內蒙古正藍旗民樂北山螢石礦成礦地質特征及找礦方向

賴木收 劉仲光

（1.中鋼礦業開發有限公司；2.中鋼集團赤峰金鑫礦業有限公司）

隨著世界氟化工的快速發展，氟化工行業以其產品具有高性能、高附加值而被譽為“黃金產業”［1］。螢石主要成分為氟化鈣（CaF2），是工業上提取氟的主要來源，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、醫藥、農藥、防腐、滅火、電子、電力、機械和原子能等多個領域，具有重要的戰略意義，隨著世界工業和科學技術迅速發展，螢石需求量也逐年上升。

我國螢石在國際上具有重要地位，螢石資源極為豐富，產量也非常大，以全球占比13.5%的儲量生產了全球57.1%的產量，靜態保障年限低，2019年我國螢石靜態保障年限僅為10.5 a，遠遠低于全球44.3 a的靜態保障年限［2］。同時我國螢石出口量占世界出口貿易量的40%～50%，無論產量還是出口量，我國均占第一，也由此造成過去多年螢石的過度開采、過度出口，即使是規模小、品位低的螢石礦資源也逐漸被開發利用，螢石資源危機已迫在眉睫。

為保障螢石資源安全以及戰略性新興產業發展需求，國家先后將螢石納入類稀土管理、列入戰略性礦產目錄，作為礦產資源宏觀調控和管理的重點對象［3］，將螢石定位為“可用盡且不可再生的寶貴資源”。《中國氟化工行業“十三五”發展規劃》中，螢石已被列為轉型升級、創新發展的主要資源［4］。加大螢石礦資源的地質勘查，尋找新的螢石礦床作為后續接替資源成為當前一段時間內螢石資源勘查與開發的重點。

1 區域地質背景

內蒙古正藍旗民樂北山地區位于內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（Ⅰ）接觸帶南側內蒙臺隆（Ⅰ2）地塊上［5］。自晚古生代以來區域構造、巖漿活動頻繁，為區域成礦提供良好的熱源、容礦空間及物質來源，形成了銅鉛鋅多金屬礦、螢石成礦帶。

1.1 區域地層

區域內分布地層有太古界、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。

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

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

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

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

（5）二疊系下統三面井組（P1sm）分布于區域南西部、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巖及粉砂質泥質頁巖；上部為灰黑色黑云安山玢巖、碎裂安山巖、褐灰色凝灰角礫。下統額里圖組（P1e）分布于區域南西部，主要巖性為凝灰巖、凝灰角礫巖、中性熔巖，與下伏三面井組地層整合接觸。

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

（7）侏羅系上統白音高老組（J3b）零星分布于區域南東部，主要巖性為流紋質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）白堊系下統義縣組（K1y）主要分布于區域中部、南東部，主要巖性為淺紫紅色玄武巖、凝灰質砂巖、頁巖。

1.2 區域構造

區域地質構造較為復雜，褶皺、斷裂較發育（圖1）。

褶皺構造是由多期構造運動綜合形成，展布于區域范圍的北部，其主期褶皺為太古代、古生代構造運動形成的褶皺，及中生代構造形成的褶皺。

斷裂構造主要發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 區域巖漿巖

區域內侵入巖比較發育，其中以華力西晚期（二疊系）黑云二長花崗巖、黑云斜長花崗巖（Pγ）及燕山早期花崗閃長巖（Jγδ）、黑云母花崗巖（Jγ）、鉀長花崗斑巖（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；東起龍盤大井，西至陶來買賣，分布面積廣，出露面積約為400 km2，呈巖基產出。巖體淺灰色—灰黃色，呈斑狀結構，斑晶具熔蝕現象，基質重結晶，巖石內含有大量巖屑。

2 礦區地質特征

2.1 礦區地層

礦區內出露地層主要為二疊系下統額里圖組（P1e）以及新生界第四系全新統地層。

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

第四系為風成細沙、粉砂土（Qheol），地表多為風成砂覆蓋，并有薄厚不均的腐植土，該層分布于凝灰巖、英安巖頂部，厚度大于2 m。廣泛分布于礦區周邊的溝谷凹地等地勢低洼及緩坡處，以風成砂土為主，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、斜長石次之。

2.2 礦區構造

2.2.1 褶皺構造

在礦區由古生界二疊系下統額里圖凝灰巖，凝灰角礫巖英安巖組成，巖層整體呈單斜層狀西傾，產狀為260°～295°∠58°～62°。

2.2.2 斷裂構造

區域上北東東向斷裂在礦區內未發現明顯活動痕跡，但在礦區中部發育有一條次生近南北向展布的張扭性斷裂，為礦區內的主要控礦構造，控制著螢石礦脈的分布。

該張扭性斷裂產于二疊統額里圖組凝灰角礫巖和凝灰巖中，地表斷續出露長度約為670 m（坑道斷續控制長度大于700 m），傾向為65°～108°，傾角為50°～74°。斷層的南東盤（即上盤）上升，但斷距不大。斷層帶呈舒緩波狀，斷層結構面上可見有近于直立的擦痕。礦區目前發現的1號和2號螢石礦體均賦存于該斷裂帶中。

2.2.3 礦區巖漿巖

礦區內侵入巖和巖脈在礦區西北部有少量出露，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，呈細粒花崗結構，塊狀構造，主要礦物為斜長石、石英。

3 礦體特征

礦區目前共發現有2條螢石礦體，分別為1號和2號礦體，均賦存于近南北向展布的斷裂構造帶中，礦體形態及產狀受斷裂破碎帶控制，且與圍巖界線清晰。其中1號礦體為礦區主礦體，目前正在開采。

（1）1號礦體整體呈脈狀產出，局部呈豌豆狀，總體走向近南北向，產狀一般為65°～108°∠50°～78°。礦體已控制走向長度500 m，延深97~158 m，厚度在1.02～5.61 m，向北側有變薄的趨勢，但未封閉。礦體品位CaF2為30.10%～82.54%，平均品位為58%。

（2）2號礦體位于1號礦體東側，近南北走向，產狀一般為70°～95°∠37°～52°。礦體斷續長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，靠近構造帶位置的圍巖蝕變作用較強烈，主要蝕變為硅化、綠泥石化；次生蝕變為高嶺土化、黃鐵礦化。

4 礦床成因

通過取樣分析，二疊系下統額里圖組（P1e）地層中凝灰巖、凝灰角礫巖、英安巖中的CaF2豐度值高于該地區CaF2豐度背景值，說明該地層為本區螢石成礦的主要物質來源。通過對氟化鈣同位素年齡測定，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，同時帶來了地殼淺部氟化鈣，最終在斷裂構造破碎帶內富集成礦，綜合研究認為民樂北山螢石礦床屬于中—低溫熱液充填型螢石礦床。

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志。

（2）斷裂構造破碎帶是含螢石礦熱源的運移通道和賦礦空間，也是本區螢石找礦的主要靶區。礦區內已知礦體形態、規模均受近南北向斷裂構造破碎帶控制，且在南北兩側均未封閉，因此在礦區外圍南北側尋找螢石礦體前景良好。

（3）華力西期、燕山期是該區螢石成礦的主要時代。對區內地層F、Ca含量高異常區，結合氟化鈣同位素年齡測定的方法，對螢石找礦具有很強的指導意義。