遼寧省海城市牌樓鎮發達菱鎂礦、滑石礦特征

孫英艷

遼寧省第五地質大隊，遼寧 大石橋 115100

0 引言

礦區位于遼寧省海城市牌樓鎮廟溝村。大地構造位于中朝準地臺（Ⅰ）、膠遼臺隆（Ⅱ）、營口—寬甸臺拱（Ⅲ）的西部、鳳城凸起（Ⅳ）西端。

1 區域地質

區域廣泛出露下元古界遼河群變質巖系，從老到新為浪子山巖組（Ptllhl）、里爾峪巖組（Ptllhlr）、高家峪巖組（Pt1lhg）、大石橋巖組（Pt1lhd）、蓋縣巖組（Ptllhgx）。在河流及溝谷中有第四系分布。

區域內侵入巖較發育，從太古代—中生代侵入巖均有分布。古老侵入巖分布于區域的西北部。中生代侵入巖多分布區域的東南部，部分侵入巖呈小巖株、巖脈分布于元古代花崗巖中。區域脈巖也較發育，從中基性—酸性脈巖均有分布，主要有石英脈、煌斑巖、輝綠巖、花崗細晶巖、偉晶巖等。

區域褶皺構造發育為英洛—草河口復向斜的次級褶皺：太平嶺向斜，位于析木鎮西太平嶺。核部為蓋縣巖組三段，南翼為巖組一段。北翼除蓋縣巖組二段，向北分別為大石橋巖組—浪子山巖組。

斷裂構造主要發育為一組推覆—逆沖斷層，該逆沖斷裂呈北東東向展布。斷層面傾向NNW，傾角30°～70°。大石橋巖組逆沖蓋縣巖組地層之上。區域內另有北北西向、北北東向脆性斷裂，規模不大。

2 礦區地質

2.1 地層

礦區內出露地層主要為下元古界遼河群大石橋巖組三段(Ptlhd3)，沿溝谷分布新生界第四系全新統(Q4)坡積—洪積層。見圖1。

大石橋巖組三巖段（Pt1lhd3）：巖性為菱鎂大理巖、白云石大理巖、菱鎂大理巖夾滑石片巖，局部滑石片巖已達到工業品位。

圖 1 遼寧省海城市牌樓鎮發達菱鎂礦、滑石礦地質圖Fig.1 Geological map of Fada magnesite and talc ore of Pailou Town in Haicheng City, Liaoning Province1.第四系：沖積碎石、砂土；2.下元古界遼河群大石橋巖組三段；3.白云石大理巖；4.菱鎂大理巖；5.滑石綠泥片巖；6.煌斑巖；7.菱鎂礦帶；8.菱鎂礦礦體及編號；9.一級品；10.二級品；11.三級品；12.滑石礦帶；13.滑石礦體及編號；14.構造破碎帶；15.地質界線；16.實測及推斷斷層；17.地層產狀

菱鎂大理巖：巖石為灰白色—白色，中細粒—粗粒狀變晶結構，塊狀構造。主要礦物為菱鎂礦，質量分數占85%～98%；次要礦物為石英、白云石、方解石、滑石、綠泥石等。白云石大理巖：巖石為灰白色—白色，細粒狀變晶結構，塊狀構造、條帶狀構造。主要礦物為白云石，質量分數占85%～90%；次要礦物為石英、菱鎂礦、方解石、滑石、綠泥石等。滑石綠泥片巖：灰綠色，細粒鱗片狀變晶結構，片狀構造。主要礦物：綠泥石質量分數30%～50%，滑石質量分數15%～30%，石英質量分數20%～35%。

地層總體呈倒轉狀，傾向335°～355°，傾角55°～80°。

2.2 巖漿巖

區內巖漿巖不發育，只有少量的煌斑巖脈出露，位于礦區西北部，規模較小，走向北東—北北東。

2.3 構造

⑴褶皺構造：礦區位于析木—草河口近東西向復向斜北翼(次級太平嶺向斜西端)，地層總體呈倒轉狀，大石橋巖組三段地層為傾向北北西、傾角55°～80°的單斜構造 。

⑵斷裂構造：礦區發育有四組斷裂構造：F4斷層規模最大，位于礦區的東南，為一正斷層，呈北東向穿切M1、M2、M3、M4、M5、M6礦體，斷距31～60 m。該斷層傾向北西，傾角70°～86°，地表出露長度約360 m。

F2斷層位于礦區的西南，推測為一逆斷層，呈北西向切穿滑石礦化帶，斷距65～112 m。該斷層傾向西，傾角72°～88°，地表出露長度約70 m。

F3斷層位于礦區的中南部，該斷層傾向西南，傾角68°～84°，呈北西向切穿①滑石礦體，斷距5～19 m。出露長度約100 m。

總之各方向斷裂發育晚于成礦期，對菱鎂礦、滑石礦有不同程度的破壞作用。

3 賦礦層位特征

菱鎂礦(體)帶、滑石礦(體)帶均賦存于下元古界遼河群大石橋巖組三段層位中。

菱鎂礦(體)帶主要為菱鎂大理巖，局部夾薄層滑石片巖。帶內賦存菱鎂礦體，礦體圍巖為菱鎂大理巖、個別為白云石大理巖及滑石片巖，礦體與菱鎂大理巖呈漸變過渡關系，與白云石大理巖及滑石片巖為突變接觸關系。礦帶為似層狀，地表出露寬度大于1 000 m，延長近2 000 m，產狀為335°～355°/55°～80°。

共生礦產滑石礦(體)帶主要由滑石片巖組成，帶內賦存滑石礦體。礦體圍巖為滑石片巖、個別為白云石(菱鎂)大理巖，礦體與圍巖呈漸變過渡關系。礦帶為似層狀，出露寬度40～80 m，斷續延長近850 m，產狀為335°～355°/55°～78°。

3.1 礦體特征

菱鎂礦賦存于大石橋巖組三段 (Pt1lhd3)地層中。

目前共圈定8條礦體菱鎂礦，由南向北依次編號 為 M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、M8。礦體的頂、底板圍巖為菱鎂大理巖，局部為白云石大理巖、滑石綠泥片巖。

各礦體的規模、形態、產狀及賦存標高，詳見表1。

礦區內菱鎂礦礦體多呈透鏡狀、似層狀，局部呈層狀、，地表出露較連續，厚度和品位變化較穩定，具有一定規模，主要為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ品級菱鎂礦。

3.2 礦石礦物組成

礦石礦物主要由菱鎂礦組成，質量分數一般可達90%以上，脈石礦物為極少量滑石、石英、蛇紋石、白云石等，偶含微量黃鐵礦、黃銅礦。

礦石結構：中粒—粗粒粒狀結構為主，少數巨晶和細粒粒狀結構。

礦石構造：塊狀構造，條紋—條帶狀構造、菊花狀構造。

菱鎂礦：呈灰白－白色。玻璃－珍珠光澤。全結晶，具菱面解理。晶粒大小不等，最大者達5 mm，一般多在0.5～3 mm之間。偶見碳酸鹽脈穿入菱鎂礦體中。

3.3 礦石化學成分及質量

礦石主要化學成分為MgO、CaO、SiO2、少量Fe2O3。有用、有益組分為MgO，賦存在菱鎂礦和白云石中；有害組分為CaO、SiO2、Fe2O3等，賦存在白云石、方解石和蛇紋石、透閃石、滑石中。

M1礦體化學成分：MgO:45.06%～47.20%；CaO: 0.48%～ 1.66%；SiO2: 0.26%～ 3.83 %；Fe2O3: 0.33%～1.99%。其中Ⅰ級品占17.61%，Ⅱ級品占42.56%，Ⅲ級品占39.83%。

M 2礦體化學成分：MgO:45.09%～46.89%；CaO: 0.46%～ 1.65%；SiO2: 0.26%～ 3.16 %；Fe2O3: 0.33%～2.13%。其中Ⅰ級品占16.07%，Ⅲ級品占83.93%。

M 3礦體化學成分：MgO:44.71%～46.50%；CaO: 0.29%～ 1.51%；SiO2: 0.82%～ 3.23 %；Fe2O3: 0.33%～1.99%。其中Ⅰ級品占6.57%，Ⅲ級品占93.43%。

M 4礦體化學成分：MgO:44.98%～46.66%；CaO: 0.52%～ 1.49%；SiO2: 0.85%～ 3.15 %；Fe2O3: 0.41%～1.08%。其中Ⅱ級品占44.57%，Ⅲ級品占55.43%。

表 1 礦區菱鎂礦礦體規模、形態、產狀一覽表Table 1 Magnesite ore scale, shape, and occurrence list

M 5礦體化學成分：MgO:45.72%～46.70%；CaO: 0.47%～ 1.57%；SiO2: 0.41%～ 3.01%；Fe2O3: 0.41%～1.08%。其中Ⅰ級品占31.22%，Ⅱ級品占38.37%，Ⅲ級品占30.41%。

M 6礦體化學成分：MgO:45.08%～46.24%；CaO: 0.53%～ 1.28%；SiO2: 1.05%～ 3.37%；Fe2O3: 0.53%～1.66%。其中Ⅱ級品占16.54%，Ⅲ級品占83.46%。

M 7礦體化學成分：MgO:45.23%～46.24%；CaO: 0.34%～0.92%；SiO2: 1.74%～3.85%。全部為Ⅲ級品菱鎂礦礦石。

M 8礦體化學成分：MgO:45.18%～46.63%；CaO: 0.16%～1.37%；SiO2: 1.28%～4.12%。全部為Ⅲ級品菱鎂礦礦石。

一般礦石中MgO與CaO質量分數表現為消長關系，即當MgO質量分數增加時CaO質量分數減少，反之亦然。

3.4 礦石品級

菱鎂礦按工業指標將礦石劃分三個品級，即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級品。

其中Ⅰ級品占17.53%，Ⅰ級品礦石化學成分質量分數：MgO:46.23%～47.20%；CaO: 0.23%～1.09%；SiO2: 0.26%～1.13%；Fe2O3: 0.41%～2.12%。

Ⅱ級品占23.05%，Ⅱ級品礦石化學成分質量分數：MgO:44.98%～47.20%；CaO: 0.67%～1.49%；SiO2:0.26%～ 1.97%；Fe2O3: 0.33%～1.66%。

Ⅲ級品占59.42%。Ⅲ級品礦石化學成分質量分數：MgO:44.41%～46.63%；CaO: 0.40%～1.66%；SiO2: 0.51%～ 4.21%；Fe2O3: 0.33%～1.99%。

4 礦床共生礦產

滑石礦賦存于大石橋巖組三段 (Pt1lhd3)地層中。位于菱鎂礦含礦層位上部。共圈定三條滑石礦體編號①、①-1、②，礦體的頂、底板圍巖為滑石片巖，局部為白云石(菱鎂)大理巖。

各礦體的規模、形態、產狀及賦存標高，詳見表2。

礦石礦物主要由滑石、白云石、菱鎂礦、方解石組成，其次偶見微量黃鐵礦，礦石結構以鱗片變晶結構為主。礦石構造為塊狀、片狀、鱗片狀構造。鱗片變晶結構類型礦石為礦區主要礦石類型，滑石質量分數較高，其次為交代結構，孤島狀結構等滑石質量分數低或過渡為巖石。

菱鎂礦礦石主要有用成分為SiO2、MgO；有用礦物為滑石；有害組分為CaO、Fe2O3；伴生交代殘余礦物，有菱鎂礦、白云石、方解石、石英、黃鐵礦。

①號礦體組分質量分數：滑石質量分數:57.80%～68.30%；CaO: 1.46%～4.34%；Fe2O3: 0.58%～1.02%；白度78.88%～95.52%。全部為Ⅲ級品礦石。

①-1號礦體組分質量分數：滑石:52.34%～73.62%；CaO: 1.87% ～ 4.87%； Fe2O3: 0.55% ～0.98%；白度72.14%～88.35%。全部為Ⅲ級品礦石。

②號礦體組分質量分數：滑石:73.40%～76.88%；CaO: 2.50%～ 3.12%；Fe2O3: 0.65%～0.75%；白度80.45%～88.90%。全部為Ⅱ級品礦石。滑石礦體呈似層狀，地表出露較差，厚度和品位變化較穩定，但規模較小，屬共生礦產利用不高，主要以Ⅱ、Ⅲ品級礦石為主。

5 礦床成因類型

菱鎂礦體均賦存于下元古界遼河群大石橋巖組三巖段二層(Pt1lhd32)的菱鎂大理巖中。原巖為富鎂碳酸鹽巖層，受早元古代區域變質作用晚期的變質熱液使鎂質重溶，沿構造活動帶交代而形成具有重要工業價值的菱鎂巖中菱鎂礦礦體。成因類型為區域沉積變質熱液交代型礦床。

表 2 滑石礦礦體規模、形態、產狀一覽表Table 2 Talc ore scale, shape, and occurrence list

[1] 遼寧省地質礦產局. 遼寧省區域地質志[M].北京：地質出版社， 1989.

[2] 遼寧省冶金地質勘查局地質勘查研究院. 海城市牌樓鎮發達礦業有限公司菱鎂礦、滑石礦儲量核實報告[R].2007.

[3] 遼寧省第七地質大隊. 海城市牌樓鎮發達礦業有限公司滑石礦、菱鎂礦礦產資源儲量年度報告[R].2012.