遼寧省建平縣老松臺膨潤土礦床地質特征及找礦方向

摘 要：文章通過對建平縣老松臺鈉基膨潤土礦地層、構造、蝕變作用等地質特征的研究，查明礦體主要賦存于白堊系義縣組火山巖系中的凝灰巖層內及安山巖與凝灰巖接觸部位，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。

關鍵詞：膨潤土礦；地質特征；陸相火山-沉積；找礦方向

1 成礦地質背景

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

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，結晶基底為太古宙變質雜巖（建平群小塔子溝組），西緣出露于老哈河東岸的西箭和畢斯營子一帶，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狀傾向南或南西，傾角70°-55°，南東部片麻理產狀傾向北西，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，產出形態不完整。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”。該組巖性復雜，變化較大。在熱水湯一帶，巖性主要為凝灰巖、安山巖、英安巖、流紋巖、流紋質凝灰巖、安山一流紋質火山碎屑巖，與下伏太古界片麻巖呈角度不整合接觸。

1.2 構造

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

1.3 巖漿巖

區域上巖漿巖較發育，主要有遼河旋回斷石崖巖體，華力西旋回哈通溝巖體，燕山旋回第二期張家灣巖體。

1.4 區域礦產

區域內礦產主要有鐵、膨潤土、高嶺土、沸石等。其中膨潤土礦山企業80余家，包括有集體、私營、外資礦山企業。

2 礦區地質

2.1 地層

礦區出露地層主要為建平群白堊系義縣組凝灰巖、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 構造

礦區處于熱水湯～五家子盆地中心，盆地受基底控制，巖層產狀受其影響，總體產狀北或西，即向盆地中心方向，傾角20°～30°。礦區內未見有斷裂構造。

2.3 巖漿活動

礦區內未發現大的巖漿巖體，只發育一些淺成脈巖，主要為長英質脈、閃長巖脈、閃長玢巖脈等。一般規模較小，有些脈體穿插破壞含礦層。

2.4 蝕變作用

礦床內主要蝕變為脫玻璃化作用，礦床的形成是火山玻璃質熔巖及碎屑巖在熱水盆地內蝕變作用的結果。主要表現為蒙脫石化，此外有高嶺土化和綠泥石化。這種蝕變現象只有在缺少介質條件下才停止。

礦石自然改型特征：礦內經鉆探取樣測試結果證實，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。產生改型的原因是地表以下一定空間內，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

區內膨潤土礦主要賦存于白堊系義縣組火山巖系中的凝灰巖層內及安山巖與凝灰巖接觸部位，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

區內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°。礦體賦存于凝灰巖間內，呈似層狀產出，層位穩定。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，礦體厚度穩定，平均蒙脫石含量55.08%，品位變化系數16.33%，出露標高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7.57%，出露標高545.60～418.40m，礦體埋深137.73-299.05m。礦石呈綠色、淺綠色，蠟狀光澤，變余粒狀結構，塊狀構造。吸濕性強，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°。礦體賦存于凝灰巖與安山巖接觸部位，呈似層狀產出，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，深部未進行鉆探驗證。

3.3 礦石質量

肉眼觀察：膨潤土礦石呈白色，濕時為淡綠、淡青及淺色色調。風干后為白色，土狀-油脂光澤，手觸有滑潤感，土狀及塊狀構造。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、磁鐵礦和泥質等，粒度相當細小，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；泥質不透明。

4 礦床成因及找礦標志

4.1 成因類型

中生代侏羅～白堊紀火山活動，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、火山凝灰巖等），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境，并有熔巖流的熱液作用，使火山碎屑充分水解，蝕變為蒙脫石，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義縣組地層中，受巖層控制，為找礦巖性標志。

（3）區內火山碎屑巖普遍存在蒙脫石化，其中蝕變強烈地段形成礦體或成為礦體的頂底板圍巖，其特點成為典型的找礦標志。

（4）在礦區中，由于含礦巖層易于風化，在地形上多形成小凹斗地形。

以上四種直接的找礦標志，將為后期在該地區進一步工作提供可靠的地質依據和找礦方向。

參考文獻

[1]遼寧省地質礦產局.遼寧區域地質志[M].北京：地質出版社，1989：33-55.

[2]楊占興.遼寧省成礦系列與成礦區帶研究[D].中國地質大學，2006：

10-12.

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