苏茶萤石矿床地质特征
图3-1下二叠统大石寨组火山沉积地层中萤石矿化层位。
苏茶萤石矿床属于单一萤石矿床(李，1985；王万长等人，1986；陈先培等，1994；聂等，2008)，这是迄今为止世界上发现的最大的单一萤石矿床(中国矿床发现史-内蒙古卷编委，1996；王万长等人，1986；李(1985)是南起白云鄂博，北至二连浩特的稀土、铁、金、萤石成矿带的重要组成部分。成矿区及其外围古生代和中生代地层分布广泛，岩浆岩发育，构造形迹复杂，大中型萤石矿床星罗棋布；因此，该区不仅是寻找大型萤石矿化的理想地区，也是了解华北板块北缘岩石圈演化历史的关键部位。
一、成矿地质背景
苏茶矿床位于中亚晚古生代造山带东部，西伯利亚板块与华北板块之间，夹在板块缝合线(肖等，2003)与和根山深大断裂之间。区内出露的地层主要有前寒武系矮格庙组、下二叠统大石寨组、下二叠统者寺组、侏罗系、白垩系、古近系-新近系和第四系。
苏茶矿床的控矿构造是苏茶压扭断裂，它是大石寨组二、三段岩性之间的层间破碎带，总体呈北东走向，断续出露约40公里。
第二，成矿时代
通过对苏茶萤石矿床下盘高岭石蚀变岩的研究，萤石矿床绢云母和伊利石样品的K-Ar同位素年龄分别为141.5 1.2 Ma和137.6 1.1。这一数据与65438±038±4ma的威井花岗岩锆石SHRIMP U-Pb同位素年龄基本一致，表明萤石成矿作用与区域花岗质岩浆作用密切相关。
三。矿体地质特征
(1)矿体特征
图3-2苏茶萤石矿床地质图(根据内蒙古地质队102、1987，有修改)
苏茶矿床萤石矿化呈层状、似层状，产于下二叠统大石寨组中酸性火山岩与碳质泥质板岩(含灰岩透镜体)的接触带(图3-2、图3-3)。虽然含矿地层总体呈东北方向分布，但部分地区呈不规则的倒“S”形和“V”形(王万长等，1986；李，1985)。整个矿化带长4500米，宽300～600米。鉴于萤石矿体的产出规模和几何形态完全受岩体与地层的接触带或层间破碎带控制，萤石矿体无论走向还是倾向都是平缓波状的，具有连续性好、品位稳定的特点。除少数含萤石的大理岩透镜体外，整个矿化带是一个完整的矿体，总体倾向西北(310 330)，倾角20° ~ 55°，与区域构造线方向大体一致。系统钻探(坑、槽)勘探结果表明，具有工业价值的萤石矿体长2900 m，厚度0.5 ~ 22 m，平均值5.6 m，斜延600~800 m，最大值1200m；；垂直深度300~460 m，最大值588 m
图3-3苏茶萤石矿13勘探线剖面图
根据中国萤石矿床勘查标准，苏茶萤石矿床自上而下可分为贫矿带(CaF2含量大于30%小于65%)和富矿带(CaF2含量大于等于65%)。各贫富矿带地质特征如下:(1)上部贫矿带，位于勘探线1和37之间，长744 m，厚1.2 ~ 6.8 m，平均2.2m；；氟化钙含量为22.49% ~ 50.57%，平均为37.02%；(2)富矿带，分布在勘探线1和37之间，长1150 m，厚1 ~ 9.59m，平均4.49 m，CaF2含量75.70% ~ 86.20%。(3)下贫矿带出现在5 ~ 25条勘探线之间，长1050米，厚1.96 ~ 7.57米，平均2.60米..CaF2含量为26.36% ~ 51.19%，平均值为44.26%。整个苏茶萤石矿床各贫富矿带(体)的倾斜延伸范围为700~ 800 m，平均760 m，垂向深度为350~450 m，平均420m；；已探明的CaF2储量(矿石量)为19.15 Mt，CaF2含量变化范围为22% ~ 86%，平均值为53.86%。
此外，在苏茶萤石矿脉下盘还可发现萤石和铁锰矿(图3-4)。大理岩透镜体中可见广泛的氟化作用，其中CaF2的含量大多在1%-5%之间，白色和浅紫色细粒萤石浸染在大理岩中(图3-5)。
(二)矿石类型
详细的岩相学和矿物学研究表明，苏茶萤石矿床的主要矿石类型为应时-萤石型、石英-硫化物-萤石型、方解石-应时-萤石型和萤石-应时型，其中应时-萤石型为主要矿石。各类矿石的基本特征简述如下:(1)应时-萤石型，分布于矿区中部，产于地表至地下100m处，由糖粒状、条带状和巨晶萤石、应时和方解石组成。单矿物粒度范围为0.01 ~ 0.64 mm，萤石含量为80% ~ 99% (caf 2含量为77% ~ 99.05%，平均为95.68%)，平均为92.34%。应时为1% ~ 20%，平均为16%；方解石等矿物成分为1% ~ 5%，平均为3%；(2)应时-硫化物-萤石型，分布于矿区西南部，埋深100 m以上，由萤石、应时和硫化物组成。萤石含量为60% ~ 80%，平均为72%；黄铁矿为30% ~ 40%，平均为36%；应时为5% ~ 10%，平均为6%；黄铜矿为2% ~ 10%，平均为4%；闪锌矿为2% ~ 10%，平均为5%；磁黄铁矿5% ~ 20%，平均16%，少量毒砂，局部地区发现铜多金属硫化物块；(3)方洁石-应时-萤石型，分布于矿区中南部，出露于地表至地下30米处，由方解石、应时和萤石组成。萤石含量为6% ~ 80% (caf 2含量为40% ~ 77%，平均为55%)，平均为72%；方解石为10% ~ 60%，平均30%；应时为5% ~ 25%，平均为17%；(4)萤石-应时型，分布于矿区中部，出露于地表，由应时和萤石组成。萤石含量30% ~ 70%，平均48%，应时含量8% ~ 30%，平均65438±08%。局部地区有含萤石的铁锰硅质岩或应时脉团块。
图3-4第53勘探槽地质示意图(图中铁锰矿与角砾岩萤石矿伴生)
图3-5苏茶萤石矿区86号探槽示意图(图中大理岩普遍浸染萤石矿化，其CaF2含量一般在1%-5%之间)。
根据构造和结构特征，苏茶矿床萤石矿主要类型为片状萤石矿、细粒块状萤石矿、条带状萤石矿、伟晶岩萤石矿、角砾萤石矿和泥质萤石矿。其中，片状和细粒块状萤石矿是主要的工业类型。(1)条纹状矿石主要赋存于细粒块状萤石中，呈残余块状，黄灰色或灰黑色，具细粒晶体结构和残余条纹状构造。萤石为细粒(0.1 ~ 0.3 mm)，不规则，局部致密块状。(2)细粒块状萤石矿，灰黑色、灰白色、黄褐色，交代残余线状构造，交代残余细粒构造，块状构造。主要矿物由细粒萤石组成，粒度0.01 ~ 0.06 mm，萤石多以异形和半自形晶体形式生长，含量95%以上，其次为交代残留的泥质、硅质和铁矿物，含量3% ~ 5%。(3)条带状萤石矿局部具有交代残余构造、条带状构造和条带状构造。矿石主要成分为乳白色纯萤石条带和暗色泥质条带与细粒萤石交替排列，后者常被前者切割。条带状萤石矿主要分布在5 ~ 13勘探线之间。(4)伟晶岩萤石矿具有粗粒至伟晶岩结构和块状构造。这类矿石中的萤石颜色混杂，如乳白色、紫红色、浅绿色、棕黄色、靛蓝色等。主要由含量为90% ~ 98%的纯萤石组成。萤石颗粒较粗，不同颜色的伟晶岩萤石集合体相互镶嵌，杂质少，偶有白色。(5)混合伟晶岩矿物多产于沿构造破碎带或细粒块状矿层中的空洞或洞穴中，具有晶形完整、晶簇粗大、色彩丰富、形态多样的特点。矿石结构为粗晶、巨晶、天然粒状、交代残(残)积结构，构造有梳状、条带状、簇状、骨架状、钟乳石状、葡萄状等。矿石中氟化钙含量高，但规模小。(6)角砾岩矿也是矿区的一个主要类型，几乎分布在矿区的所有区域。矿石颜色以灰白色、黄褐色、杂色为主，角砾岩、胶结物呈交代残余构造、交代充填构造、角砾岩构造。角砾岩可以是第三岩性段的不规则片状萤石、细粒块状萤石、硅质岩和碳质板岩及大理岩残留物。角砾岩的大小一般为3 ~ 5 cm，直径大于10 cm。胶结物可以是泥质萤石、细粒块状萤石、巨晶萤石、硅铁、碳酸盐、结晶方解石脉或应时脉。(7)泥质矿物多为灰白色、浅紫色、黄褐色等。，多呈不规则脉状或块状穿插于细粒块状、巨晶状、条带状、角砾状矿层中，残余构造、层状、块状构造交替，萤石主要以微晶形式存在。
系统的野外地质观察和室内综合研究表明，各类萤石矿的形成序列不同，反映了萤石成矿的多期性和复杂性。根据各类矿石的空间产状和相互穿插，成矿顺序(从早到晚)为:层状矿石→细粒块状矿石→混合伟晶岩矿石→伟晶岩矿石→泥质矿石。
(3)围岩蚀变
萤石矿床的主要围岩变为高岭石(图3-4、图3-5、图3-6)，主要产于矿脉下盘的流纹岩、流纹质凝灰岩和矿脉下盘的碳质杂色板岩中。蚀变带厚度大多为0.5 ~ 3m，局部可达5 ~ 7m。
萤石脉围岩为大理岩时(33勘探线935~960 m标高，41勘探线西南区)，围岩蚀变为钙质矽卡岩，主要蚀变类型为浮山石矽卡岩、石榴石矽卡岩、透辉石矽卡岩(图3-7)。
图3-6苏茶矿床矿脉下盘流纹斑岩高岭石围岩蚀变照片位置:苏茶矿区中段33线矿脉沿线工程，左图:蚀变岩上部为灰黑色细粒块状萤石，下部为高岭石蚀变；中图:钾长石已经完全被侵蚀成绢云母，钾长石的轮廓依然保留；右图:应时斑岩呈港湾式溶解，表现出典型的火山岩特征。
图3-7苏茶萤石矿区28号沟高岭石围岩蚀变