赤峰南部小城子珍珠巖礦床地質(zhì)特征及成因探討

劉俊驍

（遼寧地質(zhì)礦產(chǎn)研究院，遼寧 沈陽 110032）

0 引言

珍珠巖可以制成膨脹珍珠巖，有容重輕、導(dǎo)熱系數(shù)小、吸音防火等優(yōu)點，用于建筑、特殊材料、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護等多個行業(yè)，市場前景廣闊；是一種重要的非金屬礦產(chǎn)。美國、希臘、中國、俄羅斯是主要產(chǎn)出國，其中我國儲量最大的是河南，占全國總儲量的一半；其它如黑龍江、遼寧、內(nèi)蒙古、山西、江西、浙江也有產(chǎn)出，占全國總量的37%。隨著我國墻體材料改革，及新型輕質(zhì)材料和建筑工程絕熱要求，膨脹珍珠巖需求量大幅提升，珍珠巖礦產(chǎn)勘查力度也隨之提升。在內(nèi)蒙古地區(qū)，義縣組、白音高老組、瑪尼吐組、滿克頭鄂博組地層是主要的賦礦地層[1]；小城子鎮(zhèn)義縣組地層中有多個珍珠巖礦分布，研究其礦產(chǎn)特征及成因，對在義縣組火山巖中珍珠巖勘探有重要指導(dǎo)意義。

1 礦區(qū)地質(zhì)背景

1.1 地層

赤峰南部屬古生代屬華北地層大區(qū)，晉冀魯豫地層區(qū)，陰山地層分區(qū)，大青山地層小區(qū)；中生代屬天山-興安地層區(qū)，內(nèi)蒙古草原地層分區(qū)，鑲黃旗-正藍旗地層小區(qū)；新生代屬興安地層分區(qū)，寧城-敖漢旗小區(qū)。古生界主要為濱淺海相、海陸交互相、陸源碎屑巖夾火山巖建造；中生界主要為陸相火山巖和山間盆地碎屑沉積巖；新生界為第三系玄武巖和第四系松散沉積。中生界義縣組（K1y）是珍珠巖、沸石、膨潤土重要賦礦地層[2-3]。

礦區(qū)內(nèi)出露地層主要為義縣組（K1y）和第四系。

義縣組（K1y）巖石組合為安山質(zhì)角礫凝灰?guī)r夾酸性熔巖、安山巖（見圖2）。

礦區(qū)地層層序：

圖1 小城子珍珠巖礦礦區(qū)剖面圖

3.灰紫色安山巖、灰紫色氣孔杏仁安山巖；

2.灰紫色安山質(zhì)含集塊角礫熔結(jié)凝灰?guī)r；

1.灰紫色安山質(zhì)角礫凝灰?guī)r、凝灰?guī)r夾灰黑色流紋質(zhì)含集塊熔巖、熔巖。

1.2 構(gòu)造

赤峰地區(qū)中生代以來，受太平洋板塊與歐亞板塊的對接、俯沖作用影響，形成了一系列NE-NNE 方向展布的大陸邊緣裂陷帶。中生代以來的成礦作用受NE-NNE 向構(gòu)造影響強烈[4]。

礦區(qū)位于北東向?qū)幊腔鹕綌嘞菖璧刂校撆璧厥躈E 向嫩江-八里罕區(qū)域深斷裂控制，區(qū)內(nèi)發(fā)育NE、NNE、NW、EW 向次級斷裂。礦區(qū)內(nèi)的NE 向正斷層和NW 向走滑斷層為嫩江-八里罕斷裂的次生斷裂。

1.3 火成巖

赤峰南部燕山期巖漿活動強烈，分布面廣，與內(nèi)生非金屬礦關(guān)系密切；其中晚燕山期噴出巖為流紋巖、凝灰?guī)r、安山巖、玄武巖，是珍珠巖礦、沸石礦、膨潤土礦的主要賦礦圍巖。

小城子珍珠巖礦區(qū)主要為凝灰?guī)r、安山巖，流紋質(zhì)含集塊熔巖為酸性巖漿活動期產(chǎn)物，是珍珠巖重要成礦時期。

圖2 小城子珍珠巖礦礦區(qū)地質(zhì)簡圖

2 礦床特征

小城子珍珠巖礦由南灣子珍珠巖礦、雙龍珍珠巖礦、小城子珍珠巖聯(lián)礦和坤河珍珠巖礦等四個礦組成；均沿區(qū)內(nèi)NE 向正斷層分布。

礦床賦存于義縣組（K1y）安山質(zhì)凝灰?guī)r層局部所夾流紋質(zhì)含集塊熔巖、熔巖中，為火山活動晚期火山通道附近英安質(zhì)巖漿形成。

礦體呈似層狀、透鏡狀（見圖1），按NE30°方向展布，寬度、厚度變化大；最大礦體長300 米，寬100 米，厚20～60 米；其它礦體長100～250 米，寬50～150 米，厚10～50 米。礦體內(nèi)部NW 向節(jié)理發(fā)育。

按其脫?；潭日渲閹r和脫玻化珍珠巖兩種礦石類型。珍珠巖呈灰褐、灰黑色，塊狀構(gòu)造、全玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)；透明-半透明，具珍珠-油脂光澤，具典型的圓形、橢圓形珍珠狀構(gòu)造；脫?；渲閹r呈灰黑色、半透明，具典型的珍珠狀構(gòu)造，柱狀節(jié)理發(fā)育。礦石成分主要為酸性火山玻璃，偶見長石、石英斑晶。膨脹系數(shù)5～15倍，容重75～178 km/m3。礦體西側(cè)靠近流紋質(zhì)含集塊角礫熔巖部分含有巖屑、晶屑，礦石質(zhì)量差。

根據(jù)其產(chǎn)出層位及賦存圍巖，小城子珍珠巖礦成礦作用方式為爆發(fā)式火山局部酸性巖漿噴溢冷凝成礦。

3 礦床成因探討

劉錦等通過研究赤峰地區(qū)珍珠巖含礦建造、成礦原巖、成礦作用及礦床特征，將珍珠巖礦成因歸納為三個類型：溢流型珍珠巖礦床、爆發(fā)型珍珠巖礦床、侵出型珍珠巖礦床。尖山子珍珠巖礦為典型爆發(fā)型珍珠巖礦床，通過兩者礦床特征對比可見，兩者礦床成因相同，均為爆發(fā)型珍珠巖礦。

據(jù)劉勁鴻研究表明，珍珠巖形成之前酸性巖漿曾有一揮發(fā)分過飽和階段，后經(jīng)爆發(fā)使揮發(fā)分逸出，形成含揮發(fā)分少、粘度更大的巖漿；而這種巖漿更易形成珍珠巖[5]。小城子珍珠巖礦珍珠巖礦體沿NE 向正斷層分布為這一結(jié)論提供了有力證據(jù)。NE 向斷正在斷層和NW 向走滑斷層后期活動破壞了礦體。

［1］劉錦，王宇林，閆楠，仲米山，賈翠，等.赤峰地區(qū)中生代火山巖中非金屬成礦系列研究[J].地質(zhì)找礦論叢，2011，26（3）：289-294.

［2］內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局.內(nèi)蒙古自治區(qū)區(qū)域地質(zhì)志[M].北京:地質(zhì)出版社,1991.

［3］內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局.內(nèi)蒙古自治區(qū)巖石地層[M].武漢：中國地質(zhì)大學(xué)出版社，1996.

［4］陳敏，張壽庭，王帥成，等.赤峰地區(qū)與中生代火成巖有關(guān)的非金屬礦床成礦系列[J].中國非金屬礦工業(yè)導(dǎo)刊.2010.86（6）：44-54.

［5］劉勁鴻.東北地區(qū)珍珠巖礦床地質(zhì)特征及成因探討[J].礦床地質(zhì).1983，2（3）：60-68.

［6］劉錦.赤峰地區(qū)主要非金屬成礦條件及成礦規(guī)律研究[D].沈陽：遼寧工程技術(shù)大學(xué)，2010：1-56.

［7］邵厥年，陶維屏，等.礦產(chǎn)資源工業(yè)要求手冊[M].北京：地質(zhì)出版社，2010.