內(nèi)蒙古正藍(lán)旗民樂(lè)北山螢石礦成礦地質(zhì)特征及找礦方向

賴木收 劉仲光

（1.中鋼礦業(yè)開(kāi)發(fā)有限公司；2.中鋼集團(tuán)赤峰金鑫礦業(yè)有限公司）

隨著世界氟化工的快速發(fā)展，氟化工行業(yè)以其產(chǎn)品具有高性能、高附加值而被譽(yù)為“黃金產(chǎn)業(yè)”［1］。螢石主要成分為氟化鈣（CaF2），是工業(yè)上提取氟的主要來(lái)源，主要用作制造氫氟酸及煉鋼的助熔劑等，廣泛用于航天、航空、制冷、醫(yī)藥、農(nóng)藥、防腐、滅火、電子、電力、機(jī)械和原子能等多個(gè)領(lǐng)域，具有重要的戰(zhàn)略意義，隨著世界工業(yè)和科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展，螢石需求量也逐年上升。

我國(guó)螢石在國(guó)際上具有重要地位，螢石資源極為豐富，產(chǎn)量也非常大，以全球占比13.5%的儲(chǔ)量生產(chǎn)了全球57.1%的產(chǎn)量，靜態(tài)保障年限低，2019年我國(guó)螢石靜態(tài)保障年限僅為10.5 a，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于全球44.3 a的靜態(tài)保障年限［2］。同時(shí)我國(guó)螢石出口量占世界出口貿(mào)易量的40%～50%，無(wú)論產(chǎn)量還是出口量，我國(guó)均占第一，也由此造成過(guò)去多年螢石的過(guò)度開(kāi)采、過(guò)度出口，即使是規(guī)模小、品位低的螢石礦資源也逐漸被開(kāi)發(fā)利用，螢石資源危機(jī)已迫在眉睫。

為保障螢石資源安全以及戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，國(guó)家先后將螢石納入類稀土管理、列入戰(zhàn)略性礦產(chǎn)目錄，作為礦產(chǎn)資源宏觀調(diào)控和管理的重點(diǎn)對(duì)象［3］，將螢石定位為“可用盡且不可再生的寶貴資源”。《中國(guó)氟化工行業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》中，螢石已被列為轉(zhuǎn)型升級(jí)、創(chuàng)新發(fā)展的主要資源［4］。加大螢石礦資源的地質(zhì)勘查，尋找新的螢石礦床作為后續(xù)接替資源成為當(dāng)前一段時(shí)間內(nèi)螢石資源勘查與開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

內(nèi)蒙古正藍(lán)旗民樂(lè)北山地區(qū)位于內(nèi)蒙古中部地槽褶皺系（Ⅱ）溫都爾廟-翁牛特旗加里東地槽褶皺帶（Ⅱ1）與華北地臺(tái)（Ⅰ）接觸帶南側(cè)內(nèi)蒙臺(tái)隆（Ⅰ2）地塊上［5］。自晚古生代以來(lái)區(qū)域構(gòu)造、巖漿活動(dòng)頻繁，為區(qū)域成礦提供良好的熱源、容礦空間及物質(zhì)來(lái)源，形成了銅鉛鋅多金屬礦、螢石成礦帶。

1.1 區(qū)域地層

區(qū)域內(nèi)分布地層有太古界、元古界、古生界（志留系、石炭系、二疊系）、中生界（侏羅系、白堊系）、新生界第四系更新統(tǒng)。

（1）下太古界（Ar）烏拉山群分布于區(qū)域東南部，主要巖性為灰黃色黑云斜長(zhǎng)片麻巖及斜長(zhǎng)變粒巖、石英巖、大理巖，局部具混合巖化。

（2）下元古界二道凹群（Pt1E）主要分布于區(qū)域南部，呈條帶狀，主要巖性為透輝斜長(zhǎng)變粒巖、斜長(zhǎng)角閃巖、白云石英片巖夾石英巖、大理巖。

（3）志留系上統(tǒng)—泥盆系下統(tǒng)西別河組（S3D1x）零星分布于區(qū)域北西部，主要巖性為灰色、青灰色灰?guī)r夾淺褐色頁(yè)巖，與下伏地層二道凹群呈不整合接觸。

（4）石炭系上統(tǒng)阿木山組（C2a）分布于區(qū)域北西部，主要巖性為灰白色粉砂、細(xì)砂巖夾灰?guī)r，上部石英細(xì)礫巖，底部有紫灰色礫巖，與下伏西別河組地層不整合接觸。

（5）二疊系下統(tǒng)三面井組（P1sm）分布于區(qū)域南西部、北西部，下部為灰黃褐色中粒粗砂巖、含礫不等粒硬砂巖夾生物碎屑灰?guī)r及粉砂質(zhì)泥質(zhì)頁(yè)巖；上部為灰黑色黑云安山玢巖、碎裂安山巖、褐灰色凝灰角礫。下統(tǒng)額里圖組（P1e）分布于區(qū)域南西部，主要巖性為凝灰?guī)r、凝灰角礫巖、中性熔巖，與下伏三面井組地層整合接觸。

（6）侏羅系上統(tǒng)滿克頭鄂博組（J3mk）大面積分布于區(qū)域西部和南部，主要巖性為巖屑、晶屑凝灰?guī)r、粗安玢巖。與下伏額里圖組地層不整合接觸。礦區(qū)北西約7 km有該地層出露。

（7）侏羅系上統(tǒng)白音高老組（J3b）零星分布于區(qū)域南東部，主要巖性為流紋質(zhì)凝灰熔巖夾凝灰熔巖角礫巖，與滿克頭鄂博組地層不整合接觸。

（8）白堊系下統(tǒng)義縣組（K1y）主要分布于區(qū)域中部、南東部，主要巖性為淺紫紅色玄武巖、凝灰質(zhì)砂巖、頁(yè)巖。

1.2 區(qū)域構(gòu)造

區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜，褶皺、斷裂較發(fā)育（圖1）。

褶皺構(gòu)造是由多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)綜合形成，展布于區(qū)域范圍的北部，其主期褶皺為太古代、古生代構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成的褶皺，及中生代構(gòu)造形成的褶皺。

斷裂構(gòu)造主要發(fā)育有早古生代末北東東走向斷裂；晚古生代末北東向脆—韌性斷裂；以及中生代斷裂北西走向脆性斷層。

1.3 區(qū)域巖漿巖

區(qū)域內(nèi)侵入巖比較發(fā)育，其中以華力西晚期（二疊系）黑云二長(zhǎng)花崗巖、黑云斜長(zhǎng)花崗巖（Pγ）及燕山早期花崗閃長(zhǎng)巖（Jγδ）、黑云母花崗巖（Jγ）、鉀長(zhǎng)花崗斑巖（Jγπ）、石英斑巖（Jλπ）分布面積最廣。

巖漿巖主要為燕山早期（侏羅系）鉀長(zhǎng)花崗斑巖（Jγπ）、石英斑巖（Jλπ）。該巖體北起瑪林呼都格，南至哈畢日嘎；東起龍盤(pán)大井，西至陶來(lái)買(mǎi)賣(mài)，分布面積廣，出露面積約為400 km2，呈巖基產(chǎn)出。巖體淺灰色—灰黃色，呈斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶具熔蝕現(xiàn)象，基質(zhì)重結(jié)晶，巖石內(nèi)含有大量巖屑。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地層

礦區(qū)內(nèi)出露地層主要為二疊系下統(tǒng)額里圖組（P1e）以及新生界第四系全新統(tǒng)地層。

古生界二疊系下統(tǒng)額里圖組（P1e）出露范圍較廣，主要分布在礦區(qū)中北部，巖性有凝灰?guī)r、凝灰角礫巖、英安巖；產(chǎn)狀為260°～295°∠58°～62°。

第四系為風(fēng)成細(xì)沙、粉砂土（Qheol），地表多為風(fēng)成砂覆蓋，并有薄厚不均的腐植土，該層分布于凝灰?guī)r、英安巖頂部，厚度大于2 m。廣泛分布于礦區(qū)周邊的溝谷凹地等地勢(shì)低洼及緩坡處，以風(fēng)成砂土為主，少量坡積砂礫及沖積砂礫，砂礫呈圓狀，礦物成分以石英為主、斜長(zhǎng)石次之。

2.2 礦區(qū)構(gòu)造

2.2.1 褶皺構(gòu)造

在礦區(qū)由古生界二疊系下統(tǒng)額里圖凝灰?guī)r，凝灰角礫巖英安巖組成，巖層整體呈單斜層狀西傾，產(chǎn)狀為260°～295°∠58°～62°。

2.2.2 斷裂構(gòu)造

區(qū)域上北東東向斷裂在礦區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)明顯活動(dòng)痕跡，但在礦區(qū)中部發(fā)育有一條次生近南北向展布的張扭性斷裂，為礦區(qū)內(nèi)的主要控礦構(gòu)造，控制著螢石礦脈的分布。

該張扭性斷裂產(chǎn)于二疊統(tǒng)額里圖組凝灰角礫巖和凝灰?guī)r中，地表斷續(xù)出露長(zhǎng)度約為670 m（坑道斷續(xù)控制長(zhǎng)度大于700 m），傾向?yàn)?5°～108°，傾角為50°～74°。斷層的南東盤(pán)（即上盤(pán)）上升，但斷距不大。斷層帶呈舒緩波狀，斷層結(jié)構(gòu)面上可見(jiàn)有近于直立的擦痕。礦區(qū)目前發(fā)現(xiàn)的1號(hào)和2號(hào)螢石礦體均賦存于該斷裂帶中。

2.2.3 礦區(qū)巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)侵入巖和巖脈在礦區(qū)西北部有少量出露，為燕山早期花崗巖（Jγ），出露面積約為0.002 km2，近東西走向，巖體淺灰色—灰黃色，呈細(xì)粒花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物為斜長(zhǎng)石、石英。

3 礦體特征

礦區(qū)目前共發(fā)現(xiàn)有2條螢石礦體，分別為1號(hào)和2號(hào)礦體，均賦存于近南北向展布的斷裂構(gòu)造帶中，礦體形態(tài)及產(chǎn)狀受斷裂破碎帶控制，且與圍巖界線清晰。其中1號(hào)礦體為礦區(qū)主礦體，目前正在開(kāi)采。

（1）1號(hào)礦體整體呈脈狀產(chǎn)出，局部呈豌豆?fàn)睿傮w走向近南北向，產(chǎn)狀一般為65°～108°∠50°～78°。礦體已控制走向長(zhǎng)度500 m，延深97~158 m，厚度在1.02～5.61 m，向北側(cè)有變薄的趨勢(shì)，但未封閉。礦體品位CaF2為30.10%～82.54%，平均品位為58%。

（2）2號(hào)礦體位于1號(hào)礦體東側(cè)，近南北走向，產(chǎn)狀一般為70°～95°∠37°～52°。礦體斷續(xù)長(zhǎng)435 m、傾向延深93 m。該礦體為盲礦體，厚度在1.00～1.97 m，平均厚度為1.23 m，單工程品位CaF2為31.40%～91.69%，平均品位為46.90%。

礦石中主要礦物為螢石，其它礦物有蛋白石、玉髓、石英、硅質(zhì)及黃鐵礦等。螢石多呈粒狀集合體，少量呈角礫狀、條帶狀、星散狀分布于硅質(zhì)脈中。礦石中螢石大多晶型較好，多呈立方體和八面體、粒狀或致密塊狀集合體。螢石粒徑多為0.01～20 mm，螢石顏色為無(wú)色透明、綠色、紫色等，彼此緊密嵌鑲雜亂分布，具玻璃光澤。

螢石礦體與圍巖界限較為清晰，靠近構(gòu)造帶位置的圍巖蝕變作用較強(qiáng)烈，主要蝕變?yōu)楣杌⒕G泥石化；次生蝕變?yōu)楦邘X土化、黃鐵礦化。

4 礦床成因

通過(guò)取樣分析，二疊系下統(tǒng)額里圖組（P1e）地層中凝灰?guī)r、凝灰角礫巖、英安巖中的CaF2豐度值高于該地區(qū)CaF2豐度背景值，說(shuō)明該地層為本區(qū)螢石成礦的主要物質(zhì)來(lái)源。通過(guò)對(duì)氟化鈣同位素年齡測(cè)定，氟化鈣形成于華力西晚期和燕山早期。燕山早期巖漿熱液侵入使早期形成的氟化鈣活化，同時(shí)帶來(lái)了地殼淺部氟化鈣，最終在斷裂構(gòu)造破碎帶內(nèi)富集成礦，綜合研究認(rèn)為民樂(lè)北山螢石礦床屬于中—低溫?zé)嵋撼涮钚臀炇V床。

5 找礦方向

（1）地表硅化、螢石礦化露頭為螢石礦直接找礦標(biāo)志。

（2）斷裂構(gòu)造破碎帶是含螢石礦熱源的運(yùn)移通道和賦礦空間，也是本區(qū)螢石找礦的主要靶區(qū)。礦區(qū)內(nèi)已知礦體形態(tài)、規(guī)模均受近南北向斷裂構(gòu)造破碎帶控制，且在南北兩側(cè)均未封閉，因此在礦區(qū)外圍南北側(cè)尋找螢石礦體前景良好。

（3）華力西期、燕山期是該區(qū)螢石成礦的主要時(shí)代。對(duì)區(qū)內(nèi)地層F、Ca含量高異常區(qū)，結(jié)合氟化鈣同位素年齡測(cè)定的方法，對(duì)螢石找礦具有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義。