敖包吐萤石矿床

一、矿床概况

1.矿床名称

内蒙古自治区四子王旗敖包吐萤石矿床。

2.地理位置

位于内蒙古四子王旗卫境苏木境内。敖包吐萤石矿床分为3个矿段，即北敖包吐、中敖包吐和南敖包吐矿段。地理坐标：东经111°10′00″～111°11′27″，北纬43°04′34″～43°06′30″。

3.矿床类型、资源储量、规模、品位、勘查程度和开发情况

敖包吐萤石矿床属沉积改造型萤石矿床。

1981年至1983年，内蒙古自治区地质局102地质队对该矿床进行了普查评价，1986年至1987年102地质队对北敖包吐萤石矿段进行了详查，对中敖包吐和南敖包吐矿段进行了普查。北敖包吐萤石矿段详查结果表明该矿段萤石矿资源量规模为大型。

该矿床目前正在开采。

4.所属Ⅲ、Ⅳ级成矿区带

敖包吐萤石矿床位于Ⅲ级成矿区带Ⅲ-49白乃庙-锡林浩特Fe-Cu-Mo-Pb-Zn-Cr-（Au-Mn）-Ce煤-天然碱-芒硝成矿带。

5.区域成矿地质条件

敖包吐萤石矿床位于苏莫查干敖包萤石矿床西南约8km处，其大地构造位置、区域地层、区域岩浆岩和区域构造等与苏莫查干敖包萤石矿床相同，不再重复。

二、矿床地质特征

（一）矿区成矿及控矿地质条件

1.矿区地层

矿区出露地层有下二叠统大石寨组三、四岩段和上白垩统及第四系。

下二叠统大石寨组三岩段：底部为炭质绿泥板岩夹结晶灰岩透镜体，结晶灰岩为区域第二萤石含矿层（主含矿层），中部为绢云绿泥板岩，上部为绢云绿泥板岩夹结晶灰岩透镜体，为区域第三萤石含矿层（次要含矿层），北敖包吐萤石矿即位于大石寨组三岩段上部（图3-8）。

图3-8 敖包吐萤石矿床地质图

（据许东青，2008，有修改）

1—第四系；2—大石寨组三段；3—大石寨组四段；4—燕山期中期似斑状花岗岩；5—花岗细晶岩脉；6—兴安陆缘褶皱带；7—锡林浩特微陆块；8—佳木斯微陆块；9—古生代陆缘增生带；10—中元古代陆缘增生带；11—华北板块；12—二连浩特-贺根山深大断裂；13—西拉木伦河-索伦山板块缝合线；14—萤石矿；15—断层

2.矿区构造

矿区位于西里庙向斜南东翼，区内褶皱发育程度中等，断裂为区内主要构造。

矿区内较大的断裂有5条，其中F₁，F₂，F₃与萤石矿关系密切。F₁断裂，发育于大石寨组二、三岩段接触面附近，为一条层间断裂，走向北东，倾向与地层基本一致，为压-张性断裂，为敖包吐及苏莫查干敖包萤石矿储矿构造。F₂断裂，沿大石寨组三、四岩段接触部位附近发育，断裂与地层产状基本一致，北部走向北东，倾向南东，南部走向北西，倾向南西，由压性转化为张性，为北敖包吐萤石矿储矿构造。F₃断裂，为平移断裂，该断裂将F₂断裂错断，同时使北敖包吐西部矿体在走向延伸方向上被切断。

3.矿区岩浆岩

矿区主要出露有燕山期晚期花岗岩（卫镜岩体）侵入体及其派生的花岗细晶岩脉、闪长玢岩和石英脉。花岗岩（

（二）矿床地质特征

1.矿体特征

矿体赋存于大石寨组三岩段与四岩段的接触面附近的层间断裂中，由基本平行的上下两个矿体组成，中间夹四岩段底部的长英质角岩。矿体长630m，上矿体厚0.17～13.29m，平均厚3.96 m；下矿体厚0.80～9.91m，平均厚3.52m。两矿体均为陡倾，倾向132°，倾角70°。在矿体的南西段发生褶皱和断裂，矿体倾角变为45°左右，矿体沿倾向控制最大垂深110m。

岩浆活动对矿体有较大的破坏作用，在矿区的东部、北部都有燕山期中期似斑状、斑状花岗岩出露，在深部直接与矿体呈侵入接触关系，破坏和吞噬一部分矿体（图3-8，图3-9）。

图3-9 敖包吐萤石矿床08线勘探线剖面图

（据内蒙古自治区102地质队，1988）

1—大石寨组四段；2—大石寨组三段；3—燕山期中期花岗岩；4—萤石矿体；5—高岭土化长英质角岩；6—二云母角岩；7—矿体厚度/平均品位

2.矿石特征

（1）矿石类型

主要有石英-萤石型和石榴子石-石英-萤石型，前者遍布整个矿区，是矿区的主要矿石类型。

（2）矿石自然类型

可分为细晶块状、似层状、环带状-同心圆状、格架状、葡萄状、球状、放射状萤石矿石等类型。以细晶块状萤石矿石为主，其次为似层状矿石，其他类型矿石较少。

3.围岩蚀变

围岩蚀变主要表现为高岭土化、硅化、绿泥石化、绿帘石化等，以绿泥石化较强烈（内蒙古自治区102地质队，1988）。

三、矿床成因与成矿模式

（一）矿床成矿及控矿因素

1.地层对萤石矿床的控制作用

由图3-8可看出，敖包吐矿区萤石矿体和含矿层南北延伸约5000m，矿体、矿化体呈层状，横向上连续性好，萤石矿赋存于大石寨组三岩段顶部结晶灰岩中，萤石矿体和含矿层严格受地层层位控制，宏观上反映了矿床的沉积成因。

中敖包吐萤石矿体与大石寨组三岩段绢云绿泥板岩具同步褶皱（图3-10），说明萤石矿体并非以流体形式贯入岩石裂隙或充填于顶部褶皱虚脱部位，而是与三岩段绢云绿泥板岩同时或之后沉积形成的（内蒙古自治区102地质队，1988）。

图3-10 敖包吐萤石矿床中萤石矿与围岩同步褶曲素描图

（据内蒙古自治区102地质队，1988）

1—腐殖土；2—高岭土化绢云绿泥板岩；3—岩层倾向即倾角；4—绢云绿泥板岩；5—萤石矿；6—矿体倾向及倾角

敖包吐矿区萤石矿石受后期改造彻底，矿石中沉积证据较少，但在敖包吐矿区以南约4km的伊和尔萤石矿床中的层纹状泥质萤石矿石中，萤石与其他物质（石英、岩屑、泥质物）组成细小韵律层，各矿物之间无交代现象。这种现象在矿体近底板处均可见到，可能是萤石和泥沙质机械混入物沉积而成（内蒙古自治区102地质队，1988）。

在伊和尔萤石矿床，个别灰岩薄片中可见到沉积萤石。萤石呈细粒，其周围为碳酸盐沉积物（内蒙古自治区102地质队，1988）。这是该区有沉积萤石的直接证据。

2.矿石结构反映的成因

在细晶块状、环带状-同心圆状、格架状、葡萄状、球状、放射状萤石矿石中的中粗粒至伟晶状萤石，应为后期热液成因。

在敖包吐萤石矿床的露天采坑中，可见紫色萤石脉体穿插于敖包吐粗粒花岗岩中，指示这种萤石成矿时间晚于敖包吐花岗岩的侵位时间应为后期热液成因。

3.断裂对萤石矿床的控制作用

萤石矿体赋存于大石寨组三岩段与四岩段的接触面附近的层间断裂中，推测其是在成矿后沿层面形成的断裂。由图3-8中可看出，后期断裂切割矿体，为成矿后沿层面形成的断裂，对矿体的完整性起到了破坏作用。

4.岩浆活动对萤石矿床的控制作用

岩浆活动对矿体有较大的破坏作用，在矿区的东部、北部都有燕山期似斑状、斑状花岗岩出露，在深部直接与矿体呈侵入接触关系，破坏和吞噬一部分矿体（图3-9）。在敖包吐，可见到细粒斑状花岗岩脉侵入矿体之中，同时也见到萤石矿捕虏了细晶花岗岩，燕山期晚期中粒似斑状黑云母花岗岩侵入矿体之中（图3-11），在接触带上见有白色高岭土层，向外为细粒花岗岩和中粒似斑状黑云母花岗岩，两者之间为渐变关系。从勘探线剖面来看，中粒似斑状黑云母花岗岩吞噬底层和矿体，破坏了矿体的完整性。这些资料表明，燕山期晚期中粒似斑状黑云母花岗岩属于成矿后期产物，其形成时间晚于萤石矿体。

图3-11 似斑状黑云母花岗岩侵入萤石矿体

（据李世勤，1983）

1—细晶块状萤石矿；2—细粒花岗岩；3—白色高岭土；4—晚期紫色萤石脉；5—中粗粒似斑状花岗岩

云母花岗岩侵入矿体之中（图3-11），在接触带上见有白色高岭土层，向外为细粒花岗岩和中粒似斑状黑云母花岗岩，两者之间为渐变关系。从勘探线剖面来看，中粒似斑状黑云母花岗岩吞噬底层和矿体，破坏了矿体的完整性。这些资料表明，燕山期晚期中粒似斑状黑云母花岗岩属于成矿后期产物，其形成时间晚于萤石矿体。

（二）矿床地球化学特征

1.微量元素特征

许东青等（2008）研究了敖包吐萤石矿床的Sr，Nd，Pb同位素，认为该区萤石矿石整体上表现为富集Th，U，LREE和Y元素，而亏损Rb，Pb，Nb和钛。在微量元素组成上明显分为两组，浅紫色似层状泥沙质萤石和靛青色萤石表现为Nb，La，Ce，Nd，Sm和Zr含量高，Sr含量低的特点，与棕黄色伟晶柱状和棕黄色壳状萤石矿石相区别。

2.Sr同位素组成

许东青等（2008）做了敖包吐萤石矿床的Sr同位素研究，4件不同期次的萤石单矿物Rb含量为0.46×10^-6～0.05×10^-6，Sr含量为137×10^-6～1775×10^-6，其中早期泥砂质纹层状萤石Sr含量较低（137×10^-6），而后期伟晶状萤石的Sr含量则远远高于围岩的Sr含量，这可能反映了其成因上的差别。

3.稀土元素特征

许东青等（2008）做了敖包吐矿区大石寨组萤石的稀土元素分析，引用如下：

不同期次的萤石矿石 ΣREE 为5.88×10^-6～47.44×10^-6，ΣLREE/ΣHREE 为0.27～5.94，（La/Yb）_N=0.12～5.50，δEu=0.37～0.78，δCe=0.52～0.90。不同期次的单矿物萤石的球粒陨石标准化配分曲线明显分为两组（图3-12），一组晶质萤石矿，从靛青色到棕黄色、再到皮壳状棕黄色萤石矿，ΣREE从5.88×10^-6变化到47.44×10^-6，ΣLREE/ΣHREE=0.27～2.20，（La/Yb）_N=0.12～2.20，δEu=0.37～0.78，δCe=0.52～0.87，反映出稀土元素总量从早到晚依次下降，其萤石的颜色也逐渐变浅，均表现出Ce略亏损和Eu明显亏损的重稀土元素显著富集的特征。而另一组浅紫色纹层状萤石矿石（ABT04-3）则具有完全不同的配分型式，ΣREE为33.89×10^-6，ΣLREE/ΣHREE=5.94，（La/Yb）_N=5.50，δEu=0.56，δCe=0.90，表现为轻稀土元素略微富集、具弱Ce负异常和Eu负异常的平缓曲线，与结晶灰岩的配分型式相似，也与海水的配分模式相同。

图3-12 敖包吐萤石矿床不同期次萤石单矿物的稀土元素球粒陨石标准化配分曲线

（据许东青等，2008）

ABT04-3—浅紫色纹层状萤石矿石；ABT04-5B—靛青色粗粒萤石；ABT04-6—棕黄色伟晶状萤石；ABT04-7—棕黄色皮壳状萤石

敖包吐矿区纹层状萤石矿石与苏莫查干敖包纹层状、条带状萤石矿石相对比，同样具有轻稀土元素略微富集的特点，反映了其沉积成因（许东青等，2009）。棕黄色晶质萤石矿石的形成则与热液叠加改造作用有关。

（三）成矿期次及成矿时代

1.成矿期次

野外地质调查和岩（矿）相学研究结果表明，同苏莫查干敖包萤石矿床相同，敖包吐矿区萤石矿的形成过程主要由早、晚两个阶段构成，即华力西期火山-喷发原生萤石矿沉积阶段和燕山期岩浆热液改造阶段。

（1）早二叠世原生萤石矿沉积阶段

萤石矿床产于下二叠统大石寨组三岩段顶部碳酸盐岩层位中，层位稳定，矿体呈层状产出，严格受碳酸盐岩层位控制。大石寨组三岩段顶部灰岩中见到沉积萤石。稀土元素特征也表明纹层状萤石矿石具有沉积成因。这些现象表明，早二叠世已有沉积萤石矿层或矿源层形成。

（2）燕山期岩浆热液改造阶段

敖包吐萤石矿床受后期改造强烈，矿石原生沉积特征已不明显，表明沉积萤石矿床形成之后，受到了热液改造作用。矿体围岩蚀变强烈，也反映了围岩受到了热液作用影响。野外地质观察可见，萤石矿捕虏了燕山期细晶花岗岩、呈细脉状充填于角粒状萤石中的萤石、充填于破碎带的骨架状萤石及形成于后期构造空间充填的伟晶状萤石应属于燕山期岩浆热液阶段形成的萤石。

2.成矿时代

敖包吐矿区成矿期次分为早二叠世原生萤石矿沉积阶段和燕山期岩浆热液阶段，SHRIMPU-Pb同位素年龄分别为276±10Ma和138±4Ma（许东青等，2008）。其成矿时代对应为早二叠世（华力西期晚期）和白垩纪早期（燕山期中期）。

（四）成矿物质来源

本区大石寨组二岩段流纹岩含CaF₂为0.36%～1.91%，三岩段炭质板岩及钙质砂岩含CaF₂为0.64%～2.84%，三岩段顶部灰岩含CaF₂一般为2%左右，最高达6.25%。分析认为，敖包吐萤石矿中的氟来源于其下伏岩层（内蒙古自治区102地质队，1988）。

（五）成矿作用及成矿模式

敖包吐萤石矿床与苏莫查干敖包萤石矿床同属一个萤石成矿区，对该矿床的成因认识较统一，认为属于沉积改造型矿床。

许东青等（2008）对敖包吐萤石矿床成矿作用进行了研究，部分引用如下：

1.初始矿源层的形成

研究认为，在早二叠世时期，苏莫查干萤石矿区及外围曾发生过一定规模的张裂构造作用，并且诱发中酸性岩浆活动。敖包吐萤石矿床与苏莫查干萤石矿及其他萤石矿点均产出于二叠系大石寨组的不同岩性段中，流纹岩、流纹质晶屑凝灰岩和炭质板岩构成敖包吐萤石矿床的直接围岩。早二叠世的海相火山活动在初期可能是以喷气作用为主，大量的CO₂，H₂O，H₂，CH₄和可能含HF和SiF₄的气体在海水压力的作用下溶解于海水中，形成各种F的配合物；随后火山作用可能转变为强烈的喷流形式，海水逐渐由酸性转变为碱性，在远离火山活动中心的地方，

2.燕山期中期岩浆活动对成矿的作用

初始矿源层形成后，自晚中生代以来，区域大地构造演化进入造山后伸展环境，地体之间相对水平运动，大规模的剪切带形成，深大断裂带重新活化，部分前寒武纪地块或下二叠统火山-沉积岩发生深熔或重熔作用，从而可能诱发钙碱性岩浆作用，产生兼具壳源和幔源地球化学特征的花岗质岩浆，经过一定程度的结晶分异作用上升、侵位形成大面积分布的花岗岩类侵入岩，燕山期敖包吐花岗岩体就是在这种机制下形成的。在这个过程中岩浆热液和下渗的大气降水不断的萃取矿源层中的F和可能重新活化的CaF₂，并在热液演化的后期阶段对碳酸岩盐进行交代，经过长期演化的逐渐亏损轻稀土元素的成矿热液和可能重新活化的CaF₂矿液，沿着大石寨组三岩段顶部和四岩组的底部形成的层间破碎带运移，交代初始矿源层和碳酸盐，并沉淀、结晶、析出，形成紫色—浅紫色细粒纹层状萤石矿石。随着碳酸盐岩的交代作用的进行，构造裂隙的空间不断加大，流体的温度不断降低，其成矿地质作用由初始的交代萃取向后期的裂隙充填演化，大量的CaF₂从流体中结晶析出，而形成靛青色、黄褐色至白色的伟晶状萤石矿。

许东青是成都地质学院毕业的吗