国内外萤石矿床的研究现状

萤石（CaF₂）具有广泛的用途：晶形完整色彩艳丽的萤石可以制作成精美的工艺品和装饰品； 在钢铁工业中，萤石是除渣剂、脱硫剂和脱磷剂的重要组分；在化学工业中，萤石是氟化工的上游原 材料，同时又是优良涂料、润滑剂、防腐剂、制冷剂和喷气燃料的主要成分；在医疗卫生方面，萤石 是制造特殊光学仪器和人造心脏瓣膜和人造骨骼原料的替代品；在核工业领域，氟化氢是提取UF₆ 的原料和分离²³⁵U的必不可少的溶剂；在地质科学领域，萤石是进行钐-钕、铷-锶同位素研究、稀土 微量元素研究和流体包裹体分析的理想矿物之一，是确定成矿物质来源的信息“存储器” 和流体运 移轨迹的 “探针”（Sallet et al.，2005）。

内蒙古自治区四子王旗北部苏莫查干敖包（以下简称苏-查）地区是我国北方萤石的主要产地。截至2008年底该地区的萤石原矿的开采量已经达到50万吨/年，两处年产10万吨的酸级萤石选矿厂 已建成投产，一处年产3万吨的氢氟酸化工厂正在四子王旗开工建设中。与我国其他地区的萤石矿床 不同，该地区的萤石矿床具有产出规模巨大、有用组分单一、品位高的特点，其中苏-查特大型萤石 矿床的矿石量可达1915.01×10⁴吨，平均CaF2含量为53.86％；敖包吐中型萤石矿床的矿石量可 达115×10⁴吨，平均CaF₂含量为78％；伊和尔萤石矿床的矿石量为16.07×10⁴ t，平均CaF2含量 为49.17％；另外，还有贵勒斯泰和西里庙等萤石矿化点。该成矿带位于华北板块与西伯利亚板块碰 撞的晚古生代褶皱带上，是白云鄂博—二连浩特稀土-铁-金-萤石成矿带的重要组成部分（聂凤军等，2007，2008）。因此，对该萤石矿化区的研究为深刻理解中亚造山带的萤石成矿作用提供了一个新的 窗口和启示，同时为在该区及邻区的萤石勘查和其他金属矿产的勘查均具有重要的指导意义。

萤石是内生热液矿床的产物，既可以与其他金属矿物伴生，也可以单独成矿，其容矿围岩种类繁 多，十分复杂。此外，萤石还是不同矿床类型和容矿围岩的有效指示矿物（Ekambaram et al.，1986； Sasmaz et al.，2005）。萤石可以在相当广泛的地质环境中产出，产出在不同的矿床类型和大地构造环 境中（Richardson et al.，1979；Ekambaram et al.，1986；Alvin et al.，2004）。从低-中等盐度的浅成 低温脉状矿床（Canals et al.，1993），到高温、高盐度的岩浆矿床（Strong et al.，1984；Ekambaram et al.，1986；Williams-Jones et al.，2000；Alvin et al.，2004）；从造山带到盆地（Ruiz et al，1988； Fanlo et al.，1998；Genc，2006）都可以产出。其容矿围岩可以是岩浆岩和变质岩，也可以是沉积岩，其中，岩浆岩可以从中基性到酸性，从火山岩到侵入岩。

20世纪80年代以前，萤石矿床研究工作基本集中在萤石矿床的产出地质环境和地质特征方面，对部分矿床地质特征和时空分布规律进行了细致全面的总结。自80年代以后，随着地球科学的全面 发展和现代成矿理论的进一步完善，地质学家通过元素地球化学、稳定同位素和放射性同位素与流体 包裹体研究，对萤石矿床的成矿物质来源、成矿物理化学条件、成矿流体的形成、物质组分、挥发性 组分和阴阳离子含量以及成矿物质在流体中的运移、富集和卸载的过程展开了全方位的研究，初步建 立了萤石矿床的成矿模式。

关于萤石矿床的分类，根据矿物组合，可将萤石矿床分为两大类，即单一萤石矿床和伴生萤石矿 床（徐少康等，2001）。苏-查萤石矿床属于前者，而白云鄂博铌-铁-稀土矿床（Yang et al.，2000； 张宗清等，2003）、湖南柿竹园钨-锡多金属矿床和贵州大厂锑-铁矿床（蔡华君等，1996）等属于后 者。根据萤石矿床容矿围岩和成矿地质特征将萤石矿床划分为5大类（陈先沛等，1994），即火山岩 型、沉积岩型、变质岩型、深成侵入岩型和矽卡岩型。根据萤石矿床成因将其划分为5类（Pires et al.，2004），第一类：产出于碳酸盐岩中的萤石矿床，其成因与密西西比型（Misissippi Valley-type） 矿床类似，在全球的灰岩地层中具有普遍性（Anderson，1975；Schneider et al.，1975；Sverjensky，1981；Richardson et al.，1988）；第二类：主要与碱性-过碱性岩浆岩有关的脉状萤石矿床，与岩浆热 液脉类矿床相似；第三类：产出于灰岩和花岗岩接触带的矿床，成因属于矽卡岩矿床；第四类：云英 岩型萤石矿，主要产出在花岗岩和与花岗岩有关的斑岩脉中的裂隙充填型萤石矿脉，如圣—劳伦斯萤 石矿床（Strong et al.，1984）；第五类：产生于次火山岩与灰岩接触带处的萤石矿，其成矿作用主要 与大气降水活动有关。

国内外矿床地质学家从元素地球化学、同位素地质学和流体包裹体的角度对萤石矿床进行了全方 位的研究，已经发表的论著俯拾皆是，论著主题主要有以下几个方面：

（1）岩浆活动和萤石成矿作用：如萤石成矿作用和碱性碳酸岩的关系（Ekambaram et al.，1986； Goff et al.，2004；Alvin et al.，2004）；花岗岩对萤石成矿作用的约束（Sato，1980；聂凤军等，2002，2008，2009a，2009b；Kinnarird et al.，2004；许东青等，2008a，2008c，2009）；

（2）构造控制和萤石成矿作用：如古喀斯特控制了密西西比型萤石矿床的产出位置（Genc.，2006），韧性剪切带对萤石的控制作用（Panlo et al.，1998）等；

（3）萤石矿物在贵金属矿产勘查中的意义：在金属成矿系统中萤石矿物的存在对铅、锌等贱金 属和金、银等贵金属的勘查与发现具有重要的指示意义（Sasmaz et al.，1993；Hill et al.，2000）；

（4）萤石矿床成因类型的判别：西方学者（Schnieder et al.，1975；Moller et al.，1976）根据稀 土元素地球化学特征，提出了岩浆气成成因、岩浆热液成因和碳酸盐岩沉积成因的划分；

（5）萤石矿床的包裹体和成矿流体演化：萤石包裹体和流体地球化学的研究（Bau et al.，1991，1992，1995，1996），鲜明地指出萤石是研究成矿流体的探针（Sallet et al.，2005），是成矿过程和成 矿作用的信息储存器（聂凤军等，2008）；

（6）流体的运移机制与成矿作用：构造阀的流体运移动力机制（Sibson et al.，1975，1988，1994）和热液系统的韧-脆性构造体系转换（Fournier，1999）提出为理解大型、超大型萤石矿床的成 因和流体的演化提供了新的视角；

（7）萤石在流体中的沉淀机制：萤石在成矿流体中溶解度的变化和萤石矿床的成因机制的探讨（Richardson et al.，1979a，1979b）表明，流体的降温作用、流体的混合作用、pH值的变化和水岩反 应等因素是萤石从成矿流体中沉淀析出成矿的主要机制。