敖包吐萤石矿床位于苏-查矿床的西南方向10余千米处,产出在大石寨组第三岩性段碳酸盐岩- 碎屑岩建造的地层顶部和第四岩性段的流纹质凝灰岩的层间破碎带之间。矿床分为南、中、北3个矿 段,其中南敖包吐在20世纪60年代由内蒙古地质局207队发现,北敖包吐和中敖包吐矿段在1980 年由牧民发现,1988年10月内蒙古自治区102地质队对该矿进行详查,共探明萤石的“333+334” 级矿石量115.41万吨,平均CaF2含量为78%。本次研究对象主要是北敖包吐萤石矿床。
一、矿床地质
矿区出露的地层主要为下二叠统大石寨组,主要是第二、第三和第四岩性段。萤石矿床(点) 在该区域的出露有3个层位(图3-8):北敖包吐萤石矿床产出于大石寨组第三岩性段的顶部与第四 岩性段底部之间的层间破碎带中,由于燕山期似斑状花岗岩的侵入,第三、第四岩性段的部分流纹质 晶屑凝灰岩和流纹岩经历了接触变质作用形成长英质角岩、二云母角岩、石榴子石二云母角岩、碳质 绢云绿泥斑点板岩和红柱石板岩等;中敖包吐萤石矿点产出于第三岩性段和燕山中期花岗岩的接触带 上(图3-8);而南敖包吐萤石矿点则产出于大石寨组第二岩性段和第三岩性段之间的层间破碎带上,南敖包吐萤石矿点与苏-查萤石矿床属同一层位产出。
矿区出露的侵入岩类主要是燕山中期的卫境花岗岩,主要岩石类型有似斑状中粗粒黑云母花岗岩 和细粒花岗岩。岩体中产出有细粒花岗岩脉体,局部脉体具有萤石矿化,但不具有工业价值。岩体与 大石寨组呈侵入接触关系。另外,在岩体与地层的外接触带上形成接触变质蚀变带,是区域矽卡岩带 的一部分。主要变质矿物有石榴子石、白云母、绢云母、绿泥石、红柱石、方解石和石英等(图3-9)。
研究区位于西里庙向斜的南东翼。由于燕山中期花岗岩的侵入,区内褶皱形态更为复杂,失去了 完整性。北敖包吐萤石矿床应该位于区域马尼提-北敖包吐背斜的撒开端部位。研究区内的构造形态 主要以断裂构造为主,分为容矿构造和破坏性构造两类。区内主要的容矿构造为各地层岩性段之间的 层间破碎带。北敖包吐萤石矿床的容矿构造为F2断层(图3-8)。断层岩在大石寨组三、四岩性段接 触部位附近发育,断层带中角砾岩较为发育。断层与地层产状基本一致,走向北东,倾向南东,倾角 70°左右。断层南部走向北西,倾向南西,倾角38°~50°,断层由压性转化为张性。断层长度大于630 m。区内的次级断裂较为发育,为一组横切矿体的断层,但多数对矿体的破坏不大。发育于第 15~第23勘探线之间的次级断层对萤石矿体产生了破坏,最大矿体平面位移达60 m。
矿体主要赋存于大石寨组第三、第四岩性段接触面附近的层间破碎带中(断层F2)。矿体由上、 下两层组成,往东北方向矿脉有会合的趋势,但仍可以基本分开。下层矿体长630 m,厚度0.8~ 9.91 m,平均厚度3.52 m。上层矿体长630 m,厚度0.17~13.29 m,平均厚度3.93 m。上、下矿层 之间夹层为第四岩性段底部的长英质角岩,两矿层近乎平行产出。矿脉走向北东42°,倾向132°,倾 角70°。矿脉在南西段受断层的破坏作用发生断裂、平移,其最大平移距离在平面上可达60 m左右。钻探工程控制的矿体沿倾向延伸的最大铅垂深度为110 m(图3-10)。
图3-8 敖包吐萤石矿区萤石矿床(点)分布地质图
图3-9 敖包吐萤石矿床的地质露头(位置在8线处露天采坑)
图3-10 北敖包吐萤石矿地质图(据许东青,2008b)
二、代表性矿石
敖包吐萤石矿床的代表性矿石类型依据主要矿物组合可以划分为两类:石英-萤石型和石榴子石- 石英-萤石型,以石英-萤石型矿石为主。
石英-萤石型矿石分布于整个矿体,是主要的矿石类型,主要由萤石组成,其次为石英和长石。萤石的含量在80%以上,石英的含量为10%左右,而长石的含量在5%左右。石榴子石-石英-萤石型 矿石分布于矿脉北东段近底板处,其分布不具普遍性,为次要矿石类型。矿石主要由石榴子石(10%)、石英(15%~20%)和萤石(50%~60%)组成。
矿石类型依结构、构造的差异划分为:(1)细晶块状萤石矿石,灰白色、黄褐色、浅紫色,具交代 结构,块状构造。矿物主要为萤石(>90%),其次为长英质、铁矿物等。萤石粒径为0.6~ 0.8 mm,呈次棱角状紧密镶嵌,自形到半自形。(2)似层状萤石矿石,呈浅灰色、浅紫色,具交代结 构。矿物主要成分为萤石(60%~70%)、长石(10%)和石英(10%),无论是萤石,还是长石和 石英,其颗粒直径都小于0.1 mm。(3)环带状、同心圆状萤石矿石,呈环带状,杂色,具伟晶结构,似同心圆构造。矿石的外貌多形成不规则的椭球状或枕状、葡萄状等,球体的中心一般为成矿早期阶 段的细晶块状萤石矿石或纹层状萤石矿石。由内向外萤石颗粒呈柱状不断增大。(4)格架状萤石矿石,呈浅紫色、黄褐色等,具交代细晶结构,网格状构造,格架主要为萤石(90%)和石英(10%)组 成,萤石的粒径为0.8~2 mm,呈他形-半自形;石英呈他形粒状,粒径小于0.2 mm。
萤石成矿作用可分为早、晚两个阶段。早期成矿阶段形成的萤石矿石多为细晶块状、似层状萤 石,而晚期成矿阶段形成的萤石矿石主要为环带状、同心圆状、格架状和伟晶状、梳状等。
三、围岩蚀变特征
图3-11 北敖包吐萤石矿床的08线地质剖面图
敖包吐萤石矿床的主要围岩蚀变类型与苏-查萤石矿床基本一致,主要为高岭石化,硅化、绿泥 石化、绿帘石化和褐铁矿化等。高岭石化为主要的蚀变类型,在整个萤石矿化带中都很发育,主要形 成于矿层顶、底板的岩石中,在北敖包吐萤石矿床中,近矿顶板(二云母角岩)蚀变带的宽度一般 为0.5~1.0 m,蚀变带的宽度与萤石矿脉的厚度成正比,矿体厚大处蚀变带的宽度也大,反之亦然(图3-11)。
硅化蚀变主要见于矿层底板的长英质角岩、片理化流纹岩中,在萤石矿层中则呈石英细脉产出,其规模较小,分布也没有规律。绿泥石化、绿帘石化蚀变主要分布在矿脉顶、底板的围岩中,一般与 高岭石化伴生产出,但其分布没有规律,也不具有普遍意义。褐铁矿化在矿化带中发育较为普遍,多 是萤石矿石中零星产出的黄铁矿等硫化物在后期氧化的结果,这种蚀变类型应该与萤石的成矿作用无 关,是成矿后次生变化的结果。