一、矿床概况
1.矿床名称
额济纳旗东七一山萤石矿床。
2.地理位置
位于额济纳旗南西约160km，地理坐标：东经99°35′13″，北纬41°22′30″。
3.矿床类型、资源储量、规模、品位、勘查程度和开发情况
额济纳旗东七一山萤石矿属岩浆期后热液充填型萤石矿床。
1958年祁连山地质队进行1：100万区域地质调查时发现了该矿床。1974～1975年，该队对东七一山萤石矿床进行了普查评价，普查评价结果表明，该矿床为一中型矿床。
该萤石矿床目前正在开采。
4.所属Ⅲ，Ⅳ级成矿区带
额济纳旗东七一山萤石矿床位于Ⅲ级成矿区带Ⅲ-14磁海-公婆泉成矿带Ⅲ-14-①公婆泉（甘蒙北山南部）Fe-Mn-Cu-Au-Pb-Zn-W-Sn-Rb-V-U-P成矿亚带。
5.区域成矿地质条件
（1）大地构造位置
Ⅰ级构造单元属塔里木陆块区，Ⅱ级构造单元属敦煌陆块。
（2）区域地质背景
本区位于东西向旱山-凤尾山复式向斜轴部的斜山-东七一山向斜。除各种规模不等的褶皱外，各类断裂构造十分发育，由北东向、北西向和近南北向断裂所构成的棋盘格状构造是最重要的控矿构造体系。
区内出露地层主要有前寒武系、志留系。前寒武系主要岩性为斜长角闪岩、黑云母斜长片麻岩和各类混合岩，志留系斜山群为混合岩化角闪斜长片岩、二云石英片岩、混合岩、变粒岩和大理岩等。
区内华力西期和燕山期花岗岩类岩脉、岩墙和岩株分布广泛，代表性岩石类型有闪长岩、石英闪长岩、花岗闪长岩、斜长花岗斑岩和似斑状花岗岩，其中呈串珠状分布的似斑状花岗岩为萤石、钨、锡、铷、钼和金矿床（点）的容矿围岩（聂风军等，2002）。
二、矿床地质特征
（一）矿区成矿及控矿地质条件
1.矿区地层
矿区地层有志留系和第四系。志留系在本区出露中、上两组。上组为一套火山碎屑岩，主要岩性为灰绿色、暗绿色安山质凝灰岩、凝灰质砂岩、大理岩，局部夹安山岩透镜体。中组为一套熔岩，岩性为暗灰绿色、灰绿色安山岩、英安岩，局部夹大理岩、硅灰岩（图5-2）（赵省民等，2002）。
图5-2 内蒙古七一山萤石矿矿区地质图
（据赵省民等，2002）
1—冲积、洪积砂砾石；2—安山质凝灰岩、砂质板岩；3—安山岩、英安岩；4—大理岩；5—燕山期晚期花岗岩；6—石英正长斑岩；7—含萤石燧石脉；8—燧石矿化脉；9—萤石矿脉；10—地质界线；11—岩层产状
2.矿区构造
区内以断裂构造为主，绝大多数与成矿有关，为热液的通道和良好的沉淀场所。以北东向和近南北向的两组断裂最为发育。
北东向断裂 其特点是开口大，延伸短，在几十米距离内迅速尖灭。断裂带内见角砾岩，两壁凹凸不平，形态复杂，被石髓或石髓-石英脉充填。为张扭性断裂。
南北向断裂 一般向西陡倾，特点是开口小，延伸稳定，长数百米，两壁光滑，挤压现象明显，局部可见擦痕。平面上呈“S”形弯曲，期间多充填萤石矿脉，为压扭性断裂。
北西向断裂 在本区不发育，规模小，一般长几米至数十米，宽几十厘米，为萤石-石髓脉充填。
3.岩浆岩
区内岩浆活动强烈，小规模的侵入岩体分布较广，呈小岩株、岩脉出现。主要有花岗岩体、钠长石花岗岩体、石英正长斑岩体、石英斑岩体（图5-2）。
（二）矿床特征
1.矿体特征
本区共发现萤石矿体200余个，其中较大的矿体37个，划分为4个矿段。
萤石矿体多呈脉状、网脉状、囊状。矿脉数目多，但多数规模小，稳定性差，长一般数十至数百米，宽则几十厘米至十几米。矿脉常相互交叉，分支、合并频繁。其中8号矿体为区内规模最大、质量较好的一个，矿体长570m，呈南北向延伸，倾向西，上陡下缓，平均倾角66°，平均厚度3.46m，深部有变厚趋势，CaF2含量91.72%。
区内容矿围岩为大理岩时，矿体与其之间的界线往往不清。总体上，矿体形态、规模及产状受构造裂隙的控制十分明显。
2.矿石特征
（1）矿石自然类型
分为块状、条带状、晶洞状、同心圆状及角砾状矿石。以块状、条带状、晶洞状矿石为主。
（2）矿石结构、构造
矿石结构 以细粒结构为主，次为中粗粒及巨晶结构。脉状矿体以细粒结构为主，扁豆状和囊状矿体以中粗粒及巨晶结构为主。
矿石构造 以块状构造、条带状构造为主，其他有晶洞状构造、同心圆状构造和角砾状构造。
（3）矿物组成及化学成分
矿石矿物组成 矿石矿物为萤石，脉石矿物为石髓、石英、方解石、褐铁矿等。扁豆状、囊状矿体成分复杂，除萤石外，尚含上述脉石矿物及蚀变围岩角砾；脉状矿体成分简单，脉石矿物含量少。
矿石化学组成 化学成分主要为CaF2，其次为SiO2，CaO，Mg 等。CaF2在脉状矿体中的含量一般大于90%，在扁豆状、囊状矿体中含量为70%左右。SiO2在脉状矿体中一般只含百分之几，扁豆状、囊状矿体中一般含20%左右。CaF2和SiO2在矿石中互为消长关系。
3.围岩蚀变
本区萤石矿赋存于断裂破碎带中，其围岩有花岗岩、安山岩、大理岩等。围岩蚀变有高岭土化、硅化、赤铁矿化。蚀变带的宽度与矿体厚度成正比，脉状矿体两侧宽1m左右，扁豆状、囊状矿体两侧蚀变宽度达十几米，靠近矿体变强，往外逐渐减弱。当围岩为中酸性火山岩或花岗岩时，主要发生高岭土化和绿帘石化；当围岩为大理岩时，主要是碳酸盐化和硅化。
三、矿床成因与成矿模式
（一）矿床成矿及控矿因素
萤石矿体多呈脉状、网脉状、囊状，萤石矿赋存于断裂破碎带中，明显受构造裂隙的控制。地层和岩性与萤石矿体的形成无明显关系。围岩有花岗岩、安山岩、大理岩等，蚀变明显，这些现象表明本区萤石矿的形成与热液有关。
（二）稀土元素特征
赵省民等（2002）对该矿床做了稀土元素分析，测试结果表明，围岩中的稀土元素总量（ΣREE）、轻稀土（LREE）、重稀土（HREE）和Y元素含量远高于矿石。矿石样品的ΣREE＜30×10-6，ΣLREE在5×10-6～15×10-6之间，ΣHREE＜5×10-6，Y＜20×10-6；围岩的ΣREE＞290×10-6，ΣLREE＞240×10-6，ΣHREE＞40×10-6，Y＞70×10-6。
根据东七一山萤石矿石稀土元素的球粒陨石标准化分布曲线图，萤石矿石的稀土分布可分为两类：一类是轻稀土相对富集型，其ΣREE均多小于29×10-6，其ΣLREE/ΣHREE值多大于7，La/Yb值一般大于12，La/Sm值多在2.9～5.5之间，Gd/Yb值常大于1.5，同样显示轻稀土相对富集（图5-3a）；另一类为重稀土相对富集型，其稀土分布曲线虽不及前一类那样规则一致，但除了碱性较强的几个轻稀土（La，Pr等）样品含量较接近外，其余各样品稀土的含量均有明显差异，且从轻稀土到重稀土，各矿石的稀土分布曲线逐渐规则（图5-3b），呈近水平分布的锯齿状，变化幅度增大，Eu亏损显著增加（δEu=0.45～0.70，）。同时，此类矿石的ΣREE约18×10-6，且ΣLREE/ΣHREE多小于3，La/Yb值和La/Sm值常小于2，Gd/Yb值一般小于1.0，重稀土相对富集。
图5-4是容矿围岩（绿帘石化似斑状花岗岩）的稀土分布曲线。由图可见，围岩的分布型式具极好的一致性，曲线形态几乎完全相同，均呈中等倾斜的右倾状，具有轻稀土相对富集、基本不亏损和Eu强烈亏损之特征。另一方面，ΣLREE/ΣHREE≈5.0，La/Sm≈3.8，La/Sm≈3.5，Gd/Yb≈0.9，δEu＜0.2。
图5-3 内蒙古东七一山萤石矿稀土元素分布型式
（据赵省民等，2002）
DQSR-1，2，3，4，DQS2-3，DQSI-B3，B4，B7，B8为萤石矿石样，DQSI-B2为围岩样
将东七一山萤石矿石的相关数据投入到Tb/Ca-Tb/La关系图上（图5-5），除一件样品落在伟晶岩区外，其余样品均落入热液成因的区域内，表明本区萤石矿系岩浆热液作用的产物。大多数样品位于热液区与沉积区的交界处。其原因可能与该萤石矿形成过程中，岩浆热液对作为其围岩（大理岩）的原岩——碳酸盐岩的同化有关（Moiler et al.，1976）。
图5-4 内蒙古东七一山萤石矿围稀土分布型式图
（据赵省民等，2002）
图5-5 内蒙古东七一山萤石矿石的Tb/Ca-Tb/La关系图
（据赵省民等，2002）
（三）成矿期次和成矿时代
东七一山萤石矿床的成矿时代有两种认识。聂风军等（2002）对东七一山萤石矿床的萤石做了钐-钕同位素年龄测定，所获等时线年龄为511±8Ma，认为该萤石矿床的成矿时代为加里东期。赵省民等（2002）认为，矿区内燕山期岩浆岩分布广泛，普遍遭受蚀变，该萤石矿床系中低温岩浆热液与围岩相互作用的产物，据此可认为该萤石矿床成矿时代为燕山期，笔者采用后一种观点。
（四）成矿物质来源
本区围岩组成对成矿物质的影响是显而易见的。成矿主要物质之一的Ca元素可能主要是由岩浆热液对地层（主要是大理岩）的淋滤萃取而来的。而F元素，则可能主要是中、酸性岩浆活动产生的岩浆热液从地下深处携带来的。F可能以
（五）矿床成因
综上所述，东七一山萤石矿床系中低温岩浆热液与围岩相互作用的产物。主要证据如下：矿区内岩浆热液活动频繁，围岩和花岗岩侵入体内的钠长石化、硅化、绿帘石化等矿化蚀变，尤其是高岭土化和碳酸盐化等中低温热液蚀变十分发育；矿体多呈脉状产出，其形态、产状和规模受构造裂隙的控制作用十分明显，显示出构造裂隙对成矿热液的输导控制和容矿作用；通常情况下，当围岩为大理岩时，矿体与围岩界限模糊，且矿体中含有数量不等、规模不一的大理岩残留体；在Tb/Ca-Tb/La图和Y+La-Y/La图中，所采集的矿石样品基本都落入热液成因的区域内。因此，可以认为，该萤石矿属于中低温热液成因（赵省民等，2002）。
（六）成矿机理
本区萤石矿的形成过程，系含矿热液在相对酸性条件下对围岩大理岩的交代过程。含F岩浆热液沿构造裂隙运移过程中，持续作用于大理岩、砂质板岩和安山质凝灰岩等成矿地层，并将其中的Ca，Mg，Na，Si4+等离子不断地活化、萃取出来，形成含F配合物的含矿热液。当这种含矿热液运移到物理化学条件适合的容矿环境时，便与围岩作用而使其发生钠长石化、高岭土化、硅化和碳酸盐化等一系列热液蚀变，由此导致含F配合物的分解和F，Ca2+等离子的产生，继而F，Ca2+离子结合形成CaF2沉淀于裂隙中。矿化过程中稀土元素的分馏，可能主要与不同矿化阶段岩浆热液成分的变化有关，因为作为热液成因的矿床，其化学组成的差异应首先取决于成矿热液成分的改变。另一方面，稀土元素离子半径自身的特点可能也对本区萤石稀土元素的分馏产生一定影响。三价轻稀土因离子半径与Ca2+离子相近（王中刚等，1989）而易于对之置换，在成矿过程中，包括Ce，Eu在内的三价轻稀土离子优先置换CaF2中的Ca2+离子，从而使形成的萤石矿石相对富集轻稀土，且基本无Ce，Eu异常显示。随着成矿作用的进行，成矿流体中的轻稀土含量减少，三价重稀土对离子的置换陆续开始，而使形成的萤石矿石相对富含重稀土。