辽宁阜新季家窝堡地区萤石矿地质特征及找矿方向探讨

胡墨田

中化地质矿山总局地质研究院，河北 涿州 072754

季家窝堡萤石矿区位于辽宁省彰武县哈尔套镇及满堂红乡境内（北西方向）。本区自 1973年至2013年先后有辽宁省的多家地勘单位做过普查工作，现已查明的萤石资源量（333）18.1408万t，CaF2资源量9.9532万t，矿体平均品位52.90%。该区及其外围萤石矿近几年有重大发现，在阜蒙县的建设、平安地、塔营子及彰武县哈尔套等地已探明中型萤石矿床2处，小型矿床4处，矿床成因类型为花岗岩内热液充填交代型萤石矿床和产于碳酸盐岩石内的热液充填交代型萤石矿床。

本文在分析季家窝堡萤石矿区成矿地质背景和矿体地质特征资料的基础上，对该区萤石矿成矿规律、矿床成因及找矿标志进行了探讨。

1 区域成矿地质背景

该区大地构造位置位于华北地台北缘内蒙地轴（Ⅰ）建平台拱（Ⅰ2）东段的旧庙断凸（Ⅰ21-3）东北部。

1.1 地层

区域出露太古界建平群、古生界石炭系、中生界白垩系以及第四系【1】。以中生界义县组（K1y）最为发育，现由老至新叙述如下：

（1）太古界建平群（Ar）

建平群依据其变质岩石组合、岩石特征、矿物成分及原岩建造类型，可分为大营子组（ArJnd）和瓦子峪组（ArJnw）。

大营子组（ArJnd）：零星出露于区域南部的塔营子—少冷一带，岩性为大理岩、石英岩、硅质条带大理岩夹变粒岩、片麻岩等。

瓦子峪组（ArJnw）：零星出露于区域东南部，岩性为各种片岩、变粒岩夹大理岩，出露较局限。

（2）古生界石炭系（C）

石炭系中统家道沟组（C2j）分布于该地区西部，出露较少，岩性为灰岩、砂岩及板岩。

（3）中生界白垩系（K）

白垩系地层为义县组（K1y）火山岩，主要分布于区域东部及南部一带，岩性为安山岩、集块岩、凝灰质砂页岩等。

1.2 构造

区域内构造主要为断裂，有四堡子一旧府逆冲断裂系和哈尔套街断裂带。

四堡子—旧府逆冲断裂系：是区内出露最长的逆冲构造系，走向NE70°，出露长度约20km。逆冲断层内，破碎带宽达200m，具糜棱岩和碎裂岩，挤压片理极发育。该带隶属于赤峰—开原大断裂的一部分，形成时间早，活动时间长，规模大，切割深，构成内蒙地轴与华北陆块的分界线。

哈尔套街断裂带：出现于哈尔套街附近，由5条北北东向压扭性断层和 3条张扭性断层组成。最长的断层长约9km，走向北东30°，南东倾，倾角70°，破碎带宽1～2m，形成碎裂岩、糜棱岩，具片理化和挤压透镜体，挤压特征显著，常见断层泥，在断裂带内可见萤石矿化。

1.3 岩浆岩

区内侵入岩发育，遍布全区，可分为海西期和燕山期，岩石类型以酸性侵入岩为主。

海西期侵入岩（γ43-2）主要见于区域西部和南部，为平安地岩体的一部分，主要岩石类型为二长花岗岩，局部为花岗岩。侵入期次为海西期第二阶段。

燕山期侵入岩（γ52-1）在区内大面积出露，是蔡达马岩体的一部分，属于建平—西丰燕山早期第二阶段侵入岩，以岩基形式产出。岩体呈不规则状，长轴近南北向延展，岩体相带不甚发育。岩性主要为黑云母二长花岗岩。

区域内脉岩较发育，岩性较复杂，主要有石英岩脉、闪长岩脉、花岗斑岩脉。一般呈NNE向、NE向展布，严格受断裂构造控制。

2 矿区地质特征

2.1 地层

区内出露地层主要有：太古界建平群大营子组（ArJnd）大理岩、绿泥石片岩；中生界白垩系义县组（K1y）火山碎屑岩、熔岩；第四系冲洪积层（Q）。

建平群大营子组（ArJnd）：主要为大理岩、绿泥石片岩，该组呈扁豆状残留体零星分布于架子山和季家窝堡一带，出露面积较小。

中生代早白垩系义县组（K1y）：主要为火山碎屑岩及熔岩，分布于普查区北部三喇嘛营子和南部的两家子一带，出露面积为1km2，与花岗岩呈不整合接触。主要岩性为暗灰色、紫红色安山岩。

新生界第四系（Q）：矿区内第四系覆盖面积较大，厚薄不一，最厚可达8m，薄处仅0.2～0.6m，一般 1～3m，主要有残坡基层，洪积冲积层、风砂层及细砂，砾石和粘土组成。

2.2 构造

区内构造较发育，以燕山期东西向脆性断裂构造为主，其次为北西向断裂。有四堡子—旧府东西向断裂和北西向断裂（F1和F2）。

四堡子—旧府东西向断裂位于本区中北部，为一近东西向断裂，主要切割海西期和燕山期花岗岩。该断裂南侧发育 F3、F4、F5、F6、F7和F8共6条次一级张扭性断裂，属含矿构造，有3条含矿蚀变带，分别为Ⅰ号构造蚀变含矿带、Ⅱ号构造蚀变含矿带和Ⅲ号构造蚀变含矿带。

Ⅰ号构造蚀变含矿带：位于矿区架子山南部，主要断裂包括F3和F4断裂，该蚀变带走向北东55°左右，长度大于 100m，最宽 25m。带内见有萤石矿，花岗岩及花岗斑岩角砾，Ⅰ1、Ⅰ2和Ⅰ3号矿体即赋存于该构造蚀变含矿带内。

Ⅱ号构造蚀变含矿带：位于矿区（架子山）北部Ⅱ号构造蚀变含矿带的北侧，主要断裂包括F7和F8断裂，带长175m ±，宽5m。倾向140°，倾角平均 175°。构造带内具有萤石矿、花岗岩、安山玢岩等角砾。带内见有一条近南北向滑动断层，Ⅱ1、Ⅱ2和Ⅱ3矿体赋存于其中。

Ⅲ号构造蚀变含矿带：位于矿区中部（架子山南坡）Ⅰ号构造蚀变含矿带的西北侧，主要断裂包括F5和F6断裂，带长178m ±，宽度一般2～3m，倾向140°～150°，倾角55°～75°，Ⅲ1和Ⅲ2矿体均赋存其中。

F1断裂分布于架子山南东850m处，往往被后期构造改造、破坏而断续出露，表现较早的活动性。F2断裂分布于架子山南部，断裂附近有建平群大营子组绿泥片岩残留体，残留体宽度0.1～0.5m，接触部发黑，可见断层泥，该断裂走向320°，南西倾，倾角65°。

2.3 岩浆活动

区内主要有海西期侵入岩（γ43-2）及燕山期侵入岩（γ52-1）。

海西期侵入岩（γ43-2）：主要岩性为黑云母花岗岩，约占岩体出露面积的 45%，呈岩基产出，属哈尔套—四堡子岩体东缘部分。

燕山期侵入岩（γ52-1）：在区内大面积出露，约占岩体出露面积的 54%。属蔡达马岩体的一部分。岩性主要为中细粒二长花岗岩、正长花岗岩及花岗闪长岩。

脉岩局部有出露，主要为安山玢岩、花岗斑岩、石英脉岩、花岗伟晶岩脉和辉绿岩脉等。

3 矿体地质特征

3.1 矿体地质特征

季家窝堡矿区萤石矿主要赋存于 3条构造蚀变含矿带中【2】，共发现了 8条矿（化）体，其中Ⅰ号构造蚀变含矿带包括Ⅰ1、Ⅰ2和Ⅰ3矿体，Ⅱ号构造蚀变含矿带包括Ⅱ1、Ⅱ2和Ⅱ3矿体；Ⅲ号构造蚀变含矿带包括Ⅲ1和Ⅲ2矿体。

3.1.1 Ⅰ号构造蚀变含矿带 Ⅰ号构造蚀变含矿带包括Ⅰ1、Ⅰ2和Ⅰ3矿体，该含矿带赋存于燕山早期第三阶段黑云母二长细粒花岗岩破碎蚀变带中。该破碎蚀变矿带整体呈灰白—灰褐色，由细粒花岗岩和建平群大营子组绿泥片岩、泥岩、萤石构造破碎形成不规则的角砾及蚀变矿物组成。

Ⅰ1 号矿体：位于Ⅰ号构造蚀变含矿带的最东端，与含矿构造F3断裂产状基本一致，北东延伸。沿走向和倾向有收缩、膨胀现象，矿体走向60°，倾向南东，倾角75°，深部有变陡趋势。地表控制延长62.90m，延深42.50m，沿倾向往深部矿化强度逐渐减弱。矿体形态呈脉状或透镜状，与围岩界线较清楚，顶板围岩为硅化构造角砾岩。矿体厚度0.70～3.00m，平均厚1.80m。矿体CaF2平均品位45.77%。

Ⅰ2 号矿体：位于Ⅰ号构造蚀变含矿带的中部，北东延伸，沿走向和倾向有收缩、膨胀现象。矿体走向60°，倾向南东，倾角78°，深部有变陡趋势。沿倾向往深部矿化强度逐渐减弱，矿体形态呈脉状或透镜状，与围岩界线较清楚，局部有褐铁矿化。矿体厚度0.30～2.00m，平均厚1.05m，矿体CaF2平均品位78.20%。

Ⅰ3号矿体：位于Ⅰ号构造蚀变含矿带的最西端，与含矿构造F3断裂产状基本一致，北东延伸，推测延长39.2m，延深50m，矿体走向60°，倾向南东，倾角75°，深部有变陡趋势。近地表矿体真厚度0.32～2.00m，平均厚1.10 m。沿倾向往深部矿化强度逐渐减弱。矿体形态呈脉状或透镜状，与围岩界线较清楚。矿体CaF2平均品位34.05%。3.1.2 Ⅱ号构造蚀变含矿带 Ⅱ号构造蚀变含矿带包括Ⅱ1、Ⅱ2和Ⅱ3矿体，该含矿带赋存于燕山早期第三阶段黑云母二长细粒花岗岩破碎蚀变带中。该破碎蚀变矿带整体呈灰褐色，由细粒花岗岩和建平群大营子组绿泥片岩、泥岩、萤石构造破碎形成不规则的角砾及蚀变矿物组成。

Ⅱ 1矿体：位于Ⅱ号构造蚀变含矿带的东端，受断裂F7和F8控制，基本为两断裂交汇之处，明显和F7断裂产状基本一致，北东延伸，西南端被F8断裂截断，该矿体曾被辽宁省第四地质大队进行过评价，完成探槽工作量 1064.5m3采样 47个，探求矿石储量47542 t，萤石储量30031 t。

Ⅱ 2号矿体：位于Ⅱ号构造蚀变含矿带的西南部，两端尖灭于F7和F8断裂，北东延伸，地表有TC12槽探控制。矿体走向45°，倾向南东，倾角 78°，深部有变陡趋势。沿倾向往深部矿化强度逐渐减弱。矿体形态呈脉状或透镜状，与围岩界线较清楚，穿插于细粒正长花岗岩和建平群大营子绿泥片岩中，局部有褐铁矿化，矿体厚度0.45～4.50m，平均厚3.20m。矿体CaF2平均品位55.00%。

Ⅱ3 号矿体：位于Ⅱ号构造蚀变含矿带的最北端，北东延伸，推测延长38.7 m，延深50 m，矿体走向40°，倾向南东，倾角80°，深部有变陡趋势。近地表矿体真厚度0.32～1.00 m，平均厚0.85 m。沿倾向往深部矿化强度逐渐减弱。矿体形态呈脉状或透镜状，与围岩界线较清楚，矿体CaF2平均品位41.91%。

3.1.3 Ⅲ号构造蚀变含矿带 Ⅲ号构造蚀变含矿带包括Ⅲ1和 Ⅲ2矿体，该含矿带赋存于燕山早期第三阶段黑云母二长细粒花岗岩破碎蚀变带中。该破碎蚀变矿带整体呈灰褐色，由细粒花岗岩和建平群大营子组绿泥片岩、大理岩、萤石矿构造破碎形成不规则的角砾及蚀变矿物组成。

Ⅲ1号矿（化）体：位于Ⅲ号构造蚀变含矿带的东端，北东延伸，地表出露较窄，ZK20-1钻孔中见裂隙中脉状萤石。近地表矿体真厚度 0.25～0.60m，平均厚0.45m，矿体CaF2平均品位51.10%。

Ⅲ2 号（化）矿体：位于Ⅲ号构造蚀变含矿带的中部，受F5和F6断裂控制。矿体走向35°，倾向南东，倾角80°，深部有变陡趋势。矿体形态呈脉状或透镜状，与围岩界线较清楚。矿体厚度 0.45～2.00m，平均厚0.95m。矿体CaF2平均品位20.06%。

3.2 矿石质量

3.2.1 矿物成分、化学成分 矿石矿物成分以萤石为主，次有石英、高岭石、绢云母、钾长石、斜长石及少量黄铁矿、角闪石、黑云母等。

萤石：以浅绿、浅紫色为主，次为深绿、深紫、浅粉红色，局部有白色，多为自形半自形粗晶状，局部由结晶完好的立方体或八面体晶形，有时呈角砾状产出（图1、图2）。

高岭石：白色，呈细小鳞片状、粒状、土状集合体。

绢云母：浅绿色和灰白色，呈细小鳞片状集合体。

图1 萤石的三角八面体自形晶Fig.1 triakisoctahedron euhedral crystalin Fluorite

图2 萤石的混合角砾构造示意图Fig.2 Schematic diagram of mixed breccia structure of fluorite

石英：乳白色，细粒状和晶芽状，细粒状者呈团块状集合体，或呈细脉穿插或相间出现，晶芽状者多呈薄膜状附着于晚期萤石表面（图3）。

钾长石、斜长石：常呈粒状或伟晶状分布于萤石内部或镶嵌于萤石外围。

矿石主要化学成分为 CaF2、次为 SiO2及CaCO3、Al2O3等。

图3 萤石中的石英矿物Fig.3 Quartz minerals in fluorite

3.2.2 矿石结构 矿石以自形半自形晶粒状结构为主，构造主要为块状构造，次有角砾状构造（图2）。

（1）块状构造：萤石多呈半自形晶粒，排列不规则，呈块状集合体。矿石杂质少，品位高。

（2）角砾状构造：高岭土化及绢云母化、钾化长英质呈角砾，为萤石胶结或萤石呈角砾为长英质胶结。

3.3 矿石类型和品级

根据肉眼观察及镜下薄片鉴定资料，结合矿物成份、结构、构造特征，区内萤石矿主要类型为：萤石—石英型。

萤石—石英矿石：不等粒半自形粒状结构、碎裂结构或角砾状结构，块状构造。矿石由半自形显微不等粒状萤石、石英相互无规律混杂组成。有时可见由石英晶体密集构成椭圆、扁豆等形状的簿壳，其内部和外部均为大量萤石组成，仅夹少量石英，这种结构系原生结构，有时形成互层的同心圆状或贝壳状等萤石斑点。

矿脉受动力作用碎裂成形状大小不等的角砾，被结晶较大的一些低温石英胶结成岩，形成角砾状萤石—石英矿石。萤石占 35%左右。在矿石中常见形状不规则长条状空洞，石英垂直洞壁生长，这种构造运动后上来的石英也伴有少量自形立方体状萤石，也就是说有两次热液活动形成其它矿脉，其中以第一次热液活动形成主体，第二次热液活动很少。

萤石—石英类型矿石属冶金级萤石，品位低，可作冶炼钢铁时做熔剂和氟化工生产原料，根据周边阜蒙县平安地乡少冷萤石矿开采情况看，萤石易选，品位提高，CaF2含量可达75%。

3.4 矿体（层）围岩

矿体围岩蚀变较为普遍，主要沿构造破碎带分布，围岩蚀变主要有萤石矿化、硅化、绢云母化、绿泥石化及地表的高岭土化等。萤石矿体均赋存于建平群大营子组破碎带中，顶板围岩主要为细粒花岗岩及正长岩，底板围岩主要为泥岩及千枚岩，矿体与顶、底板岩石界线清楚。

矿体内夹石主要为建平群大营子组中的泥岩、粉砂岩。按照工业指标规定，对厚度大于或等于1m，萤石品位小于边界品位，作为夹石单独圈出，而小于1m者圈入矿体中。

3.5 围岩蚀变

矿体围岩蚀变较为普遍，主要有硅化、绢云母化、绿泥石化及地表的高岭土化等。

3.5.1 硅化 是区内最普通的蚀变现象，与断裂构造关系密切，在矿体中或围岩裂隙、构造破碎带中等，多数为后期微晶石英脉充填并交代了部分原来的矿物，形成硅化岩或硅化构造岩。在矿体的两侧有宽度不一的硅化蚀变带，随着与矿体的距离加大逐渐减弱，宽度一般1.0～15cm，并与矿体的厚度成正比，也是判断矿体顶底板的依据，可作为间接找矿标志。

3.5.2 绢云母化 是常见的蚀变现象，矿体中的夹石、围署及断裂带中较为强烈。绢云母呈微细脉充填于各种细裂隙中，部分交代长石类矿物或呈鳞片状覆盖于长石的表面，也有的呈小团块状不均匀分布。绢云母多以淡黄色的细鳞片聚集出现。3.5.3 绿泥石化 在构造破碎带及两侧的挤压带中常见，绿泥石交代了云母类矿物，或形成以绿泥石矿物为主的挤压摩擦镜面，部分则呈线脉充填于细裂隙中。

3.5.4 高岭土化 主要是出现在矿体的顶底，地表花岗岩中长石类的矿物部分或全部经淋滤后形成白色的高岭土，以Ⅰ号矿体顶板较为明显，并随着深度增大而减弱。

4 矿床成因及找矿标志

4.1 矿床成因

区域中凌源—北票深断裂带北侧边缘大量花岗岩体侵入和发展成为裂隙产生的重要载体。燕山晚期岩浆活动和构造作用继续加强，给赋矿破碎蚀变带的形成提供了动力，并造成了后期热液的填充，为矿体的形成提供物质来源、储矿空间等先决条件。

燕山期岩浆热液活动强烈，在侵入的岩浆冷却过程中分离出含氟的气水热液。热液沿裂隙上升过程中，与破碎带中角砾及花岗岩围岩发生交代作用，从长石等含钙矿物中获得钙离子。钙离子与热液自身携带的氟离子相互吸附、结合，形成 CaF2络合物。随着交代作用的继续进行，溶液温度、压力的降低，以及与裂隙水的混合等，使得热液的PH值升高，破坏了 CaF2络合物在热液中的稳定性，继而造成了萤石的晶出、沉淀和聚集成矿。

综上所诉，本区萤石矿床成因类型为热液充填交代型矿床【3】。

4.2 控矿条件分析

季家窝堡萤石矿床赋存于四堡子—旧府东西向冲断裂所产生次级3条北东向构造蚀变含矿带，萤石矿主要赋存于燕山期黑云母花岗岩中的北东向张性断裂带中，受构造控制。另外，萤石矿赋存于北东向大营子组残留体与花岗岩的接触部位。萤石矿体中或附近有安山玢岩和花岗斑岩等脉岩产出，故萤石矿又受脉岩分布的制约。

4.3 找矿标志

（1）由于萤石矿与强烈的矽化有关，因此强烈矽化分布区域有萤石矿的转石及露头。

（2）找到猪肝色、黄棕色的枯泥（特别细腻的）的发育地区。

（3）硅化、绢云母化及高岭土化发育地带。

（4）综合地质工作及物探联合剖面工作，发现破碎蚀变带并呈现相对低阻现象，对于物探联合剖面中正交点的出现为找矿提供了间接方向标志。

（5）泥质岩与大理岩交接带处的层间破碎带，硅质构造角砾岩。

5 结语

（1）通过地表资料对比分析，季家窝堡地区仍有较好找矿的远景。特别是视电阻联合剖面法推测出的断裂，不能因地表槽探未揭露出断裂而放弃，也许该断裂为深部隐伏断裂，未能进行深部验证，但断裂显示出较好的深部找矿前景。

（2）由于本次工作投入的限制，对Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ含矿蚀变带沿走向、倾斜方向均未能完全控制，沿走向倾向有较好的找矿远景。

综上所述，该区显示了较好的成矿信息，通过进一步工作，有望进一步扩大矿区的资源量。

1 辽宁省地质矿产局，辽宁区域地质志[M]. 北京：地质出版社，1999：23～26

2 董军，刁纯才，朱学忠，等. 辽宁省彰武县马蹄山矿区萤石矿普查报告[R]. 沈阳：辽宁省有色地质局勘察研究院，2014：8～24

3 王吉平，商朋强，熊先孝，等. 中国萤石矿成矿规律[M]. 北京：地质出版社，2014：45～46