā)育，僅在礦區(qū)西部發(fā)育有閃長玢巖脈，主要發(fā)育在流紋質(zhì)巖屑晶屑凝灰?guī)r內(nèi)；礦區(qū)內(nèi)火山巖廣泛發(fā)育，主要為晚侏羅系世瑪尼吐期火山巖和早白堊世白音高老期火山巖，為一套中性-酸性火山巖巖石組合。

2.4 礦化蝕變及圍巖蝕變

2.4.1 變質(zhì)作用。礦區(qū)內(nèi)變質(zhì)作用分為動力變質(zhì)作用和熱液變質(zhì)作用。①動力變質(zhì)作用主要產(chǎn)于斷裂構(gòu)造帶內(nèi)，帶內(nèi)發(fā)育構(gòu)造角礫巖、構(gòu)造碎裂巖、斷層泥等，以脆性變形為主，角礫呈棱角狀，基本無定向性，大小不等，角礫之間泥質(zhì)、鈣質(zhì)等膠結(jié)。②熱液變質(zhì)作用與火山作用和動力變質(zhì)作用密切相關(guān)，主要發(fā)育于斷裂構(gòu)造帶內(nèi)及其上、下盤的圍巖中，伴隨巖漿作用和(含礦)熱液的貫入而發(fā)生，主要為螢石礦化、硅化、高嶺土化、碳酸鹽化等，圍巖及其附近主要為硅化、褐鐵礦化等。

2.4.2 圍巖蝕變。礦區(qū)內(nèi)圍巖蝕變主要發(fā)育于礦體上下盤，沿礦體呈線狀分布，距離越遠(yuǎn)圍巖蝕變越弱，主要為硅化、高嶺土化、弱褐鐵礦化、螢石礦化等。①硅化：灰白色、煙灰色，地表及巖心普遍可見，呈細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀穿插到圍巖當(dāng)中，硅化較強部位巖石硬度增大，成為硅質(zhì)巖或者石英脈、硅化帶等，可作為螢石礦體重要找礦標(biāo)志。②螢石礦化：白色、淺紫色等，地表少見，主要見于巖心中，以細(xì)脈狀滲入圍巖之中，品位低，構(gòu)不成礦體，但可作為螢石礦體重要找礦標(biāo)志。③褐鐵礦化：發(fā)生在地表，鉆孔巖心淺部少見，呈紅褐色、淺黃褐色等，常與硅化共生。④高嶺土化：地表及巖心普遍可見，以白色粉末狀、土狀分布在礦體邊緣及附近，主要在坑道中礦體上盤圍巖常見。⑤黃鐵礦化：主要見于鉆孔巖心中，呈浸染狀、細(xì)脈狀分布，可見立方體顆粒，晶型較好。

3 礦床地質(zhì)特征

礦區(qū)發(fā)現(xiàn)螢石礦體，礦體賦存在侏羅系上統(tǒng)瑪尼吐組安山巖和白堊系下統(tǒng)白音高老組上段(K1b2)流紋質(zhì)巖屑晶屑凝灰?guī)r、流紋巖內(nèi)，受北西向、近南北向構(gòu)造帶控制。螢石礦體出露在礦區(qū)中東部，礦體在傾斜方向上呈陡傾的脈狀，連續(xù)性較好，有膨大縮小現(xiàn)象。

3.1 礦石組分

礦石的物質(zhì)組成簡單，礦石礦物為螢石，脈石礦物主要為石英，少量黏土礦物、褐鐵礦、黃鐵礦等。

3.1.1 螢石。常見為灰白色、無色，局部呈淡紫色調(diào)，綠色少見，螢石呈半自形-他形粒狀結(jié)構(gòu)，集合體聚集呈塊狀、脈狀、角礫狀分布于構(gòu)造帶內(nèi)，富集部位可見結(jié)晶程度較好的螢石八面體集合體，其間含有空洞，局部被方解石、石英膠結(jié)呈角礫狀，與圍巖接觸部位呈條帶狀。

3.1.2 石英。為白色、煙灰色、無色等，油質(zhì)光澤，塊狀構(gòu)造，呈細(xì)脈狀、角礫狀、致密塊狀、局部放射狀分布于構(gòu)造帶內(nèi)，多呈不規(guī)則粒狀變晶，部分呈板條狀、條柱狀半自形晶，局部以集合體聚集成團(tuán)塊狀、填隙狀分布螢石粒間。

3.1.3 褐鐵礦。為淺黃褐色-紅褐色，分布在螢石、石英角礫之間裂隙中，呈粉末狀。

3.1.4 黏土礦物。呈白色粉末狀、土狀不均勻分布在螢石、石英等角礫之間裂隙中，為隱晶質(zhì)集合體。

3.1.5 黃鐵礦。呈浸染狀、細(xì)脈狀分布在螢石礦體內(nèi)部，可見立方體顆粒，晶型較好。

3.2 礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造

3.2.1 礦石結(jié)構(gòu)。主要有自形-他形晶粒狀結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)。

半自形-他形粒狀結(jié)構(gòu)：由半自形-他形粒狀螢石集合體聚集成塊狀，螢石晶粒0.16 mm～4.4 mm，晶體為八面體，玻璃光澤，斷口不規(guī)則，性脆。

碎裂結(jié)構(gòu)：為構(gòu)造活動下的產(chǎn)物，表現(xiàn)為早期形成螢石受構(gòu)造應(yīng)力作用而被壓碎呈碎裂狀、棱角狀碎塊，大小不等，碎塊之間位移不大，可拼接，排列無定向性。

3.2.2 礦石構(gòu)造。主要為塊狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造，次為條帶狀構(gòu)造。

塊狀構(gòu)造：礦石呈致密塊狀，多為無色、灰白色、淺色調(diào)，由半自形-他形粒狀螢石集合體緊密鑲嵌而成，螢石晶粒大小不等，最大可達(dá)1 cm～2 cm。

角礫狀構(gòu)造：螢石呈角礫狀，被后期硅質(zhì)、泥質(zhì)膠結(jié)，螢石的顏色多樣，以灰白色為主，其次為淡紫色、淺綠色等。

條帶狀構(gòu)造：由不同顏色(灰白色、淺紫色、淡綠色)螢石和硅質(zhì)脈相間排列，形成條帶狀構(gòu)造，偶見由紫色和白色螢石相間排列，局部見于礦體與圍巖接觸部位。

3.3 礦石工業(yè)類型

根據(jù)礦區(qū)內(nèi)礦石光譜半定量分析結(jié)果和礦石化學(xué)全分析結(jié)果，礦石化學(xué)成分主要為CaF2、SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaCO3，其次為Na2O、K2O、MgO、S、TiO2、P等，其他化學(xué)組分微量；其中CaF2為主要有益組分，有害組分SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaCO3、S、P等。基本達(dá)到冶金、化工、建材、機械等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(YB/T 5217-2005)螢石塊礦(FL-65)化學(xué)成分品質(zhì)要求。礦石礦物成分較簡單，礦石主要由螢石、石英組成，另有少量黏土礦物等。礦石主要有用礦物為螢石，其他組分均未達(dá)到綜合利用指標(biāo)。針對礦石性質(zhì)，選礦試驗主要進(jìn)行浮選工藝流程試驗。該區(qū)螢石礦石可浮性較好，屬于易選礦石。

3.4 礦石共伴生礦產(chǎn)綜合評價

3.4.1 共生礦產(chǎn)。礦區(qū)內(nèi)高嶺土礦體與螢石礦體為異體共生礦產(chǎn)，高嶺土礦規(guī)模較小，不具單獨開采利用價值，并且高嶺土礦屬黏土礦物，為螢石礦體中有害組分，對螢石礦選礦有一定影響。

3.4.2 伴生礦產(chǎn)。根據(jù)礦石化學(xué)全分析、組合分析結(jié)果顯示，礦石化學(xué)成分主要為CaF2、SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaCO3，其次為Na2O、K2O、MgO、S、TiO2、P等，其他化學(xué)組分微量，Pb、Zn、Cu等金屬元素含量低，均未達(dá)到伴生利用指標(biāo)。

3.5 礦體圍巖

礦區(qū)礦體圍巖為安山巖和流紋質(zhì)巖屑晶屑凝灰?guī)r、流紋巖，礦體與圍巖界線清晰，圍巖蝕變主要為硅化、高嶺土化、褐鐵礦化等，按照工業(yè)指標(biāo)及礦體圈定原則，礦區(qū)內(nèi)高嶺土、螢石礦體均無可剔除夾石。

4 控礦因素

礦體均賦存于斷裂構(gòu)造帶內(nèi)，受構(gòu)造斷裂帶控制，呈脈狀產(chǎn)出，沿走向、傾向連續(xù)性較好，圍巖為侏羅系上統(tǒng)瑪尼吐組安山巖、白堊系下統(tǒng)白音高老組上段流紋質(zhì)巖屑晶屑凝灰?guī)r、流紋巖圍巖蝕變主要為硅化、褐鐵礦化、高嶺土化等，礦體與圍巖界線清晰。

5 礦體成因

礦區(qū)位于內(nèi)蒙古東部螢石礦成礦帶，屬濱太平洋成礦域大興安嶺成礦省，礦區(qū)內(nèi)火山活動強烈，火山巖發(fā)育，為晚侏羅系世瑪尼吐期中性火山巖安山巖和早白堊世白音高老期酸性火山巖流紋質(zhì)巖屑晶屑凝灰?guī)r、流紋巖，強烈的火山作用為地下熱水萃取F、Ca成為含礦熱液提供了熱源，北西向、近南北向的斷裂構(gòu)造為含礦熱液的運移和富集提供了必要的通道和場所，礦區(qū)內(nèi)螢石礦體就是產(chǎn)于火山巖的斷裂構(gòu)造中，呈陡斜脈狀，其規(guī)模、形態(tài)受斷裂帶控制，局部呈平行脈狀分布與圍巖界線清晰，圍巖蝕變有硅化、高嶺土化及褐鐵礦化等，礦石礦物組合簡單，主要為螢石，礦床類型為硅酸鹽巖石中的充填型脈狀螢石礦床，屬巖漿熱液充填型礦床，成礦時代為燕山晚期。

中生代以來，礦區(qū)及周邊巖漿活動頻繁，火山活動劇烈，形成了晚侏羅世滿克頭鄂博期、瑪尼吐期，早白堊世白音高老期及梅勒圖期火山巖，為一套酸性-中性—酸性-中基性的火山巖石組合，中生代火山作用與深成巖漿為同源巖漿，具有提供成礦物質(zhì)、運移載體以及可以溶析或置換圍巖中有用元素的巨大熱能，包括在其噴溢、爆發(fā)、噴發(fā)—沉積以及氣化—熱液活動過程中使有用組分富集的火山成礦作用。火山作用及其周邊斷裂構(gòu)造帶為含礦熱液運移和賦存提供了必要的條件，礦區(qū)及其周邊螢石礦找礦潛力巨大。

6 結(jié)束語

礦區(qū)地表及地表以下中淺部主要以巖漿期后熱液型(或脈型)礦床為主，而勘查區(qū)中—深部鉬礦成因類型為巖漿期后熱液型(或脈型)+斑巖型。通過系統(tǒng)的研究分析，總結(jié)出富裕屯礦區(qū)分布范圍和賦礦規(guī)律，為區(qū)域研究礦物賦存狀態(tài)提供了有利依據(jù)。