内蒙古东七一山萤石矿微量、稀土元素特征及对成矿物质来源的指示

刘天航; 高永宝; 刘家军; 魏立勇; 唐卫东; 李宗会; 何佳乐; 李嘉伟

doi:10.12029/gc20220816002

内蒙古东七一山萤石矿微量、稀土元素特征及对成矿物质来源的指示

1. 中国地质调查局西安矿产资源调查中心, 陕西西安 710000;
2. 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院, 北京 100083;
3. 中国地质调查局西安地质调查中心, 陕西西安 710000

基金项目:

陕西省自然科学基础研究计划（2023-JC-QN-0362）、中国地质调查局地质调查项目（ZD20220305）联合资助。

详细信息

作者简介:
刘天航，男，1989年生，工程师，从事矿产地质调查及矿床地球化学研究工作；Email:412407885@qq.com。

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出版历程
- 网络出版日期: 2024-02-03

Characteristics of trace and rare earth elements in Dongqiyishan fluorite deposit, Inner Mongolia: Indication of ore-forming material sources

1. Xi'an Center of Mineral Resources Survey, China Geological Survey, Xi'an 710000, Shaanxi, China;
2. School of Earth Sciences, China University of Geosciences(Beijing), Beijing 100083, China;
3. Xi'an Center of China Geological Survey, Xi'an 710000, Shaanxi, China

Funds:

Supported by the natural science basic research program of Shaanxi Province (2023-JC-QN-0362) and the project of China Geological Survey (No.ZD20220305).

摘要

摘要: 【研究目的】东七一山萤石矿是北山成矿带东段与碱长花岗岩有关的超大型萤石矿，矿体主要赋存在碱长花岗岩、大理岩及安山岩中，受北东向、近南北向断裂构造控制。【研究方法】本文在对东七一山萤石矿床地质特征研究基础上，开展矿床萤石和围岩的稀土、微量元素地球化学特征研究。【研究结果】结果显示，萤石微量元素曲线变化趋势一致且相对地壳明显富集Bi、Cd和Mo等高温元素，表明这些萤石样品具有高温成矿及同源性特征。萤石与碱长花岗岩具有相似的稀土元素地球化学特征，10件萤石样品的Y/Ho比值范围为21.02~28.52； La/Ho比值为3.58~15.23；样品均落在Tb/La-Tb/Ca图解的热液成因区；萤石的Sm/Nd比值为0.26~0.42，碱长花岗岩的的Sm/Nd比值为0.30~0.33； δEu值为0.60~0.64，平均值为0.62，表现为显著的负异常； δCe值为0.89~0.94，平均值为0.91，显示弱的负异常。【结论】结合矿床地质特征，认为东七一山萤石矿床为中高温岩浆热液脉状萤石矿床，属于区内与碱长花岗岩有关的钨锡稀有萤石成矿系统的产物，成矿流体以岩浆热液为主，成矿物质F主要来源于深部碱长花岗岩大岩体，Ca主要来源于大理岩地层。
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Abstract: This paper is the result of mineral exploration engineering. [Objective] The Dongqiyishan fluorite deposit is a super-large fluorite deposit, which is related to alkali feldspar granite in the eastern part of the Beishan metallogenic belt. The orebodies are hosted in alkali feldspar granite, griotte and andesite, which are controlled by the rupture and fracture zones near SN or NE dipping. [Methods] On the basis of studying the geological characteristics of Dongqiyishan fluorite deposit, carry out the studies of rare earth and trace elements geochemistry of fluorite and wall rocks in the fluorite deposit. [Results] The results show that the trace elements curves in fluorites are consistent, and obviously enriched in high-temperature elements such as Bi, Cd and Mo relative to the crust values, indicating that these fluorite samples have the characteristics of high temperature mineralization and homology. Fluorites and alkali feldspar granites have similar geochemical characteristics of rare earth. The Y/Ho ratios of 10 fluorite samples are ranging from 21.02 to 28.52, the La/Ho ratios ranging from 3.58 to 15.23. The samples all falling into the hydrothermal region of Tb/La-Tb/Ca diagram, except one close to the sedimentary. The Sm/Nd ratios of fluorites ranging from 0.26 to 0.42, and the Sm/Nd ratios of alkali feldspar granites ranging from 0.26 to 0.42. The δEu vaule ranging from 0.6 to 0.64, and the δCe vaule ranging from 0.89 to 0.94. [Conclusions] Combined with the geological characteristics of the deposit, It is considered the genetic type of the deposit is medium-high temperature magmatic hydrothermal filled type, which belongs to the tungsten-tin-rare -fluorite metallogenic system related to alkali feldspar granite in the area. The ore-forming fluid of Dongqiyishan fluorite deposit is mainly magmatic hydrothermal. The ore-forming material F mainly comes from the deep alkali feldspar granite body, and the Ca mainly comes from the marble strata.
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1.   研究目的（Objective）

近年来，新疆阿尔金西段萤石找矿取得的重大突破。萤石矿主要分布于卡尔恰尔—阔什区域性大断裂（阿中断裂）以南的晚奥陶世碱长花岗岩侵入体内及其外接触带附近的富钙质岩系中，圈定了卡尔恰尔—小白河沟、盖吉克—亚干布阳、布拉克北—皮亚孜达坂、托盖里克东南—阿其克南4条沿北东向断裂分布的萤石矿带，整个远景区CaF₂资源量已达3500万t以上。中国地质调查局西安矿产资源调查中心于2021—2023年对阿尔金西段小白河沟—克鲁求干道班一带开展了矿产调查评价，在小白河沟地区新发现热液充填型萤石矿产地1处，估算萤石的潜在资源达大型规模，对于拓展阿尔金地区萤石矿床具有借鉴意义。

2.   研究方法（Methods）

在对小白河沟地区以往地物化遥成果资料综合研究基础上，结合本次遥感蚀变异常提取和构造解译圈定了重点工作区，通过开展1∶10000地质草测、1∶10000岩石地球化学剖面测量、1∶500地质剖面测量、槽探及钻探等工作，在小白河沟共圈定萤石矿体21条，实现了找矿突破。通过典型矿床对比，总结了区内萤石矿成矿规律，初步建立了找矿模式，分析了区域萤石成矿潜力及找矿前景。

3.   研究结果（Results）

研究区出露地层基底主要为古元古界阿尔金岩群a岩组和b岩组，二者呈构造面理接触关系。阿尔金岩群a岩组为萤石主要赋矿地层，该岩组出露的岩石类型主要为黑云斜长片麻岩、黑云二长片麻岩、斜长变粒岩、石英岩、大理岩，局部夹有角闪斜长片麻岩（图1b）。区内断裂较为发育，期次较多，主要呈北北东向、北东向、南东东向，南东东向断裂主要与区内的萤石矿化关系密切。地层中岩脉极为发育，在接触带可见岩石具萤石化、钾长石化、碳酸盐化、绿帘石化、硅化等围岩蚀变。

图 1 区域构造位置图（a）、矿区地质简图（b）、勘探线剖面图（c）及萤石矿岩心（d）

Figure 1. Regional structure location map (a), brief geological diagram of ore district (b), prospecting line profile map (c) and cores specimen of fluorite deposit (d)

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在小白河沟共圈定萤石矿体21条（图1c），长100~1130 m，厚度0.7~4.68 m，矿体沿走向延续性较好，沿倾向呈透镜体状，断续产出，斜切岩体和变质岩，有“膨大缩小”变化，部分呈“透镜体”、“扁豆体”断续分布，主矿体旁侧发育少数分枝。矿体品位23.2%~82.4%，平均品位32.2%，钻孔深部验证效果良好。矿石主要以块状、纹层状为主，主要矿物为萤石，局部发育方解石、带云母和少量石英。萤石以紫色、紫黑色为主，少量呈白色或绿色，具粗晶结构、自形—半自形及他形粒状结构。矿石工业类型主要是CaF₂型、CaF₂–CaCO₃型。围岩蚀变以碳酸盐化、带云母化、钾化、黄铁矿化、绿帘石化、角闪石化等为主。初步估算CaF₂资源量117.42万t，具大型萤石矿床远景。

4.   结论（Conclusions）

（1）小白河沟萤石矿是阿尔金西段萤石找矿新发现，这一发现拓展了区内萤石矿向西延伸的空间，同时本次工作区内多数矿体走向和深部延伸均未封边，仍具有较大找矿潜力。

（2）本工作发现了品位较富的大型萤石矿，拓宽了区域找矿思路，具有重要借鉴意义，同时为阿尔金瓦石峡南—卡尔恰尔萤石锂大型资源基地建设提供了有力支撑。

5.   基金项目（Fund support）

本文为中国地质调查局项目（DD20190143、DD20211551、DD20243309）、陕西省自然科学基础研究计划项目（2023−JC−YB−241）、中国地质调查局自然资源综合调查指挥中心科技创新基金项目（KC20230011）联合资助的成果。