膠東西部滑石礦地質特征及找礦前景分析

蘇旭亮，劉 俊，王 帥，趙 闖，張學明，王 虎，于 洋（青島地質工程勘察院，山東 青島 266071）

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膠東西部滑石礦地質特征及找礦前景分析

蘇旭亮，劉 俊，王 帥，趙 闖，張學明，王 虎，于 洋
（青島地質工程勘察院，山東 青島 266071）

【摘 要】膠東西部地區是我國重要的滑石礦勘查開發基地，已開發利用多年。本區滑石礦分布于粉子山群地層中，受構造控制明顯，滑石礦成礦原巖為碳酸鹽和細碎屑沉積巖，屬沉積變質熱液交代成因。總結區內滑石礦床特征，結合區域地質特征及已知礦區滑石礦成礦規律，建立成礦模式，預測本區粉子山群張格莊組地層中還賦存有優質的滑石礦資源，具良好的勘查開發前景。

【關鍵詞】滑石礦；地質特征；找礦前景；膠東西部

山東省膠東地區滑石礦資源豐富、分布集中，是我國優質滑石主要產地之一[1]。2005年山東省白滑石基礎儲量為2 557.4萬t，為全國第一，主要分布在萊州市、棲霞市、平度市的部分地區[2]，自20世紀60年代開采以來，已開發利用多年，除有大型國有滑石企業外，前期有不少民采礦山。雖然區內滑石礦的開發利用水平較高，但勘查工作程度相對較低，少數露天的主要礦體作了詳查或勘探工作，并形成了數個大中型的開采礦山，隱伏的或局部民采老礦山投入的勘查工作較少，其成礦前景不明。本文通過總結膠東西北部萊州地區已知滑石礦床的地質特征，結合區域地質概況，分析得出膠東西部一帶粉子山群地層中還賦存有優質的滑石礦資源，具有良好的勘查開發前景。

1　區域地質

研究區位于華北板塊，膠北地塊之內的膠北隆起西北部。區域地層屬華北地層大區魯東地層分區的蓬萊地層小區，區內以古元古代變質地層為主，構造以北東向為主，褶皺和斷裂均有發育(見圖1)。侵入巖僅局部有少量中生代閃長巖脈巖，區內礦產以滑石、菱鎂礦為主，金銀礦亦是優勢礦種[3-4]，滑石、菱鎂礦等受地層及構造控制較明顯。

1.1 地層

古元古代粉子山群是區域主要地層，占區內總地層的80%以上，主要分布在粉子山向斜及兩翼，是經角閃巖相至麻粒巖相的變質地層[5]，是區域滑石礦的主要賦礦地層，可分為四個地層組：

(1) 祝家夼組(Pt1z)：分布于粉子山倒轉向斜兩翼，其巖性特征上部為黑云變粒巖、長石石英巖為主夾石墨黑云片巖及透閃巖；下部為長石石英巖、黑云變粒巖、黑云片巖、透輝大理巖及白云質大理巖，原巖類型以碎屑沉積巖為主，夾粘土巖、碳酸鹽巖沉積，沉積環境為相對穩定的濱海—淺海相沉積環境。

(2) 張格莊組(Pt1zg)：分布于粉子山倒轉向斜兩翼。據其巖石組合特點，將該組又分為三個巖性段：第一段以厚層白云石大理巖為主，夾黑云變粒巖、斜長角閃巖、長石石英巖。其中斜長角閃巖層厚18～35m，層位穩定。第二段由透閃巖、黑云變粒巖組成，兩者多為互層產出，同時夾黑云片巖和透閃大理巖。該段底部有一層長石石英巖，層位穩定，可作為與第一段分界的標志層。第三段主要為青灰色薄層狀白云質大理巖，局部夾透閃大理巖、黑云變粒巖。由菱鎂巖、綠泥片巖、白云質大理巖及滑石片巖組成。下部以絹云綠泥片巖為主，中部為菱鎂巖夾絹云綠泥片巖，上部以絹云綠泥片巖為主，夾菱鎂巖、白云質大理巖，其原巖是碳酸鹽和細碎屑巖的沉積巖。反映了一種相對穩定的淺海—濱海相沉積環境。

(3) 巨屯組(Pt1j)：分布于粉子山倒轉向斜之核部，主要巖性為石墨透閃巖夾黑云變粒巖、石墨大理巖、含石墨綠泥片巖、滑石片巖。在底部有時可見白色透輝石英巖、透閃石墨片巖。本組以含石墨為特點，在含石墨絹云綠泥滑石片巖中有一層黑滑石。該組巖石呈明顯層狀產出，走向和傾向穩定，為一套含碳質陸源碎屑沉積巖和化學沉積巖，沉積環境為濱海—淺海相。

(4) 崗崳組(Pt1g)：分布于粉子山倒轉向斜之核部，崗崳一帶該組巖性較復雜，巖性為石榴矽線二云片巖、黑云片巖、黑云變粒巖夾長石石英巖。據巖石組合、化學成分等特征判定其原巖成熟度比較高，以泥質、砂泥質沉積巖為主，間有碎屑沉積和碳酸鹽沉積。

1.2 構造

區域為一北東向粉子山倒轉向斜，為本區最主要的褶皺構造，橫貫區域中部，是變質地層的主要表現形式。其由粉子山群巖層組成，向斜核部為崗崳組和巨屯組，兩翼為祝家夼組和張格莊組，兩翼基本對稱，向斜構造軸方位80°，軸面傾向南東，南翼傾角陡，為60～70°，北翼傾角緩，為40～60°，滑石礦分布于向斜核部的巨屯組和兩翼的張格莊組中，褶皺是本區主要控礦構造。后期的表層次級脆性斷裂對前期形成的褶皺構造進行改造，有近東西向斷裂構造，為伸展滑脫式走向斷裂，沿層間及不同物理性質的巖性界面發育。該構造的特點是造成地層減薄缺失，但地層層序相對不變。成礦期后，斷裂又有活動，對滑石礦有破壞作用。

圖1　區域地質略圖[3]

2　滑石礦特征

2.1 礦體特征

膠西地區滑石礦床的形成和賦存嚴格受控于粉子山群向斜褶皺構造，主要賦存于張格莊組和巨屯組地層內，呈近東西向展布，礦體多呈層狀、似層狀、透鏡狀、長條狀，總體上分布較為穩定，沿走向長百米到千余米，沿傾向長幾百米，延長和延深都比較大，厚一般數米至數十米，局部沿走向、傾向有膨縮現象，總體來看厚度變化不大，故形成礦床的規模往往也很大。礦體產狀與地層產狀基本一致，圍巖為綠泥片巖，界線清晰，滑石礦常與菱鎂礦伴生，受后期的斷裂構造影響，局部有切斷破壞礦體，典型礦體形態特征如圖2所示。

圖2　萊州粉子山滑石礦體形態

2.2 礦石質量

礦石呈灰白色，細纖維鱗片變晶結構，片狀構造，少量為碎裂狀構造，礦物以滑石為主(60%～80%)，其次為綠泥石(15%～20%)、絹云母，有少量石墨。滑石為含水(鎂)硅酸鹽礦物。

礦石化學組成：SiO255%～60%、MgO 15%～30%、CaO 0.05%～1.5%、Fe2O30.15%～0.22%、LOI 5%～8%。

礦石有益組分為MgO、SiO2，它們組成有用礦物滑石。有害組分為FeO3、Al2O3、CaO，它們組成其他礦物成分。有益有害組分含量見下表。

滑石礦有益有害組分含量

礦石類型按構造可分為塊狀滑石和片狀滑石。塊狀滑石具有塊狀構造、礦石呈致密的塊狀。本區塊狀滑石含量較少；片狀滑石呈灰白色至灰黑色，細纖維鱗片變晶結構，片狀構造。本區以片狀滑石為主。根據滑石含量與白度，劃分區內滑石品級為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級品，以Ⅰ、Ⅱ級品為主。

2.3 成礦模式

本區在沉積了粉子山群之后，地殼下陷，發生大面積的區域變質作用。在區域變質作用下，形成了富鎂質的含礦變質沉積建造。為滑石礦成礦提供了充足的鎂質來源。經角閃巖相至麻粒巖相的變質作用后期，富SiO2、Mg2+等的變質熱液又構成了滑石礦的一種重要的含礦熱液來源。后期構造活動強烈，變質作用派生的熱液與相鄰的富鎂巖層(張格莊組)發生了廣泛交代作用，使熱液中的SiO2與Mg2+結合生成滑石，賦存于構造作用形成的有利空間中，其化學式如下：

3MgCa(CO3)2+4SiO2+H2O→Mg3[Si4O10](HO)2+3CaCO3+3CO2

在滑石礦生成的同時，圍巖中增加了Fe3+、Al3+等離子，生成綠泥石、絹云母等礦物。隨后，在南北向擠壓應力作用下，本區發生了褶皺作用，形成東西向展布的粉子山倒轉向斜構造，滑石礦體卷入褶皺構造。伴隨褶皺沿構造虛弱面，還形成了順層斷裂構造或后期的構造作用切割地層，破壞了滑石礦體，局部也可形成新的滑石礦，在不斷的剝蝕改造作用下，使礦石破碎并局部出露至地表，而部分還隱伏于地下。綜上所述，研究區滑石礦主要經歷了沉積(a)→成巖(b)→成礦(c)→改造(d)四個階段，礦床成因為區域變質熱液交代型[6]，成礦模式示意見圖3。

圖3　滑石礦成礦模式示意圖

3　礦床成因及找礦志

3.1 礦床成因

我國膠東西部及遼東半島同屬華北古板塊，是我國超大型非金屬礦重要成礦帶[7-8]，遼寧、山東同時是我國優質的滑石礦主要產區[9]，其賦礦層位、含礦巖性有相似性，滑石礦成因類型基本一致，主要為變質熱液交代作用而成。以區域地質調查、物化探資料及膠東西部主要滑石礦特征為基礎資料，認為膠東西部地區滑石礦嚴格受層位控制，主要產于粉子山群張格莊組地層中，區域中此地層沿萊州灣靠近內陸一帶呈北東向展布，分布面積較大，目前所控制的滑石礦產地僅占此地層總面積約2%，主要是地層向斜兩翼、背斜頂部剝蝕出露至地表易發現的部分，但大部分地層在褶皺的向斜低部未出露，隱伏于地下，尚未投入勘查工作，因滑石礦為沉積變質成因為主，其層位較穩定，分析隱伏地段可能賦存有優質的滑石資源，目前所利用的主要在地表及以下200m以淺，據推測在隱伏區的粉子山群地層中，300m以淺應有廣闊的勘查前景，重點地段有萊州優游山一帶，萊西的祝溝一帶，平度的張舍、芝坊一帶。

3.2 找礦標志

根據滑石礦的控礦地質條件及成礦特點，區域中滑石礦的找礦標志有如下幾點：

(1) 地層標志：粉子山群張格莊組及巨屯組地層，前者是主要賦礦層位。

(2) 巖性標志：石墨綠泥片巖、礦化大理巖、菱鎂巖、絹云片巖等。

(3) 礦化標志：有較強的滑石礦化，手捻巖石有滑膩感。硬度低，手指甲即能刻動。

(4) 伴生圍巖蝕變標志：有滑石化、蛇紋石化、綠泥石化、絹云母化的巖層。

4　結語

膠東西部滑石礦成礦地質條件良好，粉子山群張格莊組是工業礦體的主要賦礦層位，有一定的成礦專屬性。本區滑石礦為區域變質熱液交代作用而成，滑石礦原巖為一套碳酸鹽和細碎屑巖的沉積，經多次變質作用，變質程度達角閃麻粒巖相，形成了富鎂質的含礦變質沉積建造，受后期區域構造運動、巖漿活動影響，在富SiO2、Mg2+等的變質熱液與富鎂巖層廣泛交代作用下生成滑石，于褶皺等有利空間中形成優質滑石礦體，區內構造褶皺決定著礦體的形態與產狀，尤其是多期次褶皺，改變著滑石礦分布格局，通過總結滑石礦的地質特征，分析其成礦環境與成礦過程，進而建立了本區滑石礦成礦模式，為今后的找礦工作提供參考。

根據區內滑石礦的成礦特征及賦存規律，以區域地質調查成果及區內已知礦體的規律及滑石礦開發現狀等基礎資料為依據，分析認為膠東西部尚有廣泛的粉子山群地層分布，其中的張格莊組地層中還有優質的滑石礦資源存在，主要是受褶皺構造或剝蝕程度影響，沒有出露至地表，在萊州優游山一帶，萊西的祝溝一帶，平度的張舍、芝坊一帶第四系覆蓋區還有較大的找礦前景。

【參考文獻】

[1]李殿河.李博士夼滑石礦礦床地質特征[J].礦床地質,1990(2): 176-182.

[2]戴修本.中國滑石工業現狀及未來趨勢[J].中國非金屬礦工業導刊,2005(S1):47-52.

[3]蘇旭亮.膠東西部石墨礦地質特征及資源量預測[J].中國非金屬礦工業導刊,2013(6):45-48.

[4]宋明春,徐軍祥,王沛成,等.山東大地構造格局和地質構造深化演化[M].北京:地質出版社,2009.

[5]王沛成,張成基.魯東地區元古宙中深部變質巖系非金屬礦含礦變質建造[J].山東地質,1996,12(2):31-47.

[6]孔慶友,張天禎,于學峰,等.山東礦床[M].濟南:山東科學技術出版社,2006:551.

[7]冉紅彥,曹俊巨.中國非金屬超大型礦床與板塊構造及地殼演化關系[J].地質與勘探,1996,36(6):1-6.

[8]楊春亮,沈保豐,宮曉華.我國前寒武紀非金屬礦產的分布及其特征[J].地質調查與研究,2005,28(4):257-264.

[9]江德玉.我國滑石工業現狀及發展前景[J].非金屬礦,2000,23 (5):5-9.

Geological Characteristics and Ore-searching Prospect of Talcum Mine in Western Jiaodong Area

SU Xu-liang, LIU Jun, WANG Shuai, ZHAO Chuang, ZHANG Xue-ming, WANG Hu, YU Yang
(Qingdao Geo-engineering Exploration Institute, Qingdao 266071, China)

Abstract:Western Jiaodong area is the important talcum ore exploration development base of China, where has been developed for many years.This talcum ore is mainly distributed in Fenshanzi group and controlled by structure. The ore-formation protolith is carbonatite and fine clastic sedimentary rock, and the genetic type of this talcum ore is sedimentary-metamorphic and hydrothermalmetasomatic origin. Through summarizing talcum deposit features in this studied area, combining with reginal geological and regularity of talcum ore formation in known ore area, we establish the mineralization pattern and forecast that there is high quality talcum ore stilly in Zhanggezhuang formation of Fenshanzi group, showing good exploration prospect for development.

Key words:talcum ore; geological characteristics; ore-searching prospect; western Jiaodong area

【收稿日期】2014-12-25

【文章編號】1007-9386(2015)03-0028-04

【文獻標識碼】A

【中圖分類號】P619.253