辽宁萤石矿成矿条件和成矿规律探讨①

梁 帅

辽宁省地质矿产调查院，辽宁沈阳，110000



地质·矿床

辽宁萤石矿成矿条件和成矿规律探讨①

梁 帅*

辽宁省地质矿产调查院，辽宁沈阳，110000

提 要 辽宁是国内萤石重要产地之一，分布着阜新哈尔套-义县地藏寺、辽阳隆昌—金州杏树屯两个萤石成矿带，带内已发现大中型矿床7处、中小型矿床和矿（化）点60余处。通过对辽宁萤石成矿特征和地层、侵入岩、构造等控矿条件与成矿关系的分析，认为萤石成矿类型为中低温岩浆期后热液充填交代型，围岩类型主要为碳酸盐岩和硅酸盐岩；萤石成矿时期为燕山期、印支期和华力西期，且以燕山期为主；萤石矿体多赋存在花岗岩岩体内部断裂带或与围岩外接触带的断裂带位置。依据萤石矿床的地质特征和成矿规律，结合构造、岩石与围岩、地球物理与地球化学等找矿标志，圈定出6个成矿远景区。

关键词萤石 成矿条件 成矿规律 找矿标志 找矿方向

萤石，又称氟石，是工业上氟元素的主要来源，其产品广泛用于航天、航空、原子能、制冷、医药、电子和机械等领域。随着科技和国民经济的不断发展，萤石已成为现代工业中重要的矿物原料。辽宁省作为国内萤石重要产地之一，近年来随着开采强度的增大，主要萤石矿山也已面临中度以上的资源危机，因此进一步研究萤石矿成矿条件和成矿规律，统筹安排矿产资源勘查、开发、利用与保护迫在眉睫。

1 辽宁萤石矿产概况

辽宁大地构造分属中朝准地台、吉黑褶皱系和内蒙-大兴安岭褶皱系3个一级构造单元【1】，以赤峰-开原断裂为界，以南属中朝准地台，为一级构造单元的主体；以北为地槽区，柳河以西属内蒙-大兴安岭褶皱系，以东属吉黑褶皱系，其中中朝准地台经历了鞍山旋回和辽河旋回地台结晶基底形成阶段、中元古界-中三叠世盖层发育阶段、晚三叠世以后的大陆边缘活动带阶段。

据省内已有的萤石矿勘查和科研资料，萤石矿床、矿（化）点多产自中朝准地台区，且成矿明显受控于太古宇变质岩系、古元古界辽河群变质岩系、中元古界长城系、蓟县系等地层及华力西期、印支期和燕山期的构造岩浆活动【2】，经复杂地质作用最终形成了一系列大、中型萤石矿床。目前省内已发现萤石矿产地77处，其中大型矿床2处，中型矿床5处，小型矿床12处，矿（化）点58处。典型矿床有义县三宝屯大型萤石矿床、阜新杨家店大型萤石矿床、少冷中型萤石矿床和盖州瓦房峪中型萤石矿床等，其矿床地质特征见表1。

2 成矿条件分析

2.1 地层与成矿的关系

辽宁省已发现萤石矿床、矿（化）点的赋矿地层统计见表2。

表1 辽宁省典型大中型萤石矿床地质特征Table 1 Geological Characteristics of medium-sized fluorite deposit in Liaoning province

表2 萤石矿床（点）在各地层中的分布情况Table 2 Fluorite deposits around the layer distribution

从表2可知，萤石矿床（点）的赋矿地层主要为古元古界辽河群的里尔峪组、高家峪组、大石桥组和盖县组，中元古界长城系的常州沟组、大红峪组和高于庄组，中元古界蓟县系的雾迷山组，中元古代魏家沟岩群，奥陶系马家沟组和早白垩系义县组【2】。这些地层成为最重要的赋矿地层的原因：一是地层本身属于含F较高的背景区（表3），从表3中可知义县、锦州幅 F含量平均值为576.43×10-6，朝阳、下洼幅 F含量平均值为606.34×10-6，营口幅F含量平均值为601.88×10-6，分别为克拉克值（450×10-6，黎彤，1967）的1.28、1.35和1.34倍；二是有些含矿地层含Ca较高，如阜新杨家店萤石矿的赋矿围岩为魏家沟大理岩，本身含 Ca高，矿床附近还有新太古代小牵麻岭片麻岩和晚侏罗世二长花岗岩，据张寿庭等人（1998）对浙东南萤石型金矿研究时发现，产萤石地区片麻岩一般含F较高，结合表3可知晚侏罗世岩浆活动促使F和Ca在有利区域富集成矿；三是地层中脆性岩石所占厚度大，比例高，裂隙较发育，矿液易于循环，为容矿有利空间。

2.2 侵入岩与成矿的关系

辽宁省已发现萤石矿床、矿（化）点和赋存岩体的统计如表4：

表3 研究区各含矿地层F的丰度（×10-6）Table 3 Abundance of ore formation fluorine in the study area（×10-6）

表4 萤石矿床（点）在侵入岩中的分布情况表Table 4 Fluorite deposits distribution in the intrusive rocks

从表4中可以看出，萤石矿体围岩的花岗岩类型主要有二长花岗岩、花岗闪长岩、黑云母二长花岗岩和似斑状花岗岩，花岗岩侵入时代也基本是印支期和燕山期，据曹俊臣等人（1994）研究结果（表 5）可以看出，酸性岩在各类岩浆岩中含F最高，且印支、燕山两期花岗岩又是各时期侵入岩中含F最高的，所以萤石矿体围岩以印支期和燕山期花岗岩为主。辽宁省F富集的时代主要为早三叠世、侏罗纪和晚白垩世（表6），同样说明了辽宁萤石矿床赋矿岩体主要为印支、燕山两期花岗岩。

表5 我国不同岩性侵入岩和不同时代花岗岩的F含量（×10-6）Table 5 Fluorine content in different intrusive rocks and granites of different ages （×10-6）

表6 辽宁省各时代酸性岩F含量（×10-6）Table 6 Fluorine content of each age acid rocks in Liaoning province（×10-6）

从以上分析可知，花岗岩类岩石与萤石矿化关系密切【3～4】：一是花岗岩为萤石矿化提供重要的物质来源；二是花岗岩化作用过程中使外围岩石中的矿化元素活化再富集，应是形成萤石矿化的重要动力来源；三是花岗岩固结后，由于后期构造作用发生变形，为萤石矿化提供容矿空间，是萤石矿化的载体。

2.3 构造与成矿的关系

从辽宁省已发现萤石矿床、矿（化）点的矿区和区域构造特征看，省内萤石成矿作用受区域内北东向或北北东向构造控制，其次为北西向。徐大地等人（2004）研究辽宁义县萤石矿成矿与构造关系时，证实萤石矿床明显受断裂构造控制，构造型式和性质控制着萤石矿床的规模和质量【6】，构造既是成矿热液运移通道，更重要的是提供有效的成矿贮矿空间。从构造型式和性质上讲，背斜构造成矿最好，如三宝屯大型萤石矿床成矿控矿构造为一背斜构造；成群出现近于平行的压扭性断裂构造破碎带次之，如姚家沟萤石矿床成矿控矿构造为 NNE向张扭性断裂；以上两种性质的构造均能形成具有工业价值的萤石矿床。而张性（张扭性）构造破碎带中只能见到规模较小的萤石矿化，如三道壕萤石矿化点的成矿控矿构造为NWN向张扭性断裂。

从辽宁省全区范围审视，深部地球物理资料表明NW向构造切穿地壳，辽东地区燕山旋回火山岩与侵入岩分布轮廓，比辽西更清楚地显示NE 与NW向交叉成棋盘格状网络【7】，都说明NW向构造在中生代有强大的表现，这种沟通深部、又与NE向主体构造带正交的构造带具有在中新生带引发构造-岩浆-成矿的典型特点，为萤石成矿提供了必要条件。

3 成矿规律探讨

3.1 矿床类型

辽宁萤石成矿区属于滨太平洋成矿域的华北陆块北缘成矿带，带内萤石产于不同时代、不同岩性的地层中，矿体受各种断裂构造控制，成矿与华力西期、印支期和燕山期岩浆活动有关。从赋矿围岩角度来看，辽宁省萤石矿床、矿（化）点可分为碳酸盐中的中低温热液萤石矿床和硅酸盐岩石中的中低温热液萤石矿床两大类型【8～9】。3.1.1产于碳酸盐岩中的矿床 此类型矿床主要分布于辽西义县、阜新、朝阳一带【10～11】，矿床多呈似层状或透镜状，赋存于中元古界魏家沟岩群大理岩（杨家店萤石矿床）、长城系高于庄组和蓟县系雾迷山组白云岩及白云质灰岩的层间裂隙中（三宝屯萤石矿床），研究表明该类型矿床所需的F来自非火山作用的深部地质作用，而Ca则来自围岩（大理岩、白云岩或灰岩）。矿石类型主要有萤石矿型、重晶石-萤石矿型、硅化-重晶石-萤石矿型及重晶石矿型；矿石矿物为萤石、重晶石、方解石、白云石等；脉石矿物则为石英、碳酸盐及燧石；伴生金属矿物为褐铁矿、黄铁矿等；蚀变矿物为绢云母、黑云母、绿泥石、石榴石等。该类型矿床具有规模大，品位低的特征，CaF2含量一般 11%～52%，有的呈上富中贫下富变化趋势（杨家店萤石矿床）。

3.1.2 产于硅酸盐岩中的矿床 此类矿床主要分布于辽南盖州、辽西阜新、义县一带【10～12】。矿体围岩为花岗岩，其次为片麻岩、片岩，少数为安山岩。矿体赋存于构造破碎带中，以充填方式成矿为主。矿体在破碎带中多成群出现，形态为脉状、透镜状、网脉状、囊状等，规模大小不等。矿石呈角砾状、细脉状、块状、浸染状。矿石矿物有萤石、重晶石。脉石矿物有石英、方解石、燧石、蛋白石。伴生金属矿物有方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿等。矿石类型分为：萤石重晶石型，硫化物萤石型，石英方解萤石型等。硫化物萤石型主要伴生铅锌矿（瓦房峪萤石矿床）；围岩蚀变有硅化、绢云母化、绿泥石化等。该类型矿床多为贫矿石，CaF2含量一般15%～30%，富矿较少，仅有一部分CaF2含量在66%～85%（少冷萤石矿床）。

3.2 矿床成因

从已有矿床资料分析可知，省内各萤石矿床（矿点）控矿层位是不尽相同的，可以是沉积岩、变质岩或岩浆岩，但印支、燕山期构造岩浆活动则是共同的重要成矿控制因素；岩浆活动不仅带来了HF等挥发组分，并且形成了强大地热场，使循环下渗的大气降水成为热液，吸收上侵岩体释放的成矿组分和溶解围岩中的成矿组分，成为一种具有高度活泼性的含矿热液；含矿热液温度升高、体积膨大、比重减小，而内部压力增大，溶解的成矿物质增加，造成了温度、压力、浓度梯度差，含矿热液势必向降温、减压部位（近地表浅部构造裂隙带）运移；在运移途中，热液的蚀变作用还不断从围岩中萃取少量成矿组分，可是热液中F、Ca浓度继续升高，热液对围岩的蚀变作用及部分矿物的沉淀作用，使热液本身逐步形成自封条件，使内部压力、温度升高，F、Ca的溶解度也因此升高，当受到构造活动的影响，自封条件破坏，成矿热液迅速降温、减压，促使CaF2、SiO2等大量沉淀形成萤石矿床。

综上所述，辽宁省萤石矿床（点）属于中低温岩浆期后热液充填交代型。

3.3 矿床时空分布规律

通过区内70多个萤石矿床（点）的分析，矿床的时空分布规律如下：

3.3.1成矿时间分布规律 辽宁萤石矿主要形成于燕山期、印支期，少数形成于华力西期，与这些时期岩浆活动强烈具有密切关系。其中燕山早期（早侏罗世-早白垩世）为最主要成矿时期，因燕山期为辽宁省岩浆活动最强烈时期，岩体遍布全省【3】，阜新北部及盖州瓦房峪一带的萤石矿的赋矿花岗岩基本为燕山期花岗岩；印支期岩浆侵入活动也十分强烈，其中晚印支期侵入的二长花岗岩是主要的赋矿围岩，由于该期岩浆岩基本上集中在辽东太子河-浑江台陷南部边缘及其以南地区，因此，本省印支期花岗岩中的萤石矿床（点）分布在辽南营口一带，辽西印支期只有河坎子碱性岩体，无萤石矿化；华力西期辽宁北部内蒙-吉黑褶皱系一带岩浆活动造成大面积的花岗岩侵入，构成了省内著名的建平-西丰侵入岩带的主体组成部分，阜新长道沟萤石矿的赋矿围岩即为该期花岗岩。

3.3.2成矿空间分布规律 从大地构造单元层面上看，辽宁境内萤石矿床（点）89.61%分布在中朝准地台北缘，6.49%分布于吉黑褶皱系，3.09%分布于内蒙-大兴安岭褶皱系（这与后二者在辽宁省内出露局限有关）（图1）。在中朝准地台上，辽阳隆昌-金州杏树屯成矿带上分布有47个矿床（点），赋矿围岩基本都是印支-燕山期花岗岩，有少数矿点的赋矿围岩为辽河岩群变质岩（片岩、大理岩及浅粒岩）及新太古代片麻岩；阜新哈尔套-义县地藏寺成矿带，赋矿围岩为花岗岩及碳酸盐岩，花岗岩以燕山期花岗岩为主，少数为华力西期花岗岩，碳酸盐岩主要为大理岩（魏家沟岩群）及白云岩（长城系—蓟县系）。全省已探明的19个大、中、小型矿床，均位于三者内。

成矿带内萤石成矿受北东向或北北东向断裂带控制，断裂越发育，成矿的可能性就越大；已发现的萤石矿床（点）主要分布于燕山期花岗岩岩体内部断裂带或与围岩外接触带的断裂带内。矿点多数出露于长条状山脊、陡崖等正地形地带，表明其矿液沉淀有一定的垂向空间规律，找矿时要注意；萤石矿体多成群出现，并不是单一的矿点，如义县头道河乡一带，除头道河乡矿点外，还有峡山、三道壕、金羽等矿点。根据上述萤石矿空间分布规律，今后重点找矿区域应选择在已知矿点周围的低山地带。

图1 辽宁省萤石矿床空间分布和成矿远景区示意图Fig.1 The spatial distribution and metallogenic prospect areas of fluorite deposits in Liaoning province

4 找矿预测

4.1 找矿标志

依据辽宁省已产出萤石矿床的地质特征，结合成矿规律探讨内容，在构造、岩石、围岩蚀变、地球物理和地球化学等成矿条件方面总结找矿标志。

4.1.1 构造标志 应注意在受深断裂活动影响而形成的断陷盆地边缘隆起及盆地内的基底凸起部位中找矿，特别是较高氟背景区，阜新哈尔套-义县地藏寺成矿带即受控于此类构造；与区域构造线相一致的北东-北北东向的构造断裂带具有多次复活的特点，主要表现为先压扭，后张裂，这有利于成矿流体活动，形成有工业意义的萤石矿床；两组以上断裂复合部位常常是富矿发育部位，亦是很好的找矿目标。

4.1.2 岩石与围岩标志 花岗岩类、片麻岩类和碳酸盐岩类，因其具有刚性易碎、孔隙度大、渗透性好等特征；火山岩（火山碎屑岩、熔岩）也具有上述特征，虽只在哈尔套火山岩中发现萤石矿，也应成为今后找矿目标之一。

硅化、萤石化、高岭土化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化、冰长石化等围岩蚀变，是找萤石矿的良好标志，其中硅化与萤石矿脉紧密相伴，因硅化岩在表生条件下不易风化，故常形成正地形地貌，应引起足够重视。

4.1.3 地球物理与地球化学标志 磁场特征标志：辽西应重视强正剩余磁异常与强负剩余磁异常过渡区，辽东应重视平缓的正剩余磁异常区【10～12】。重力场特征标志：辽东应重视抚顺-长兴幔凸向千山幔拗过渡的陡坡带，辽西应重视阜新-凌源幔坡中莫氏面等深线弯曲拐折部位【10】和康平-彰武幔凸向阜新-凌源幔坡过渡的陡坡带【11】。

地球化学标志：F、CaO的区域丰度高值区，如卧龙泉（高点中心，F的丰度为1258.9×10-6～1458.2×10-6，CaO为1.6%～1.8%）【13】，F、CaO异常套合程度高，异常规模与矿床规模一致；水化学F异常区域也应引起重视。

4.2 成矿远景区圈定与评价

依据萤石成矿规律和找矿标志，主要在省内两大萤石成矿带及附近圈定成矿远景区（图1），并对具有找矿潜力地区进行地质评价。

阜新哈尔套-义县地藏寺萤石成矿带：圈定成矿远景区有红帽子-哈尔套萤石远景区（①）、地藏寺-金家屯萤石远景区（②）、八百垄-杨家杖子萤石远景区（③），其中前两者成矿潜力较大。红帽子-哈尔套萤石矿远景区，位于成矿带北端奎德素-魏家沟构造-岩浆带，区内主要分布白垩系孙家湾组及义县组以及魏家沟岩群片岩、石英岩、大理岩，四堡期-燕山晚期中酸性岩浆岩发育，中元古界魏家沟岩群在花岗岩类中成捕虏体；岩体内北西向张性构造裂隙发育；区内各萤石矿与岩体及其内的构造密切相关；区内重力剩余负异常区萤石矿点密集，已知有中型矿床2处，小型矿床2处，矿点9处。地藏寺-金家屯萤石矿远景区，位于萤石成矿带西南端，构造处于朝阳盆岭构造柳河沟-南票穹起与金岭寺-羊山盆地交容处，区内分布中元古界大红峪组、高于庄组白云岩，被极其发育的中生代火山岩分割包围。在火山岩及白云质灰岩中的北东、北西向构造带是区内萤石矿赋存部位。区内已知有大型矿床1处，小型矿床3处，矿点9处。

辽阳隆昌-金州杏树屯中生代萤石成矿带：卢屯—唐望山萤石远景区（④）、隆昌-八会萤石远景区（⑤）、大旺山-双山萤石远景区（⑥），其中卢屯-唐望山萤石矿远景区成矿潜力较大，位于成矿带北端，构造位置处于营口-宽甸隆起之西，区内主要分布辽河岩群大石桥岩组、里尔峪岩组及盖县岩组，广泛发育三叠纪及侏罗—白垩纪闪长岩、花岗岩类，其大面积侵入辽河岩群。在岩体内的构造带中及岩体与辽河岩群接触带处是区内萤石矿化的重要部位。区内已知有中型矿床1处，小型矿床3处，矿点12处。

5 结论

（1）辽宁下元古界辽河群、中元古界长城系和县系、中元古代魏家沟岩群、奥陶系马家沟组和早白垩系义县组等地层出露相对广泛，且地层本身含F高或含Ca高，具有萤石找矿潜力。花岗岩为萤石矿化提供了成矿物质、动力来源和容矿空间，因此花岗岩与上述地层接触带，是萤石找矿重点方向。压扭性断裂为有利储矿构造，北东向或北北东向构造控矿作用明显。

（2）辽宁萤石矿体围岩主要为碳酸盐岩类和硅酸盐岩类，成矿类型为中低温岩浆期后充填交代型。成矿时期主要为燕山期、印支期，其次为华力西期，与这些时期强烈的浆活动关系密切；萤石矿床（点）主要沿阜新哈尔套-义县地藏寺、辽阳隆昌-金州杏树屯两成矿带分布，带内萤石矿床（点）主要产出于燕山期花岗岩岩体内部断裂带或与围岩外接触带的断裂带内。

（3）依据萤石矿成矿条件和成矿规律分析，结合构造、岩石与围岩、地球物理与地球化学等找矿标志，圈定红帽子-哈尔套、地藏寺-金家屯、卢屯-唐望山、八百垄-杨家杖子、隆昌-八会和大旺山-双山等6个萤石成矿远景区，为下一步萤石勘查找矿工作提供依据。

参 考 文 献

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12 杨泉泽，陈荣度. 榜式堡幅 K-51-126-C、接官厅幅K-51-126-D、卧龙泉幅K-51-138-A、李家堡子幅K-51-138-D 1/5万区域地质调查报告［R］. 大连：辽宁省地质矿产局区域地质调查队，2002

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Liaoning is one of the important domestic origin fluorite， the distribution of Fuxin Hal sets - Yixian Zang， Liaoyang Longchang - Golden State xingshutun two fluorite metallogenic belt， it has been found with a mid to large deposit 7， sized ore deposits and （of） more than 50 points. The author of Liaoning fluorite mineralization and stratigraphic features， intrusive rocks， tectonic and other ore-controlling conditions and metallogenic analysis to investigate the relationship between mineralization regularity； that the fluorite mineralization type to low temperature magmatic hydrothermal filling and replacement， Wai the main types of rock silicate rocks and carbonate rocks； fluorite mineralization period of Yanshan， Indosinian and Variscan and Yanshan of the main； fluorite ore bodies are hosted by more granite rock mass fracture or fault with the contact position of the belt and the outer wall rock. Based on geological characteristics and metallogenic regularity fluorite deposits， combined structure， rock and rock， and other geophysical and geochemical prospecting signs，delineation of mineralization prospect area， the next step fluorite exploration and prospecting work carried out an important reference and significance.

Keywords: fluorite，metallogenic conditions，metallogenic regularity，prospecting indicators，prospecting direction

中图分类号：P619.215

文献标识码：A

文章编号：1006-5296（2016）02-0085-08

基金项目：①本文得到中国地质调查局地质调查子项目“辽宁省盖州—大石桥地区矿产地质调查（12120113058900）”的资助。

* 作者简介：梁帅（1986～），男，主要从事区域地质矿产调查与研究工作，工程师

收稿日期：2016-01-22；改回日期：2016-02-01

DISCUSSION FLUORITE METALLOGENIC CONDITIONS AND METALLOGENIC REGULARITY OF LIAONING PROVINCE

Liang Shuai
Geology and Mineral Resources Survey Institute of Liaoning Province， Shenyang，110000

Abstract