内蒙古赤峰林西水头萤石矿：地下 “荧光宝石” 的宝藏传奇

1、矿床简介

林西水头萤石矿隶属内蒙古赤峰林西金源矿业开发有限公司，2020 年完成技改扩建后，如今已具备年产 15 万吨的强大 “实力”。从地质构造来看，林西地区位于中亚造山带东段，处于古亚洲洋成矿域和环太平洋成矿域的叠加影响区域。多期次的构造运动塑造出极为复杂精妙的地质构造格局。

林西地区大地构造位置图（a）与水头萤石矿床地质简图（b）（底图据张寿庭等, 2014修改）

1—第四系；2—上侏罗统满克头鄂博组；3—上二叠统林西组；4—下二叠统大石寨组；5—下二叠统寿山沟组；6—俄力木台石英斑岩；7—侏罗纪花岗岩；8—印支期花岗闪长岩；9—印支期花岗闪长斑岩；10—断层/推测断层；11—断裂；12—勘探线

区域内出露的地层丰富多样，主要有二叠系的黑色板岩、粉砂岩、砂岩，以及侏罗纪的长英质火山碎屑岩、凝灰岩和流纹岩等。在水头萤石矿矿区及周边，下二叠统寿山沟组和大石寨组以碎屑岩为主，夹有少量火山岩与碳酸盐岩，分布于矿区中东部。上二叠统林西组发育巨厚的暗色泥页岩与粉砂岩，有机质含量颇高，出露于西部，地层走向北东，倾向北西，倾角在 45° - 50°。上侏罗统满克头鄂博组的流纹岩和火山凝灰岩则在矿区南部现身，其走向北东，倾向南东，倾角为 20° - 50°，与二叠系呈不整合接触。此外，还有厚度在 0.8 - 50 米的第四系腐殖土、亚砂土、冲积砂砾石及残坡积堆积物。其中，上侏罗统满克头鄂博组、上二叠统林西组以及矿区南部的石英斑岩，担当起了主要赋矿围岩的角色。

断裂构造在矿区十分活跃，主要分成 NE 向和近 NS - NNE 向两组。NE 向断裂广泛分布，是主导断裂，长度可达几百米至上千米，走向多为 30° - 70°，倾向北西，属于张性断裂，切穿了中二叠统哲斯组与中侏罗统新民组，不仅控制着岩浆侵入，还在局部左右着地层的分布态势。而近 NS - NNE 向断裂是压扭性断裂，早期被中酸性脉岩填充，之后又被晚期热液贯穿，从而形成萤石和硅质脉体，成为萤石矿床关键的控矿与容矿构造。该组断裂同样延伸几百米至上千米，走向大概在 340° - 25°，倾向西，局部倾向东，倾角为 65° - 85°，在空间上呈现雁行排列。

水头萤石矿床1号勘探线剖面图

1—第四系；2—砂板岩；3—石英斑岩；4—矿化角砾岩；5—萤石矿体

矿区内印支期花岗闪长岩和花岗闪长斑岩出露，花岗闪长岩规模较小，呈岩株状侵入上二叠统林西组，锆石 U - Pb 加权平均年龄在 246 - 252Ma，岩石呈灰绿色，具斑状结构与基质微晶质结构。燕山期花岗闪长斑岩则侵入二叠系哲斯组、林西组以及中侏罗统新民组，岩石为灰白色，斑状结构、块状构造，其锆石 U - Pb 加权平均年龄为（136.9±1.7）Ma，在矿区南部作为矿体的直接赋矿围岩，为萤石及多金属矿的诞生提供了物质与热量来源。

经地质工作者多年勘探，已探明可观的萤石储量，矿石中 CaF₂含量颇高，品质优良。矿区内矿脉分布规律、走向稳定，矿体严格受断裂控制，自北向南依次形成北矿段（赛波罗沟门）— 中矿段（水头）— 南矿段（俄力木台），断续延伸达 10 千米。单个矿体长度通常在 200 - 600 米，呈右行雁列式分布，走向为 340° - 5°，倾向西，倾角 70° - 87°。矿体沿走向和倾向的连续性良好，未发现明显的成矿后期断裂。

矿体厚度在 0.67 - 14.89 米，厚度变化系数为 103.83%，变化不稳定，形态复杂，总体上沿倾向往深部有变薄趋势，走向上矿体中间厚，南北两端变薄，不过局部地段会变厚，在矿区南部部分膨大部位，厚度能超 10 米。不同矿体的品位变化较大，CaF₂含量处于 23.86% - 68.71%，品位变化系数为 15.59%，垂向上有由浅入深变富的倾向，但总体变化不大，沿走向品位变化也不大。现代化的采矿技术与设备在此大显身手，精准开采的同时，注重资源高效利用，让每一份 “地下宝藏” 都能发挥最大价值。

2、矿石典型现象

当踏入林西水头萤石矿的矿区，仿佛步入一个色彩斑斓的童话世界。野外露头处，萤石宛如被大自然精心染色的宝石，紫色似晚霞般神秘，绿色如翡翠般温润，无色透明的则像水晶般澄澈，还有白色、蓝绿色、粉色等色调。这些丰富色彩源于铁、铜、锰等微量元素的奇妙组合，使每一块萤石都成为独一无二的艺术品。

萤石

风化面黄褐色，新鲜面为淡紫色，块状构造，半自形晶粒状结构，主要由萤石组成，萤石呈粒状集合体分布，一般以弧面状放射性生长，构成一个或大或小，或独立或连接的集合体，各集合体彼此紧密相连而构成矿石。在矿石表面形成鞋底状、肾状、椭圆状、不规则状等的黄褐色表面，外貌上看似砾石，但内部仍由萤石构成。矿石中见有不规则状的孔洞，含有少量围岩的角砾。

萤石

风化面黄褐色，新鲜面紫灰色，块状构造，半自形晶粒状结构，岩石主要由萤石构成，萤石呈粒状集合体，晶形发育不好，断面上呈梳状，表面可见到短小的萤石晶簇，以可见到三面锥体为主。岩石裂纹发育，有褐铁矿和白色的物质充填。见少许晶洞。

萤石

颜色为淡紫色，颜色有不均匀的深浅变化，块状集合体，在一侧面上岩石由萤石晶体构成弧形的集合体，单晶体呈立方体，等轴晶系，解理完全，且表面大部分呈黄褐色，为褐铁矿染，构成一个黄褐色的外壳。岩石内部显示不同期次的萤石生长带，且有颜色的变化。岩石中发育一些晶洞，大小不一，呈不规则状。

拿起一块萤石标本，触感温润细腻，其莫氏硬度为 4，兼具坚韧与易于雕琢的特性。轻轻敲击，清脆悦耳的声响仿佛是矿石在诉说地下深处的故事。在显微镜下，萤石呈现出规整的晶体结构，以粗晶自形 — 半自形粒状结构、细晶半自形 — 他形粒状结构为主，微晶他形粒状结构和碎裂状结构次之。内部偶尔出现的矿物包裹体，如同藏在晶体里的 “时光胶囊”，记录着萤石形成时的古老环境与地质变迁。此外，还能观察到一些微裂隙，可能是在后期地质构造运动中形成，在一定程度上影响着萤石的物理性质。

3、知识点解说

萤石，化学成分为 CaF₂，是工业领域不可或缺的 “明星”。它是制造氢氟酸的核心原料，而氢氟酸堪称工业的 “万能钥匙”。在化工行业，参与众多关键化学反应；在冶金行业，作为助熔剂降低炉渣熔点，让钢铁冶炼更顺畅高效；在玻璃制造中，又化身为 “美容师”，清除气泡，赋予玻璃晶莹剔透的质感。

在林西水头萤石矿，科技与自然奏响和谐乐章。企业持续引入先进技术，从智能化开采到精细化选矿，每个环节都追求效率与品质的极致。通过对流体包裹体的研究可知，成矿流体属于中低温、低盐度、中低密度的 NaCl - H₂O 体系，δDH₂O - SMOW 值为 - 140.1‰ - - 120.5‰，δ¹⁸OH₂O - SMOW 值为 - 6.7‰ - 2.3‰，主体源于大气降水热液，矿石中黄铁矿的 δ³⁴S 值为 1.2‰ - 3‰，表明硫的来源或许与岩浆活动存在间接关联。基于这些研究成果，企业优化开采流程，提高资源回收率。同时，环保理念贯穿始终，借助创新工艺降低开采对环境的影响，实现 “金山银山” 与 “绿水青山” 的完美融合。

4、矿床模式

林西水头萤石矿的诞生，是一场跨越亿年的 “地质奇旅”。早白垩世时期，大规模岩浆活动频繁，岩浆犹如地球的 “沸腾血液”，携带着氟等成矿元素在地下涌动。随着岩浆逐渐冷却，含矿热液从岩浆中分离出来，顺着断裂与岩石孔隙开启 “冒险之旅”。在与围岩的持续接触中，热液中的氟与围岩里的钙发生奇妙化学反应，从而诞生了萤石矿物。

研究区萤石和石英的 ΣREE 含量分别为 5.84×10⁻⁶ - 198.38×10⁻⁶和 0.71×10⁻⁶ - 4.74×10⁻⁶，ΣLREE/ΣHREE 平均值分别为 1.43 和 4.32，均呈现弱的 Eu 正异常和 Ce 负异常，这揭示出萤石矿具有相似的成矿环境和物质来源。从南到北，三个矿床的成矿温度、成矿流体的盐度和密度逐渐降低，表明成矿流体的运移距离在不断增大。

随着时间的推移，萤石矿物在适宜空间不断聚集，形成如今的矿脉。成矿后期，构造运动与风化作用对矿脉进行改造，部分萤石露出地表，接受岁月洗礼；而地下矿脉在地下水的作用下，经历二次富集，愈发 “光彩照人”。深入探究这一独特成矿模式，不仅能揭开自然造物的神秘面纱，更为未来勘探开发提供方向，助力更多 “地下宝藏” 重见天日。