遼寧省建平縣老松臺膨潤土礦床地質(zhì)特征及找礦方向

摘 要：文章通過對建平縣老松臺鈉基膨潤土礦地層、構(gòu)造、蝕變作用等地質(zhì)特征的研究，查明礦體主要賦存于白堊系義縣組火山巖系中的凝灰?guī)r層內(nèi)及安山巖與凝灰?guī)r接觸部位，按礦石類型可劃分為鈣基膨潤土及鈉基膨潤土，初步確定礦床類型屬陸相火山-沉積型礦床。

關(guān)鍵詞：膨潤土礦；地質(zhì)特征；陸相火山-沉積；找礦方向

1 成礦地質(zhì)背景

大地構(gòu)造單元位于中朝準(zhǔn)地臺（Ⅰ）內(nèi)蒙地軸（Ⅱ）東段南緣，建平臺拱（Ⅲ）寧城斷凹（Ⅳ）的次一級構(gòu)造五家子～熱水湯中生代火山巖盆地中。膨潤土礦床產(chǎn)于近南北向展布的中生代火山巖構(gòu)造盆地內(nèi)。盆地由基底和蓋層兩部分構(gòu)成，其中建平群小塔子溝組為結(jié)晶基底，上覆地層為白堊系下統(tǒng)義縣組。

1.1 地層

1.1.1 盆地基底（建平群小塔子溝組Arjnx）

熱水湯～五家子盆地系寧城斷凹一部分，其西緣約在老哈河以東，結(jié)晶基底為太古宙變質(zhì)雜巖（建平群小塔子溝組），西緣出露于老哈河?xùn)|岸的西箭和畢斯?fàn)I子一帶，東緣出露于沙海、大營子和張家灣一帶，東緣其北東部片麻理產(chǎn)狀傾向南或南西，傾角70°-55°，南東部片麻理產(chǎn)狀傾向北西，傾角55°-70°，形成半園弧狀盆體邊緣。

該組總體呈東西向分布，由于巖漿巖的侵入，產(chǎn)出形態(tài)不完整。巖性以黑云斜長片麻巖、角閃斜長片麻巖為主，夾斜長角閃巖和磁鐵石英巖扁豆體。

1.1.2 盆地蓋層（白堊系下統(tǒng)義縣組K1y）

該組是盆地主要蓋層，亦是膨潤土成礦的“母巖”。該組巖性復(fù)雜，變化較大。在熱水湯一帶，巖性主要為凝灰?guī)r、安山巖、英安巖、流紋巖、流紋質(zhì)凝灰?guī)r、安山一流紋質(zhì)火山碎屑巖，與下伏太古界片麻巖呈角度不整合接觸。

1.2 構(gòu)造

區(qū)域內(nèi)中生代斷陷盆地發(fā)育，呈北北東向展布，主要有熱水湯～五家子盆地，控制了區(qū)域白惡系地層分布。斷裂構(gòu)造以北西西向扭性斷裂為主，北東向斷裂次之。

1.3 巖漿巖

區(qū)域上巖漿巖較發(fā)育，主要有遼河旋回?cái)嗍聨r體，華力西旋回哈通溝巖體，燕山旋回第二期張家灣巖體。

1.4 區(qū)域礦產(chǎn)

區(qū)域內(nèi)礦產(chǎn)主要有鐵、膨潤土、高嶺土、沸石等。其中膨潤土礦山企業(yè)80余家，包括有集體、私營、外資礦山企業(yè)。

2 礦區(qū)地質(zhì)

2.1 地層

礦區(qū)出露地層主要為建平群白堊系義縣組凝灰?guī)r、安山巖和凝灰角礫巖及第四系，第四系厚度0.5～15m。地層總體走向NE～SW，傾向NW，傾角15°～25°。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)處于熱水湯～五家子盆地中心，盆地受基底控制，巖層產(chǎn)狀受其影響，總體產(chǎn)狀北或西，即向盆地中心方向，傾角20°～30°。礦區(qū)內(nèi)未見有斷裂構(gòu)造。

2.3 巖漿活動

礦區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)大的巖漿巖體，只發(fā)育一些淺成脈巖，主要為長英質(zhì)脈、閃長巖脈、閃長玢巖脈等。一般規(guī)模較小，有些脈體穿插破壞含礦層。

2.4 蝕變作用

礦床內(nèi)主要蝕變?yōu)槊摬ＡЩ饔?，礦床的形成是火山玻璃質(zhì)熔巖及碎屑巖在熱水盆地內(nèi)蝕變作用的結(jié)果。主要表現(xiàn)為蒙脫石化，此外有高嶺土化和綠泥石化。這種蝕變現(xiàn)象只有在缺少介質(zhì)條件下才停止。

礦石自然改型特征：礦內(nèi)經(jīng)鉆探取樣測試結(jié)果證實(shí)，平均深度在100m以下的礦體為鈉基膨潤土，100m以上為鈣基膨潤土。產(chǎn)生改型的原因是地表以下一定空間內(nèi)，在鈣基中性水的作用下，大量的ECa2+替換了蒙脫石晶層間原來吸附的ENa+，形成了以鈣離子為主的鈣基膨潤土。隨距離地表深度的加大，礦層的封閉條件越來越好，ECa2+離子不具備置換ENa+的條件，因此，地下深部保留了鈉基膨潤土。

3 礦床特征

3.1 含礦層特征

區(qū)內(nèi)膨潤土礦主要賦存于白堊系義縣組火山巖系中的凝灰?guī)r層內(nèi)及安山巖與凝灰?guī)r接觸部位，按礦石類型可劃分為鈣基膨潤土及鈉基膨潤土。

3.2 礦體特征

區(qū)內(nèi)共有兩條膨潤土礦體。分別編號為T1、T2號礦體。

T1號礦體：地表出露寬度10.0～40.0m，走向上延伸1000.0m，走向近東西，傾向350°，傾角15°～20°。礦體賦存于凝灰?guī)r間內(nèi)，呈似層狀產(chǎn)出，層位穩(wěn)定。礦體由2個鉆孔及探槽控制。其中鈣基膨潤土見礦厚度8.57-9.63m，平均見礦厚度9.07m，礦體厚度穩(wěn)定，平均蒙脫石含量55.08%，品位變化系數(shù)16.33%，出露標(biāo)高715.10～520.30m，礦體埋深0.0-194.80m；鈉基膨潤土見礦厚度1.91-6.69m，平均見礦厚度4.30m，平均蒙脫石含量52.59%，品位變化系數(shù)7.57%，出露標(biāo)高545.60～418.40m，礦體埋深137.73-299.05m。礦石呈綠色、淺綠色，蠟狀光澤，變余粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。吸濕性強(qiáng)，吸水膨脹。

T2號礦體：地表出露寬度5.0～30.0m，走向上延伸400m，走向近南北，傾向290°，傾角20°。礦體賦存于凝灰?guī)r與安山巖接觸部位，呈似層狀產(chǎn)出，礦體與圍巖界線清楚。礦體由探槽控制。蒙脫石含量50.0-55.33%，平均含量51.93%。地表可交換的陽離子以鈣離子交換容量為主，礦石屬性為鈣基膨潤土礦，深部未進(jìn)行鉆探驗(yàn)證。

3.3 礦石質(zhì)量

肉眼觀察：膨潤土礦石呈白色，濕時為淡綠、淡青及淺色色調(diào)。風(fēng)干后為白色，土狀-油脂光澤，手觸有滑潤感，土狀及塊狀構(gòu)造。斷口似貝殼狀，侵入水中后即分解成碎粒，并有顯著的膨脹。

鏡下觀察：礦石的主要礦物成分由蒙脫石組成，含量40%～80%，一般50%左右，其他礦物見有長石、白云母、石英、磁鐵礦和泥質(zhì)等，粒度相當(dāng)細(xì)小，呈零散狀分布。石英無色透明，它形粒狀；磁鐵礦黑色顆粒，不透明；泥質(zhì)不透明。

4 礦床成因及找礦標(biāo)志

4.1 成因類型

中生代侏羅～白堊紀(jì)火山活動，在太古界老基底所形成的盆地中沉積了一套火山碎屑巖（火山角礫巖、火山凝灰?guī)r等），夾有少量陸相砂礫石等碎屑物，被后期火山熔巖（英安巖類或安山巖類）所覆蓋，形成了一個封閉的堿性水體環(huán)境，并有熔巖流的熱液作用，使火山碎屑充分水解，蝕變?yōu)槊擅撌?，形成較厚的膨潤土礦層。因此該礦床屬陸相火山～沉積型礦床。

4.2 找礦標(biāo)志

（1）中生代陸相火山沉積盆地是找礦的前提。

（2）礦體賦存于白堊系下統(tǒng)義縣組地層中，受巖層控制，為找礦巖性標(biāo)志。

（3）區(qū)內(nèi)火山碎屑巖普遍存在蒙脫石化，其中蝕變強(qiáng)烈地段形成礦體或成為礦體的頂?shù)装鍑鷰r，其特點(diǎn)成為典型的找礦標(biāo)志。

（4）在礦區(qū)中，由于含礦巖層易于風(fēng)化，在地形上多形成小凹斗地形。

以上四種直接的找礦標(biāo)志，將為后期在該地區(qū)進(jìn)一步工作提供可靠的地質(zhì)依據(jù)和找礦方向。

參考文獻(xiàn)

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[2]楊占興.遼寧省成礦系列與成礦區(qū)帶研究[D].中國地質(zhì)大學(xué)，2006：

10-12.

作者簡介：付艷春（1981-），女，遼寧撫順人，2005年畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學(xué)，工程師，在職工程碩士，從事礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作。