内蒙古自治区额济纳旗东七一山萤石矿床

1.存款名称

额济纳旗东七一山萤石矿床。

2.地理位置

位于额济纳旗西南约160km处，地理坐标为东经99° 35′13″，北纬41° 22′30″。

3 .矿床类型、资源储量、规模、品位、勘探程度和开发程度。

额济纳旗东七一山萤石矿床属于岩浆期后热液充填型萤石矿床。

该矿床是祁连山地质队在1958年进行的1: 1万区域地质调查中发现的。从1974到1975，该队对东七一山萤石矿床进行了普查和评价，结果表明该矿床为中型矿床。

萤石矿目前正在开采。

4.ⅲ、ⅳ级成矿带。

额济纳旗东七一山萤石矿床位于ⅲ级成矿带III-14-①公婆泉(甘蒙北山南部)的铁-锰-铜-金-铅-锌-钨-锡-铷-钒-铀-磷成矿亚带中。

5.区域成矿地质条件

(1)构造位置

一级构造单元属于塔里木地块区，二级构造单元属于敦煌地块。

(2)区域地质背景

该区位于东西向含山-凤尾山复式向斜轴上的谢山-东七一山向斜内。除各种不同规模的褶皱外，各种断裂构造发育良好，由NE、NW和近N-S向断裂组成的棋盘状构造是最重要的控矿构造体系。

本区出露地层主要为前寒武系和志留系。前寒武系主要岩性为角闪岩、黑云母角闪岩片麻岩和各种混合岩，志留系斜山群为混合岩化角闪岩斜长片岩、流纹岩片岩、混合岩、麻粒岩和大理岩。

华力西期和燕山期花岗岩脉、岩墙和岩株在该区广泛分布。代表岩石类型为闪长岩、石英闪长岩、花岗闪长岩、斜长花岗斑岩、斑状花岗岩，其中串珠状分布的斑状花岗岩是萤石、钨、锡、铷、钼、金矿床(点)的容矿岩石(聂等，2002)。

二、矿床的地质特征

(1)矿区成矿控矿地质条件

1.采矿地层

矿区地层为志留系和第四系。志留系在本区出露的中上组。上部地层为一套火山碎屑岩，主要岩性为灰绿色、深绿色安山岩凝灰岩、凝灰质砂岩和大理岩，局部有安山岩透镜体。中组为一套火山岩，岩性为深灰绿色、灰绿色安山岩和英安岩，局部有大理岩和硅灰(图5-2)(赵等，2002)。

图5-2内蒙古七一山萤石矿区地质图

(据赵等，2002)

1—冲积和洪积砾石；2-安山岩凝灰岩和砂质板岩；3-安山岩和英安岩；4-大理石；5-燕山晚期花岗岩；6-应时正长斑岩；7-含萤石的燧石脉；8-燧石矿化脉；9-萤石脉；10-地质界线；11-岩层产状

2.矿区结构

该区以断裂构造为主，大部分与矿化有关，是热液通道和良好的沉淀场所。东北和近南北向两组断层最发育。

NE向断层的特点是开口大，延伸短，几十米内迅速消亡。断层带中发现角砾岩，两壁凹凸不平，形态复杂，充填有石髓或石髓-应时脉。这是一种拉伸和扭转断裂。

南北向断层一般向西陡倾，特点是开口小，延伸稳定，长达数百米，两壁光滑，挤压现象明显，局部有擦痕。平面上呈“S”形弯曲，其间萤石脉多被充填，为压扭性断裂。

本区北西向断裂不发育，规模较小。一般长几米至几十米，宽几十厘米，充填萤石-岩屑脉。

3.岩浆岩

该区岩浆活动强烈，小规模侵入岩分布广泛，表现为小岩株和岩脉。主要有花岗岩、钠长石花岗岩、应时正长斑岩和应时斑岩(图5-2)。

(2)矿床特征

1.矿体特征

该区已发现萤石矿体200余个，其中较大矿体37个，分为4个矿段。

萤石矿体多呈脉状、网脉状、囊状。脉多，但大多规模小，稳定性差。它们一般有几十到几百米长，几十到几十米宽。静脉经常互相交叉，分支和合并频繁。其中8号矿体是该区最大的优质矿体，长570米，呈南北向延伸，向西倾斜，上陡下缓，平均倾角66°，平均厚度3.46米，深部有增厚趋势，CaF2含量91.72%。

当该地区的矿石围岩为大理岩时，矿体与大理岩之间的界线往往不清楚。一般来说，矿体的形态、规模和产状明显受构造断裂控制。

2.矿石特征

(1)矿石的自然类型

分为块状、条带状、晶洞状、同心圆状和角砾状矿石。它主要由巨大的、带状的和水晶状的洞穴组成。

(2)矿石结构和构造

矿石结构以细粒结构为主，其次为中粗粒和巨晶结构。脉状矿体以细粒结构为主，扁豆状和囊状矿体以中粗粒和粗晶结构为主。

矿石构造主要为块状构造和条带状构造，其他为晶洞构造、同心圆构造和角砾岩构造。

(3)矿物成分和化学成分

矿石的矿物成分为萤石，脉石矿物为玉髓、应时、方解石、褐铁矿等。扁豆状和胶囊状矿体成分复杂，除萤石外，还含有上述脉石矿物和蚀变围岩角砾岩。脉状矿体成分简单，脉石矿物含量低。

矿石的化学成分主要是CaF2，其次是SiO2、CaO、Mg等。脉状矿体中氟化钙含量一般在90%以上，扁豆状和胶囊状矿体中氟化钙含量在70%左右。一般来说，二氧化硅在脉状矿体中只占百分之几，在扁豆状和胶囊状矿体中约占百分之二十。CaF2 _ 2和SiO2 _ 2呈消长关系。

3.围岩蚀变

本区萤石矿床产于破碎带中，其围岩为花岗岩、安山岩和大理岩。围岩蚀变包括高岭土化、硅化和赤铁矿化。蚀变带的宽度与矿体的厚度成正比。脉状矿体宽度约为1m，扁豆状和胶囊状矿体两侧蚀变宽度均在十几米，在矿体附近变强，向外逐渐减弱。当围岩为中酸性火山岩或花岗岩时，主要出现高岭土和绿帘石；当围岩为大理岩时，主要是碳化和硅化。

三。矿床成因及成矿模式

(1)矿床的成矿和控矿因素

萤石矿体多呈脉状、网脉状、囊状，萤石矿体产于破碎带中，明显受构造断裂控制。地层和岩性与萤石矿体的形成没有明显的关系。围岩为花岗岩、安山岩、大理石等。，而且改动很明显。这些现象表明本区萤石矿的形成与热液有关。

(2)稀土元素的特征

赵等(2002)对该矿床进行了稀土元素分析。测试结果表明，围岩中总稀土元素(σ REE)、轻稀土元素(LREE)、重稀土元素(HREE)和Y元素的含量远高于矿石。矿石样品的σ REE小于30× 10-6，σLREE在5× 10-6和15× 10-6之间，σ hree小于5× 10-6，Y小于20× 65438。围岩σ REE > 290× 10-6，σ LREE > 240× 10-6，σ hree > 40× 10-6，Y > 70× 10-6。

根据东七一山萤石矿稀土元素标准化球粒陨石分布曲线，萤石矿稀土元素分布可分为两种类型:一种相对富集轻稀土，其σ REE大多小于29×10-6，σ lree/σ hree值大多大于7，La/Yb值一般大于12，La/Sm值大多在2.9 ~ 5.5之间。另一类相对富集重稀土，其稀土分布曲线不如前一类规律一致，但除少数轻稀土(La、Pr等)外，其他样品稀土含量差异明显。)强碱性，从轻稀土到重稀土，各矿石的稀土分布曲线逐渐规则(图5-3b)，呈近水平之字形分布，变化幅度增大，Eu损失(δ EU)显著增加。同时，该类矿石的σ REE约为18×10-6，σ lree/σ hree大多小于3，La/Yb值和La/Sm值往往小于2，Gd/Yb值一般小于1.0，重稀土相对富集。

图5-4显示了寄主岩石(绿帘石斑状花岗岩)的稀土分布曲线。从图中可以看出，围岩的分布模式非常一致，曲线形态几乎一致，都是适度向右倾斜，具有相对富轻稀土、基本无亏损、强亏损Eu的特征。另一方面，σ lree/σ hree ≈ 5.0，La/Sm≈3.8，La/Sm≈3.5，Gd/Yb≈0.9，δ EU < 0.2。

图5-3内蒙古东七一山萤石矿稀土元素分布模式

(据赵等，2002)

DQSR-1，2，3，4，DQS2-3，DQSI-B3，B4，B7，B8为萤石矿样，DQSI-B2为围岩样。

将东七一山萤石矿的相关数据放入Tb/Ca-Tb/La图中(图5-5)。除1个样品落在伟晶岩区外，其余样品均落在热液成因区，表明该区萤石矿系是岩浆热液作用的产物。大多数样品位于热液区和沉积区的交界处。究其原因，可能与萤石矿形成过程中岩浆热液对原岩——碳酸盐岩作为其围岩(大理岩)的同化作用有关(Moiler等，1976)。

图5-4内蒙古东七一山萤石矿周边稀土分布格局

(据赵等，2002)

图5-5 Tb/Ca-Tb/La内蒙古东七一山萤石矿图解

(据赵等，2002)

(3)成矿阶段和成矿年龄

东七一山萤石矿床的成矿时代有两种认识。聂等(2002)测定了东七一山萤石矿床萤石的Sm-Nd同位素年龄，得到565，438+065，438+0.8ma等时线年龄，表明该萤石矿床的成矿时代为加里东期。赵等(2002)认为矿区内燕山期岩浆岩分布广泛，普遍遭受蚀变，萤石矿床是中低温岩浆热液与围岩相互作用的产物。据此，可以认为该萤石矿床的成矿时代为燕山期，笔者采用后一种观点。

(4)成矿物质来源

围岩成分对该区成矿物质的影响是明显的。钙是主要成矿物质之一，可能主要通过岩浆热液从地层(主要是大理岩)中提取。F元素可能主要由中酸性岩浆活动产生的岩浆热液从地下深部带入。f可能以MgF+、FeF2+、al F2+等络合物的形式存在于迁移的岩浆热液中，也可能以GaF2的溶解形式存在(曹俊臣，1985)，这可以从成矿过程中的钠长石化、硅化、高岭土化等围岩蚀变得到证实。

㈤矿床的成因

综上所述，东七一山萤石矿床是中低温岩浆热液与围岩相互作用的产物。主要证据有:(1)矿区岩浆热液活动频繁，围岩和花岗岩侵入体的钠长石化、硅化、绿帘石化十分发育，特别是高岭土、碳酸盐化等低温热液蚀变；大多数矿体呈脉状产出，其形态、产状和规模明显受构造断裂控制，说明构造断裂控制了成矿热液的运移和赋存。通常，当围岩为大理岩时，矿体与围岩边界模糊，矿体中含有不同数量和规模的大理岩残体；在Tb/Ca-Tb/La和Y+La-Y/La图中，采集的矿样基本落入热液源区。因此，可以认为该萤石矿床属于中低温热液成因(赵等，2002)。

(六)成矿机制

本区萤石矿床的形成过程是含矿热液在相对酸性条件下对围岩大理岩的交代过程。含F岩浆热液沿构造裂隙运移过程中，不断作用于大理岩、砂质板岩、安山岩凝灰岩等成矿地层，其中的Ca、Mg、Na、Si ~等离子体不断被活化提取，形成含F络合物的含矿热液。当含矿热液移动到具有适宜物理化学条件的含矿环境中时，会与围岩发生相互作用，引起钠长石化、高岭土化、硅化、碳酸盐化等一系列热液蚀变，导致含氟络合物分解，生成F、Ca2+等离子体，然后F、Ca2+离子结合形成caf _ 2沉淀在裂隙中。稀土元素在成矿过程中的分馏作用可能主要与不同成矿阶段岩浆热液成分的变化有关，因为热液矿床化学成分的差异首先应取决于成矿热液成分的变化。另一方面，稀土元素离子半径的特征也可能对该地区萤石中稀土元素的分馏产生一定的影响。三价轻稀土离子容易取代Ca2+离子，因为它们的离子半径与Ca2+离子接近(王中刚等，1989)。在成矿过程中，包括ce和Eu在内的三价轻稀土离子优先置换CaF2中的Ca2+离子，使形成的萤石矿相对富含轻稀土离子，基本没有Ce和Eu的异常显示。随着成矿作用的进行，成矿流体中轻稀土含量减少，三价重稀土对离子的置换作用相继开始，使形成的萤石矿相对富含重稀土。