萤石矿床地质 萤石矿床地质勘查与评价
一、成矿条件及矿床成因概述
萤石是含 F 的主要矿物，萤石的形成与氟的地球化学性状有密切关系。氟的克拉克值为 0. 08%，化学性质活泼，易与金属化合形成可溶性化合物。在岩浆中氟的含量很低，不能形成萤石，通常也不易形成独立矿物，而常常加入磷灰石晶格，形成氟磷灰石。伟晶期的氟浓度显著增大，但主要是与金属元素生成含挥发分的化合物，也可生成少量萤石，只在个别情况下，可形成伟晶岩型萤石矿床。
热液阶段氟的含量较高 ( 部分来自含氟矿物的水解) ，呈 HF、SiF4或碱金属氟化物形式出现。HF、SiF4等可与碳酸盐岩发生交代反应，大量生成萤石，形成矽卡岩型矿床，反应式为:
非金属矿产地质与勘查评价
高温热液型矿床的围岩常为云英岩、矽卡岩，产在花岗岩与顶板的接触处，伴生矿物有云母、电气石、锡石、黄玉、冰晶石等。中温热液矿床的围岩为绢云母化、黄铁细晶岩化或硅化花岗岩。在低温热液矿床的矿脉中，包有围岩岩块的角砾。
外生条件下，在温湿气候环境中，含氟岩石及矿物易于被地表水和地下水溶解，溶解度随温度增高而增大，氟可随地表水及地下水转移，部分进入土壤中，为粘土矿物吸附，一些火山岩地区土壤中含氟量较高。一些萤石矿床经受风化作用，部分萤石被地下水溶解，在裂隙中再沉积结晶形成钟乳状、葡萄状萤石集合体。火山活动可提供大量氟，火山沉积岩中氟含量较高［(100～2900)×10－6］，可形成沉积型萤石矿床，萤石晶粒细小，有时为土状萤石，呈沉积碎屑的胶结物形式产出。
美国学者研究了美国西部萤石矿床后，指出了萤石矿床的形成与板块构造的关系，认为萤石矿床和斑岩钼矿的成矿环境相似。他们认为美国西部萤石矿床与碱性岩浆岩有关，并且推测钙碱性火成岩和碱性更强的岩石，是由于大洋岩石圈板块沿着陆壳下面的俯冲带熔化而形成的。熔化的深度大约超过300km。在这种环境下，富含K和F的金云母可被熔化，产生富K、F的岩浆。在岩浆上升过程中，大量的F以SiF4形式分配到蒸汽相中去。当SiF4通过与裂谷有关的构造上升到地壳上部时，与原生水和雨水接触，生成HF和SiO2，它们与Ca2+发生反应，导致CaF2和SiO2沉淀，形成萤石－石英矿床。
日本学者研究了矽卡岩型萤石矿床与花岗岩地球化学特征的关系后指出，萤石经常出现于Sn－W矽卡岩矿床中。与形成萤石矿床有关的花岗岩含氟量高，F主要赋存在黑云母中，花岗岩的F含量与黑云母的Mg/Fe值有关。
综上所述，萤石矿床的主要成矿条件是:①大地构造条件。世界上主要的萤石矿床，分布在靠近大洋板块俯冲带，大陆壳边缘的褶皱带内的构造－岩浆活动带或裂谷带内。此外，也出现在古板块或断块边缘的构造－岩浆带内。在成因上与酸性和碱性岩浆岩有关。②断裂构造条件。A.H.G.Mitchell和M.S.Garson1981年指出，萤石－重晶石矿床可产于火山岩区主要的裂谷断裂中。VanAlstine1976年强调指出，美国西部很多萤石矿床与断裂带或区域断层线的成因关系，认为F来自地壳下部或地幔上部，断裂是通道，这些萤石矿床大多是浅成低温热液成因，或者是雨水下渗，与岩浆水掺和而成的。它们的分布受墨西哥到落基山断裂带的控制，重要萤石矿床都受断裂、破碎带控制。③围岩条件、硅酸盐岩和碳酸盐岩是CaO的源泉，在含F热液作用下有利于生成萤石矿床。
二、矿床类型及矿床地质特征
按成因萤石矿床可分为热液型萤石矿床、矽卡岩型萤石矿床、伟晶岩型萤石矿床、湖相沉积型萤石矿床等多种类型，其中热液型萤石矿床为主要工业类型。
(一)热液型萤石矿床
1.硅酸盐岩石中的裂隙充填型热液脉状矿床
该类型萤石矿床多分布于中生代陆相火山岩系和酸—中酸性岩浆岩中，为我国重要的萤石矿床类型。矿体常呈陡倾斜脉状产于沉积碎屑岩、变质岩、侵入岩及火山岩的断裂构造中，矿体形态取决于断裂的性质，从简单规则的单脉到各种不规则的复脉状和透镜状，常成群成带出现。矿体长一般100m到几百米，少数千米以上，延深100m到数百米，厚度一般1～6m，矿床规模以中、小型为主，少数为大型。矿体与围岩界线清楚，围岩蚀变显著。据气液包裹体测温，成矿温度为99～360℃。矿石矿物组合简单，以萤石、石英为主，常组成萤石型、石英－萤石型等主要矿石类型，属易选矿石。这类矿床不仅是冶金用萤石块精矿的主要来源，也是生产化工用萤石粉精矿的重要类型。主要矿床有浙江武义杨家、湖南衡南、湖北红安、河南陈楼、甘肃高台等萤石矿床。
矿床实例:浙江武义萤石矿床
浙江武义杨家萤石矿床为单一脉状大型萤石矿床，其萤石产量在国内居于首位，产品远销日本等国。杨家矿床位于绍兴－江山和余姚－丽水基底断裂之间的北东向上虞－龙泉震旦纪－古生代隆起带。区内由于燕山运动的强烈影响，促使基底断裂继续活动，导致一系列北东向和北西向隆起、坳陷的出现，并伴有大规模的中酸性火山喷发与岩浆侵入，形成一套上侏罗统磨石山组的火山岩系，随后又有下白垩统馆头组、朝川组和方岩组的火山沉积岩系，并伴有潜火山岩侵入。杨家萤石矿主要赋存在上侏罗统磨石山组e段。上覆的下白垩统朝川组岩石在矿区内只有零星出露。矿带总长可达2km。矿体围岩以流纹质晶屑玻屑凝灰岩与熔结凝灰岩为主，次有流纹质玻屑凝灰岩、硅化灰岩或次生石英岩、凝灰质粉砂岩及灰岩透镜体，局部夹有页岩、泥岩等。矿区中部有潜火山岩相霏细岩侵入。区内北北东和北东向压性断裂对成矿起着重要控制作用(图9－1)。矿化蚀变带长达2.2～3.5km，单个矿体长达数百米。矿体呈似脉状产出，相邻矿体间隔15～26m，其间被硅化带相连接，矿体厚一般在2.3～5.8m，局部达7～8m。
本区萤石矿脉成群出现，组成走向NE40°左右，相互平行的一些矿带。矿脉形态通常简单，有的具有分叉现象。矿体围岩以流纹质晶屑玻屑凝灰岩和熔结凝灰岩为主，其次为硅化灰岩，凝灰质粉砂岩及泥岩等。围岩蚀变以硅化和高岭土化为主，伴有叶蜡石化、碳酸盐化、绿泥石化及黄铁矿化。其中矿体两侧硅化现象特别明显。一般硅化带宽0.5～1m，矿脉分支复合处可达2m。矿体下盘常可见厚约几米的由灰岩被交代而形成的次生石英岩。矿体自北东至南西方向，随着硅化作用变弱，矿化也变弱。
矿石类型以石英－萤石型和萤石－石英型为主，次有萤石型，局部见方解石－萤石型。矿石具自形结构、他形结构、隐晶结构及交代结构，构造以致密块状、条带状、环带状和角砾状构造为主。矿石矿物以萤石为主，脉石矿物以石英、玉髓及蛋白石为主，其次有方解石、重晶石、少量黄铁矿、磷灰石及高岭土等。萤石以浅绿至绿色为主，其次为白、紫、玫瑰、浅黄、蓝及无色者。
本区萤石中气液包裹体的均一温度多数为100～145℃，其次为150～230℃，少数为260～360℃。为中—低温火山热液型矿床。
大陆边缘火山带上萤石矿床模式
20世纪90年代以来，对产于我国东南沿海地区中生代以来的萤石矿床进行了地质、地球化学、同位素、萤石中包裹体、模拟实验等综合研究，提出了大陆边缘火山带上萤石矿床模式(图9－2)。
模式简要说明:成矿方式以热液充填为主。在晚侏罗世—早白垩世期间喷发的熔岩、火山碎屑岩或侵入体遭受风化剥蚀之后，大气降水下渗，并在火山岩及其下伏的前寒武系结晶基底中循环，汲取了F－，Ca2+等组分，形成含矿热液，上升后在浅部岩石的断裂中沉淀成矿。
图 9-1 武义萤石矿床区域地质图( 据浙江区域地质调查队，1982)
成矿时空演化: 该类矿床的形成过程可分为如下 3 个阶段。①火山喷发活动阶段( 160 ～ 120Ma) : 形成各种火山岩、侵入岩及火山沉积岩，并使基底构造活化，为后来的成矿活动提供能量和物质条件。②地热体系活动与成矿元素汲取阶段 ( 120 ～90Ma) :随着岩浆喷发- 侵入活动逐渐衰退和停息，断块升降和大陆风化剥蚀作用增强 ( 断陷盆地红色碎屑岩系发育)，大气降水在岩石中的渗流和聚集作用不断增强，在地热梯度和深部岩浆热源作用下，驱使地热水对流，从结晶基底(矿源)中不断淋滤汲取F－、Ca2+等组分，形成富含成矿物质的热水溶液。③成矿阶段(90～60Ma):由深部上升的含矿热液在地表或近地表的半开放断裂系统中，因温度、压力的突然降低，pH值升高，或与近地表处温度较低的大气补给水混合，导致含矿流体中的成矿组分发生沉淀，形成矿床。
图9－2 大陆边缘火山带上萤石矿床模式图据李长江等，1991，简化)
成矿主要机制:①成矿年龄与赋矿岩浆岩之间存在40～70Ma的时差。萤石脉切穿的最新的地层为不含任何火山岩夹层的白垩纪红层。②主要成矿温度为100～200℃。③成矿流体δD=－75.4‰～43.0‰，δ18O=8.4‰～3.7‰，与本区白垩纪大气降水在300℃和水/岩比值0.05～1.5条件下与岩石发生交换的平衡热水流体的氢氧同位素组成一致。④矿质具多来源特征。萤石的143Nd/144Nd(在成矿时期80Ma时的组成)和87Sr/86sr比值分别为0.511868～0.5119369(平均为0.511902)和0.7306～0.7710(平均为0.7513)，赋矿岩石(火山岩和沉积岩)在成矿时期的143Nd/144Nd和87Sr/86Sr值分别为0.511186～0.511495(平均0.511340)和0.7081～0.7260(平均0.7140)，基底变质岩为0.511251～0.512859(平均0.512034)和0.7455～0.9094(平均0.7936)。这说明晶出萤石的成矿流体的钕和锶同位素组成与基底变质岩在成矿时期的钕和锶同位素组成较接近，而与赋矿岩石差异较大。岩石的F/Sr和F/Nd比值进行的同位素混合模型研究表明，氟主要(60%～78%)来自前寒武纪的基底变质岩，少部分来自赋矿的火山岩及沉积岩。⑤成矿方式为大气降水成因的地热水对成矿母岩进行淋滤汲取，形成携带矿质的流体，然后在断裂中充填形成矿体。
主要控矿因素:①深大断裂、控盆断裂及次级断裂和构造破碎带、岩体接触带断裂直接控制矿体的分布。②在前寒武系褶皱带上的大面积火山活动及中酸性火山岩广泛分布。
找矿主要标志:①线形展布的含萤石(在地表常被淋失而留下立方形和八面形空洞)硅化带。②F、CaO地球化学异常及萤石、重晶石重砂异常。③露头、老采坑、废石堆、转石等。
矿床主要实例:浙江武义杨家、遂昌湖山、龙泉八都及广东河源到吉和江西瑞金谢坊等萤石矿床。
2.碳酸盐岩石中的充填交代型脉状、透镜状萤石矿床
主要分布于地台区，产于碳酸盐岩层的断裂构造带中，系成矿溶液同围岩发生交代又沿裂隙充填形成的萤石矿体。矿体形态复杂多样，常呈脉状、透镜状和囊状，甚至形成复杂的矿巢。矿体一般长数十到数百米，延深几十米到数百米，厚度一般为1～5m。矿床规模以中、小型为主，也有大型矿床。矿石矿物组合较复杂，有萤石、方解石、重晶石等，常组成石英－萤石型、重晶石－萤石型、方解石－重晶石－萤石型等矿石类型，一般属较难选矿石，部分矿石经手选也能获得高品位块精矿。例如，江西德安、云南老厂、四川彭水县二河水、贵州沿河县丰水岭、申基坡等萤石矿床。这类矿床多为共生矿床，而很少成为单一的萤石矿床，例如，四川二河水和贵州丰水岭为萤石、重晶石矿床，贵州晴隆大厂为辉锑矿、黄铁矿、萤石矿床等。
该类型矿床的围岩普遍发育硅化，有的硅化相当强烈，往往成为重要的找矿标志。此外，尚有粘土化、碳酸盐化、重晶石化、绿泥石化、黄铁矿化、绢云母化，较少见到云英岩化。其中重晶石化、碳酸盐化与矿化关系密切。
该类矿床成矿作用受构造控制十分明显。特别是褶皱构造的控制作用，较其他类型矿床更为突出。一般矿床均与背斜关系密切。矿体通常产于背斜轴部、近轴两翼的层间剥离或断裂破碎带中。
(二)碳酸盐岩石中的层控型层状、似层状萤石矿床
图 9-3 内蒙古四子王旗苏莫查干敖包萤石矿床地质图
这是近年来发现的一种新型萤石矿床类型。矿床产于特定层位的碳酸盐岩层中，严格受层位或层间构造所控制，是近年来被肯定很有远景的萤石矿床类型。矿体常呈层状、似层状或透镜状产出。矿体长200～400m，个别达千米以上，延深几十米到数百米，厚度一般1～8米。矿床规模属大型。矿石矿物组合简单，以萤石型、石英－萤石型为主，原矿经手选即能获得w(CaF2)＞85%的块状富矿。
该种类型尽管分布并不广泛，国内仅见于内蒙古苏莫查干敖包矿区，但单个矿床规模大，沉积特点明显，成矿地质条件独特。矿床所在区域广泛发育海相中酸性熔岩，矿床赋存于下二叠统火山沉积岩系的碳酸盐岩夹层中，围岩为西里庙组片理化流纹岩、晶屑凝灰岩、英安岩、炭质板岩、结晶灰岩、大理岩等。矿体呈层状、脉状产出。层状矿体与围岩整合接触，矿石具有明显的层纹状构造。脉状矿体受褶皱构造和断裂控制明显。根据矿物包裹体测温，成矿温度较高(85～270℃，或者更高)。围岩蚀变相当微弱，仅轻微高岭土化和硅化。
矿床实例:内蒙古苏莫查干敖包萤石矿床(图9－3)
内蒙古四子王旗苏莫查干敖包矿区，隶属内蒙古自治区乌兰察布市四子王旗。位于艾勒格庙西7km，东北距二连浩特90km。矿区内有苏莫查干敖包、敖包吐、伊和尔、额尔其格等矿床。其中苏莫查干敖包矿床已够特大型萤石矿床。根据野外观察到的矿体赋存状态，矿体与围岩之间的接触关系，可分为以下两种情况:①以额尔其格萤石矿床为代表。矿体严格受层位控制，呈层状产出，与围岩整合接触。含矿岩石为灰岩或薄层灰岩夹少量板岩透镜体。矿石呈层纹状或块状。②矿区内最大的苏莫查干敖包萤石矿床赋存在下含矿层中，矿体严格受构造裂隙控制。矿石除部分保留有原沉积层纹构造外，大部分不具原沉积特点。区内敖包吐北矿段也属此类型，该矿床产于西里庙组第三岩性段二云母角岩与第四岩性段长英角岩接触部位，并穿过了第四岩性段的长英岩。矿体形态极为复杂，与围岩之间均成不整合接触。
矿石矿物比较简单，主要由萤石组成，其次有少量粘土、铁质物或碳酸盐。矿石类型按矿物组合只有萤石型。按构造特征分为糖粒状矿石、角砾状矿石、条带状—条纹状矿石、骨架状矿石和伟晶状矿石。矿石结构有交代结构、交代残余结构。充填萤石是由于海底喷发作用，伴随有大量CO2，H2S，HF，SiF4等气体喷出，其中氟大部分暂封闭于海域中，这部分氟与海水中的硫酸盐、碳酸盐和卤化物等发生化学反应，夺取其中的Ca，形成CaF2而进行迁移。在火山喷发间隙期间所发生的海相化学沉积成岩过程中，已形成CaF2(包括沉积成岩作用期间形成的)与碳酸盐一起，以萤石形式沉淀下来，构成矿化层。这类矿层与岩层呈整合接触，构成层状或似层状矿体。这种由原始沉积形成的矿层，构成矿区内多处出现的改造矿床的物质基础。
近些年来，沉积萤石矿床已为世人广泛注意。由于它展布面积大，常有着巨大的CaF2储量，具有胜过脉状矿床的重要的经济意义和科研价值。该矿床的成因与形成机制，不但在国内而且在世界上也具有一定的代表性。
(三)伟晶岩型矿床
只有部分矿床具有工业意义。如美国蒙大拿州的Crystal山矿床，在伟晶岩中有三条大的板状萤石矿体，共生矿物有黑云母、石英、长石等。俄罗斯产有与分异囊状伟晶岩有关的萤石矿床，萤石和水晶晶体共生，产于花岗伟晶岩内的晶洞和“晶囊”内，其中有光学级萤石。该区的分异囊状伟晶岩主要发育在侵入体顶部，尤其是花岗岩与变质岩的缓倾斜接触面上。这类分异囊状伟晶岩，可按矿物成分分为:石英－长石伟晶岩和石英－萤石－长石伟晶岩。含萤石晶体的矿巢和矿囊，主要分布在伟晶岩体中部的长石带和石英核的接触带内，根据光学萤石晶体中的气－液包裹体测温，其生成温度为98～145℃。
(四)矽卡岩型矿床
在日本，这种类型的萤石矿床已成为重要类型，包括Mihara、Zinbu、Hoei和KuSai-ban矿床。萤石矿体产于花岗岩与石灰岩接触带上，主要产于外接触带中。萤石呈浸染状产于矽卡岩中，伴生矿物有锡石、白钨矿、黄铜矿、闪锌矿等(K.Sato，1980)。
(五)残积矿床
这是在萤石矿床风化壳中的粘土和砂中残积的萤石富集体，也包括深度风化的萤石矿脉的上部(深度可超过30m)。美国伊利诺伊和肯塔基州以及英国都有这类矿床，并且有重要价值。法国中部地块的莫凡也有此类矿床。
(六)湖相沉积萤石矿床
意大利罗马北部的CastelGiuliano地区的几个湖泊里，有现代沉积的萤石矿床。萤石呈浸染状，散布在现代湖泊的未固结的火山灰及粘土质沉积物中。CaF2含量为35%～55%。计储量达800万t。共生矿物有重晶石、磷灰石、解石、白云石和蛋白石。A.H.G.Mitchell等(1981年)也指出，在意大利罗马省有与第四系碱性火山岩有关的萤石矿化，在火山喷发中心之间的大盆地中，发育有来源于火山岩的河湖沉积。其中，重晶石、方解石和极细粒的萤石含量高达60%。非洲肯尼亚山马加迪湖内的萤石也属此类。
三、资源分布及成矿规律
我国萤石资源丰富，到目前为止，发现并已经地质勘查的萤石矿床约290个，探明储量达1.5亿t，居世界首位。中国萤石矿成矿时代主要为中生代，次为晚古生代末期，分布地区主要为东南沿海的浙江、福建及江西，次为中南地区的湖南、湖北、河南和华北地区的内蒙古、吉林;此外，广东、陕西、河北、山西、安徽、四川、云南、江苏、北京及贵州等地也有分布(图9－4)。
图 9-4 中国萤石矿床分布示意图
( 一) 矿床的时空分布
中国萤石矿成矿大地构造单元主要为华南造山带和北山- 内蒙古- 吉林造山系，次为扬子准地台、祁秦造山系东段、华北准地台东北部及天山- 兴安造山系。赋矿围岩主要为碳酸盐岩和硅质岩 ( 沉积岩、变质岩、侵入岩及火山岩) 。与成矿有关的岩浆岩主要为海西末期、印支期及燕山期中酸性侵入岩和火山岩。控矿构造主要为深大断裂及次级断裂。据空间分布特征及其与大地构造的关系，可划分出 6 个成矿区 ( 带) ( 图 9-5) 。①东南沿海成矿带，范围基本与华南造山带吻合; 呈 NE 向延伸，南西起自南宁，北东止于宁波，长约1800 km; 北西起自长江，南东止于海边，最宽处约760 km。分布有萤石矿床70余个，主要为大中型，储量居全国之首，均为热液充填型，是我国最重要的萤石成矿带。②扬子成矿带，位于扬子准地台内，延伸方向呈 NEE—SWW，与地台长轴方向相同，西起自昭通，东止于太湖，长约 2080 km，宽约 100 ～520 km。有萤石矿床 40 余个，主要为小型，部分为大中型，均为热液充填型。③东秦岭成矿带，位于昆祁秦造山系东段，延伸方向为 NW—SE 向; 西起自西安，东止六安，长约 1920 km，宽约 120 km; 有萤石矿床18 个，其中大型 3 个，中型 7 个，小型 8 个，均为热液充填型。④内蒙古- 吉林成矿带，位于北山- 内蒙古- 吉林造山系中，西起内蒙古达来呼布镇，东止吉林市，长约 2800km，宽约 2400 km。有萤石矿 20 余个，以中大型矿床为主，全国最大的矿床 ( 苏莫查干敖包萤石矿床) 位于本区，有热水沉积型及热液充填型两成矿带。⑤兴安成矿区，主要位于天山- 兴安造山系东端，延伸方向为北北东，长约 800 km，宽约 320 km。有萤石矿床 8 个，其中 2 个为中型，6 个为小型，均为热液充填型。⑥华北成矿区，位于华北准地台东北部，长约 800km，南北宽约 280 km。有 14 个萤石矿床，其中 1 个大型，5 个中型，8 个小型，均为热液充填型。
图 9-5 中国单一型萤石矿床成矿区带( 据徐少康等，2001)
中国萤石矿床赋矿岩层从太古宇、元古宇至中生界都有，但比较集中于古生代的奥陶系、二叠系和中生界。从矿床成因考虑，萤石矿床 ( 除沉积萤石矿床外) 多在成岩以后，由热液活动引起。因此，即使矿床赋存于古老变质岩地层，其成矿时代也比较晚。经统计可知，我国萤石矿床的 90%与中生代燕山期造山运动有关。同时在燕山期内，又以燕山晚期成矿最为有利。
( 二) 矿床的控矿因素
控制萤石成矿作用的主要是岩石类型和构造。适宜的岩相和岩性往往是萤石成矿物质来源的重要基础，褶皱和断裂为成矿溶液提供通道和有利的容矿空间。在这些因素中，对不同类型矿床而言，各自所起作用程度也不同。
1. 岩石类型的控矿作用
岩浆岩类型对萤石矿化的影响因矿床类型而异。一般与萤石矿化有关的岩浆岩多为酸性或中性，很少与基性岩浆岩有关，以酸性花岗岩 ( 包括黑云母花岗岩、花岗斑岩) 及某些中酸性岩石 ( 如花岗闪长岩、闪长岩) 等富 SiO2的钙碱性岩石对成矿有利。碎屑岩有利于充填矿床的形成。
产于碳酸盐岩地区，与岩浆岩无成生联系的萤石矿床类型中，萤石矿化对围岩的依赖性更为显著，如川东南、黔东北地区广泛发育的萤石、重晶石矿化，主要集中在下奥陶统红花园组中- 厚层较纯的生物碎屑灰岩中，而其上部的大弯组 ( 或湄潭组) 的灰岩、粉砂岩，含泥质灰岩夹页岩薄层的岩组，只在其底部，而且与红花园组联控条件下才有萤石矿化。红花园组下部分乡组和南津关组 ( 或桐梓组) 的灰质白云岩、白云质灰岩矿化很少，也只有与红花园组联控时，才有可能形成矿化或构成工业矿体。
2. 构造的控矿作用
构造对萤石矿床的控制作用极其明显，除部分产于沉积碳酸盐岩石中的矿床与背斜有关，产于背斜核部或两翼外，在我国萤石资源中占有重要地位的硅酸盐岩石中的矿床，均毫无例外的受断裂构造所控制，碳酸盐岩石中的充填交代型矿床，多数也与断裂构造有关。在一个矿床或矿田内，虽然可能有几组方向不同的矿脉，但总有一个方向的矿脉出现频率最高，规模最大，矿化最好，说明当几组合矿断裂并存时，通常只有某一方向的断裂含矿性最佳，这个方向的断裂往往成为矿区或矿田的主导控矿断裂或主要控矿断裂。
断裂裂隙既是成矿溶液的通道，又是容矿的空间，在相同条件下，断裂裂隙发育、岩石构造破碎的地区 ( 地段) 容易成矿。断裂裂隙的控矿对于各类萤石矿床均无例外，但主导断裂方向有差别。许多萤石矿床实例表明，在一个矿床或矿田内，尽管可以分布有许多不同产状的、相互间也有联系的断裂，但是总有一个方向的含矿最佳，往往成为矿区的主导控矿断裂。这种主导断裂，在那些与背斜有关的矿床内，往往垂直于背斜轴方向，少数与背斜平行。对一个较大地区范围内也有类似的规律。例如，中国东南部广大萤石分布地区，大部分含矿断裂为北东向或北北东向。如果按矿床规模统计含矿断裂走向，则89. 3% 的大型矿床主矿脉走向为北东向，少数大型矿床的矿脉走向为北西向，从更大范围看，华北的东部沿海、华中、华南、华东等大片中生代燕山期岩浆活动地带萤石矿主导矿脉方向多数也是北东向，少数为北西向，这表明，我国东部大部分矿床含矿主导方向为北东向的规律，完全是受中国东部环太平洋西岸北东向构造方向制约。
矿床地质特征~
（一）矿体空间分布、规模、形态及产状
伊尔曼得金矿床地表出露规模较大，矿化体呈东西向展布。矿体形态呈透镜状、似层状、层状，矿体产状与地层产状基本一致（图版Ⅶ-1）。毋瑞身等（1995）依靠试金样分析成果来圈定矿体边界，共圈出9个矿体（图5-6）矿体长32～243m不等，平均宽度75m，厚度2～42m。据毋瑞身等（1995）通过试金样分析，在地表、中浅部以及到钻孔深度122.45m的品位分析，品位从0.05×10-6～8.86×10-6，但总体上主要集中于1×10-6～5×10-6。矿体与围岩在岩性、矿物组成等方面都呈渐变关系，无明显的界线，具有顺层交代的特点。
（二）矿石类型
毋瑞身等（1995）根据矿化蚀变作用，矿石的矿物成分、结构、构造，矿石可分为含金硅化岩型和含金毒砂黄铁矿化凝灰质碎屑岩型两类。
1.含金硅化岩型
该矿石类型为下石炭统大哈拉军山组酸性凝灰岩和凝灰质沉积岩经程度不同的硅化作用形成的含金矿石类型。该类金矿产于矿体的上部，硅化作用强烈，原岩外貌肉眼已无法辨认。肉眼基本见不到毒砂、黄铁矿以及其他硫化物。矿石经历了氧化淋滤作用，褐铁矿化明显，偶见有明金。含矿岩石主要有硅质岩、强硅化沉火山角砾岩、强硅化火山角砾岩、强硅化凝灰质含砾砂岩、硅化凝灰质角砾岩、硅化凝灰质岩屑砂岩、硅化含粉砂泥岩、硅化砂质细砾岩等。典型含矿岩石描述如下。
图5-6 伊尔曼得金矿床地质简图
硅质岩：呈他形粒状镶嵌结构，块状构造。主要由细粒石英组成，含量99%，石英呈他形粒状，半自形似柱状镶嵌。另有少量高岭石和微量的绢云母、黄铁矿等矿物（图版Ⅶ-2～5）。
强硅化凝灰质含砾粉砂岩：呈变余凝灰质粉砂结构，碎裂块状构造。原岩中的砂、砾形态可见。砾石大小不均匀，浑圆、砂屑次圆状，砂、砾成分以岩屑为主，石英屑次之，长石屑少，岩屑有粉砂岩、细砂岩及一些可具交织结构的安山岩，碎屑已全被微晶石英及硅质取代。含有微量的绢云母、褐铁矿和黄铁矿等。
硅化沉火山角砾岩：岩石具沉火山角砾结构，块状构造。硅化岩原岩结构还基本保留，主要由火山碎屑物质组成，含少量正常沉积物。火山碎屑物主要由凝灰岩、晶屑凝灰岩岩屑和石英、锆石晶屑及火山灰组成，碎屑物几乎已全部为次生石英取代，碎屑大于2mm的较多。正常沉积物主要由硅质粉砂岩、凝灰质粉砂岩等和少量石英砂、粉砂及泥质等组成，与火山碎屑物质混合分布，粒度多在2mm以下，一般呈次圆状和次棱角状。另外，局部有晚期的石英、绿泥石细脉穿插。岩石中金属矿物仅见到微量的褐铁矿。
2.含金毒砂黄铁矿化凝灰质碎屑岩型
位于矿体底部，含金硅化岩型矿石之下。在地表出露较少，该类型矿石为凝灰质沉积岩经程度不同的硅化、毒砂化、黄铁矿化以及碳酸盐化、高岭石化等蚀变作用而形成。该类型矿石硅化作用不很强烈。毒砂化、黄铁矿化蚀变特征明显区别于硅化岩型矿石。含矿岩石有硅化毒砂黄铁矿化凝灰质细砾岩、毒砂黄铁矿化凝灰质中粒砂岩、硅化毒砂黄铁矿化凝灰质细砂岩、黄铁矿化凝灰质粉砂岩等。
硅化毒砂黄铁矿化凝灰质细砾岩：岩石呈变余砂砾结构，块状构造。原岩为细砾岩。黄铁矿呈立方体自形，粒度为0.02～0.2mm，或微粒五角十二面体集合体；毒砂为微粒板状或粒状，粒度为0.01mm左右。矿石组成以石英及硅质为主，还有少量的高岭石、黄铁矿、毒砂等。
硅化毒砂黄铁矿化凝灰质细砂岩：变余凝灰细砂状结构，块状构造。原岩为砂屑。砂屑颗粒接触式胶结，砂屑以次棱角状、次圆状为主。砂屑以岩屑为主，石英较少，沿岩石裂隙充填有微细石英脉。岩屑及杂基已重结晶为霏细状长英质，少量绢云母。金属矿物有黄铁矿、毒砂，含量约2%。
（三）矿石矿物组合
根据各类矿石的岩矿鉴定和人工重砂鉴定成果，毋瑞身等（1995）统计伊尔曼得矿床有20多种矿物。主要金属矿物为黄铁矿、褐铁矿、赤铁矿，次要金属矿物为自然金、毒砂、白钛矿、磁铁矿、黄铁钾钒、孔雀石等；主要非金属矿物为石英、方解石、绿泥石、高岭石、重晶石、绢云母、金红石、锆石、磷灰石、绿帘石、角闪石、辉石、萤石、电气石、榍石和黑云母等。黄铁矿是矿石中主要的载金矿物。
（四）矿石的结构构造
矿石结构有沉火山角砾结构、变余火山角砾结构、变余凝灰质角砾状结构、变余凝灰结构、变余凝灰质砂砾结构、变余凝灰质砂状结构、变余凝灰质砾状结构、变余凝灰质粉砂结构和交代残余结构等。
矿石构造有块状构造、微细浸染状构造、细脉浸染状构造、网脉状构造、对称梳状构造、晶洞构造、层状构造和条带状构造等。
（五）围岩蚀变
主要的围岩蚀变有：硅化、黄铁矿化、毒砂化、碳酸盐化、高岭石化、褐铁矿化，其次为电气石化、萤石化、绢云母化、绿泥石化和绿帘石化等。
（六）金的矿化作用及矿化分带
伊尔曼得金矿的矿化作用主要为蚀变交代作用，成矿热液活动具有多期多阶段的特点。根据矿石的矿物共生组合、结构、构造特征以及围岩蚀变作用，本矿床的成矿作用过程可分为内生成矿期及表生成矿期。内生成矿期又可分为以下3个阶段，即渗透性硅化阶段：本阶段岩石发生强烈的硅化蚀变，出现大量的他形粒状的石英，形成各种硅化岩石，伴生矿物有少量微粒他形粒状的黄铁矿及微量毒砂；脉状硅化（毒砂、黄铁矿化）阶段：早期形成粗粒立方体晶形的黄铁矿，晚期出现五角十二面体晶形的黄铁矿和自形—半自形的毒砂，呈细脉浸染状或稀疏浸染状分布，黄铁矿多聚合为团粒状，毒砂聚合成板粒状、束状，两者呈脉状断续分布，并有黄铁矿和毒砂团粒分布在早期立方体黄铁矿晶体的表面。此阶段伴生石英、方解石等非金属矿物，从钻孔岩心和不同矿石中的黄铁矿和毒砂分布来看，越靠近硅化岩层，黄铁矿和毒砂含量越高，往下则含量降低。石英、碳酸盐化阶段：出现呈梳状对生的石英脉或石英方解石脉及方解石脉，石英粒度较第一阶段粗，此阶段后期也出现少量的硫化物，在围岩中有白云石出现，伴生矿物有绢云母、绿泥石、绿帘石、萤石和电气石等。渗透性硅化阶段和脉状硅化阶段形成微粒、显微粒状自然金，是金的主要矿化阶段。
表生成矿期以氧化淋滤作用为特点，形成的矿物有褐铁矿、黄铁钾矾、高岭石、白钛矿等。
一、矿床一般工业指标
工业指标应根据矿山开采技术条件、矿石的加工选冶性能、矿山开发的外部条件及当时的市场情况和国家的经济政策研究确定。在预查和普查阶段，可采用一般工业指标或与相邻地区同类矿床类比。在详查和勘探阶段，一般应在勘查工作基本结束前，通过多个方案比较，或结合预可行性研究、可行性评价研究和当时的市场及相关因素提出工业指标的推荐方案，按国家规定的程序报批。
对与铁、钨、锡、铍等多金属及铅、锌等硫化物矿床中的伴生萤石矿床，虽然萤石未达到边界品位要求，但应根据选矿工艺在技术上可行、经济上合理的前提下制定综合回收的工业指标。
萤石矿床一般工业指标:
边界品位:w(CaF2)≥20%。
最低工业品位:w(CaF2)≥30%。
矿石品级:
富矿:w(CaF2)≥65%，w(S)＜1%，最低可采厚度0.7m，夹石剔除厚度0.7m。
贫矿:w(CaF2)20%～65%，最低可采厚度1.0m，夹石剔除厚度1～2m。
二、矿床勘探类型的划分及划分依据
(一)勘查类型划分依据
勘查类型主要根据主要矿体的延展规模、矿体形态复杂程度、构造、岩脉的发育程度和有用组分的均匀程度划分，也可与相邻地区的同类矿床进行类比初步确定，随研究程度的提高做适当调整。
1.矿体的延展规模
大型矿体:长大于600m，延深大于300m。
中型矿体:长300～600m，延深100～300m。
小型矿体:长小于300m，延深小于100m。
2.矿体形态复杂程度
简单:矿体呈层状、似层状，矿体厚度变化小，变化系数小于50%。
中等:矿体呈似层状、透镜状、扁豆状、脉状，矿体厚度变化中等，变化系数50%～80%。
复杂:矿体呈小透镜状、小扁豆状、复脉状、囊状、串珠状，矿体厚度变化大，变化系数大于80%。
3.构造、岩脉发育程度
简单:矿体产状稳定，一般无或很少有较大的断层破坏矿体，岩脉不发育。
中等:产状较稳定，有少数较大的断层或岩脉，但对矿体破坏不大。
复杂:产状不稳定，褶皱发育或断层、岩脉发育，对矿体影响和破坏较大。
4.有用组分的均匀程度
均匀:品位变化系数小于30%(萤石)。
较均匀:品位变化系数30%～60%(萤石)。
不均匀:品位变化系数大于60%(萤石)。
(二)矿床勘探类型的划分
第Ⅰ类型(简单型):矿体延展规模为大型，矿体形态复杂程度简单，构造岩脉发育程度简单，有用组分均匀或较均匀。
第Ⅱ类型(中等型):矿体延展规模为中到大型，矿体形态复杂程度中等，构造、岩脉发育程度简单或中等，有用组分分布较均匀。
第Ⅲ类型(复杂型):矿体延展规模为小到中型，形态复杂程度中等到复杂，构造、岩脉发育程度复杂或中等，有用组分分布较均匀或不均匀。
三、不同勘探类型勘探工程间距的要求
根据我国萤石地质勘查和矿山生产的实践经验，提出各勘查类型基本控制工程间距，供类比使用参考(表9－5)。勘查工程网度应尽可能为后续勘查工作衔接利用。
表 9-5 勘查类型基本控制工程间距参考表
表9－5中所列勘查工程间距，是指采用钻探工程控制矿体的实际距离。表中数据是综合萤石地质勘探工作和矿山生产的实践经验提出的，在勘查工作实践中应根据矿体的实际，灵活掌握使用，以避免工程量的浪费和达不到控制程度要求。有些构造复杂地段应加强研究工作或安排必要的专门工程了解构造情况，避免单靠加密工程间距来提高控制程度。矿体规模很大，产状稳定的矿床可以适当放稀工程。第Ⅲ类型中偏复杂矿床一般探求控制的和推断的矿产资源/储量。地表勘查工程间距，一般按相应类型工程间距加密1倍。根据矿床沿走向和倾向的变化，可以变换和调整走向与倾向的工程间距。在小型矿体勘探阶段，控制矿床的勘探线应不少于三条。探明的矿产资源/储量应加密控制。
四、采样、样品加工及化验要求
槽探、井探、坑探工程中，采用刻槽法取样。样槽断面规格为5cm×3cm～10cm×5cm;钻孔矿心一般清洗后沿长轴尽可能采用金刚石刀具锯取一半作为分析样品。对光学萤石采样应以不损坏晶体为原则。
样品加工按照碾碎、过筛、拌匀和缩分四个工序。样品的加工缩分按Q=Kd2公式进行，K值一般采用0.1。基本分析是为了查明矿石中主要有用有害组分的含量，分析项目为CaF2;组合分析是为了系统了解矿石中可综合回收利用伴生有用或有害组分的含量。一般按同一矿体、块段、工程、矿石类型、品级由相邻的基本分析样的副样组合而成，分析项目可根据光谱全分析、化学全分析结果确定。
五、矿床地质经济技术评价要点
1)萤石矿床的矿体形态一般可以分为两大类:一类为脉状型(如大多数热液矿床)，另一类为层状型(如沉积矿床)，它们都具有明显的走向和倾向，所以勘探工作中工程布置一般应以勘探线法为主。可采用探槽(+浅井)－钻探组合，即地表揭露以探槽为主，必要时可用浅井，深部可用钻孔控制。
2)对光学萤石矿(一般多产于萤石脉体或伟晶岩的晶洞中，或产于角砾化石灰岩孔穴中)的勘探，要特别注意保护萤石晶体，在没有确实保障的情况下，应尽量避免用爆破方法。采样时应尽量用手选取并用棉花或特殊包装材料妥为包装。
3)沉积萤石矿床的勘探工作本质上与一般沉积矿床的勘探没有多大差异，但因其是一种新的类型，所以勘探中应加强对其成矿规律的研究和总结，以便于寻找新的矿床。
4)由于后期的改造，在沉积矿床或矿化层附近往往发育一些脉状萤石矿，过去多将其当做岩浆热液矿床(实际是被侵入体改造的)来勘探，同时也因理论认识上的原因和实际沉积的萤石粒度细小，肉眼往往不易辨认，因而不引人注意，所以在勘探这类矿床时应注意对原生沉积矿床的寻找和勘探。
5)对于与岩浆岩没有明显关系的碳酸盐岩中的脉状矿床，目前对其成因还有争议，这看来是理论问题，实际上它在很大程度上能够影响和制约勘探工作的方向，因此要加强对其成矿机制的研究和总结，以便为今后的找矿勘探工作提供理论依据。
6)萤石是一种多成因的矿物，其伴生有用矿产与萤石成因有密切关系。如内生作用形成的矿床，常伴生有重晶石、铅锌硫化物等;沉积矿床常伴生有石膏、方解石、白云石等。矿床勘探过程中，应根据矿床成因注意可能伴生的有用矿产的经济价值，做好综合勘探综合评价。对于铅锌硫化物等伴(共)生萤石矿床，一般CaF2达到5%时，应注意综合评价，以便在主矿开采时，萤石可以综合回收利用。
7)对矿床技术经济评价工作应根据矿种具体特点有所侧重，合理选择相应勘查阶段进行评价。就萤石矿床而言，已被开采的矿床，扩补做勘查评价工作小，除需要转入详细勘探的大型矿区外，就没有必要依次进行相关阶段的技术经济评价，就是大型矿床也只需在矿床详查评价后期根据目前矿山企产技术指标，估算矿床未来经济价值就可以了。除对于新发现或新类型的大型萤石矿床，有必要进行相应阶段的技术经济评价工作，重点仍需放在详查阶段之后。
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