海城南溝菱鎂礦床地質特征及成因

梁檳　尚旋

摘要：海城南溝菱鎂礦賦存于遼河群大石橋組三段高鎂質碳酸鹽巖層中，為淺海相化學沉積的富鎂質碳酸鹽巖建造，經區域變質作用和后期熱液疊加形成晶質鎂礦，屬于沉積變質后期熱液疊加改造層控礦床。區域菱鎂礦成礦地質條件較好，層位相對穩定，礦體連續性較好，亦有向深部延展的趨勢，是一個發展前景看好的礦區。

關鍵詞：菱鎂礦床；地質特征；礦床成因；海城南溝

1. 區域地質背景

本區大地構造位于中朝準地臺、膠遼臺隆營口～寬甸臺拱西段中部。巖性主要由古元古代遼河群的變質巖系所組成[1—4]。

1.1 區域地層

區域出露地層有元古界遼河群和新生界第四系。由老至新敘述如下：

（1） 元古界遼河群：自下而上可分為浪子山組、里爾峪組、高家峪組、大石橋組和蓋縣組[1—4]。巖層總厚度上萬米。

（2） 新生界第四系：主要分布在溝谷、河流的兩岸及山間洼地，構成河床及溝谷的沖積層和沖積扇裙。巖性為粘土、沙土、砂礫及礫石等。厚4m～20m。

1.2 區域構造

區域構造活動強烈，褶皺構造和各方向的斷裂構造均發育，發展演化史漫長而復雜，表現形式多樣。

（1） 區內褶皺構造較發育，北東東向褶皺構造為析木一王家堡子一龐家堡子向斜。核部為蓋縣組，兩翼為大石橋組、高家峪組、里爾峪組和浪子山組地層。

（2） 區內斷裂構造發育，根據空間展布方向可劃分為三組，分別為北東東向、北北東向和北西西向，主要特征如下：

北東東向斷裂構造：自西向東橫穿區域中部，傾向北北西或南南東，傾角15°～65°，羊角峪至腰嶺走向逆斷層；北北東向斷裂構造，主要分布在中部的羊角峪至樓房一帶；北西西向斷裂構造：主要分布在西部的王家堡—范勒馬峪一帶。

1.3 區域混合巖和巖漿巖

混合巖：區內混合巖多分布于北部，巖性主要為片麻狀混合花崗巖、黑云混合花崗巖、條帶狀注入混合片麻巖和角礫狀混合巖及偉晶巖脈和長英巖脈。

巖漿巖：區內巖脈種類繁多，主要為變質輝長巖、變質輝綠巖、安山巖、閃長巖、閃長紛巖、輝綠巖、輝綠輝長巖、煌斑巖、閃斜煌斑巖。此外有流紋巖、少量橄欖玄武巖。巖脈時代從前震旦紀到中生代均有。

2. 礦床地質特征

2.1 礦體地質特征

經地質填圖及工程驗證，礦區內共發現十條菱鎂礦體。

Mg1—1菱鎂礦體位于勘查區西部，地表礦體，出露最大厚度24m，最小厚度3m，平均厚度14.17m，其厚度變化系數54.39。走向長約600m，控制延深180m。礦體走向大致為44°～48°，傾向NW，傾角55°～65°。真厚度在2.82～17.12m之間，平均約9.45m。平均品位MgO 45.73%，CaO 0.70%，SiO22.59%。

Mg1—2菱鎂礦體位于勘查區西部，屬隱伏礦體，與Mg1—1 平行，礦體走向與Mg1—1相同，傾向NW，傾角55°。真厚度為2.04m。平均品位MgO 46.04%，CaO 0.53%，SiO2 2.63%。

Mg2—1菱鎂礦體位于勘查區西部，地表礦體，出露平均厚度4m，走向長約50m。礦體走向大致為48°E，傾向NW，傾角55°。真厚度為3.60m。平均品位MgO 45.10%，CaO 0.85%，SiO2 2.86%。

Mg2—2菱鎂礦體位于勘查區西部，地表礦體，出露最大厚度16m，最小厚度8m，平均厚度12m，其厚度變化系數為33.33。走向長約240m，傾向延深25m～35m。礦體走向為48°～73°，傾向NW，傾角43°～45°。真厚度在8.35～14.27m之間，平均約11.31m。平均品位MgO 45.08%，CaO 0.77%，SiO2 1.51%。

Mg2—3菱鎂礦體位于勘查區西部，屬于隱伏礦體，礦體走向大致為30°，傾向NW，傾角60°。真厚度為3.87m。平均品位MgO 45.78%，CaO 0.61%，SiO2 3.21%。

Mg3菱鎂礦體位于勘查區中上部，地表礦體，出露最大厚度24m，最小厚度9m，平均厚度16.6m，其厚度變化系數為32.33。走向長約400m，傾向延深50m。礦體走向大致為95°～105°，傾向NE，傾角47°～50°。真厚度在5.80～11.64m之間，平均約8.45m。平均品位MgO 46.20%，CaO 0.45%，SiO2 1.53%。

Mg4—1菱鎂礦體位于勘查區中部，地表礦體，出露最大厚度12m，最小厚度6m，平均厚度10m，其厚度變化系數為88.28。走向長約400m，傾向延深75m。礦體走向為80°～85°，傾向NW，傾角35°左右。真厚度5.12m，平均品位MgO 45.92%，CaO 0.60%，SiO2 1.68%。

Mg4—2菱鎂礦體位于勘查區中部，地表礦體，出露最大厚度20m，最小厚度4m，平均厚度12m，其厚度變化系數為56.11。走向長約410m，傾向延深75m。礦體走向80°～85°，傾向NW，傾角40°左右。真厚度13.80m，平均品位MgO 45.54%，CaO 0.56%，SiO2 1.37%。

Mg4—3菱鎂礦體位于勘查區中部，地表礦體，出露最大厚度32m，最小厚度4m，平均厚度17.2m，其厚度變化系數為75.74。走向長約450m，傾向延深75m。礦體走向80°～85°，傾向NW，傾角40°左右。真厚度16.62m，平均品位MgO 44.82%，CaO 0.71%，SiO2 2.14%。

Mg4—4菱鎂礦體位于勘查區中部，地表礦體，出露最大厚度6m，最小厚度4m，平均厚度5m，其厚度變化系數為23.09。走向長約400m，傾向延深75m。礦體走向80°～85°，傾向NW，傾角40°左右。真厚度6.52m，平均品位MgO 45.69%，CaO 0.60%，SiO2 2.07%。

2.2 礦石特征

礦石組構

礦石中菱鎂礦均為晶質菱鎂礦，中—粗粒變晶結構，半自形—它形粒狀，粒度0.2mm～6mm不等。顆粒間緊密狀鑲嵌，菱面體解理完全，性脆，主要以致密塊狀為主。

（2）礦石成分

①礦物成分：以菱鎂礦為主，含量在95%～98%以上，其余為透閃石、白云石、滑石、石英、黃鐵礦、褐鐵礦、綠泥石和方解石等。

②化學成分：主要組分為MgO、有害組分為CaO、SiO2。

2.3 礦體圍巖及夾石情況

礦體賦存于菱鎂大理巖中，菱鎂礦與菱鎂大理巖沒有明顯界線，主要根據樣品中有益及有害組分圈定其界線。菱鎂大理巖上下盤圍巖均為白云大理巖，它們之間的接觸關系為整合接觸。菱鎂礦中夾石主要為菱鎂石大理巖（CaO或SiO2雜質含量超標）。

3. 礦床成因

南溝菱鎂礦的形成經歷了較為漫長地質歷史時期，是多個階段、不同期次、多種成因的復雜的地質作用過程，總結本區菱鎂礦的成礦機制，將礦床成因歸納為以下幾點：

（1） 菱鎂礦產于早元古代遼河群大石橋組三段富鎂質碳酸鹽巖層中，大石橋組位于古緯度較低的干旱亞熱帶環境，封閉的淺海、瀉湖相為菱鎂礦的賦存提供了豐富的鎂質、鈣質和二氧化碳等物質來源及良好的沉積環境。

（2） 礦體主要呈層狀，似層狀產出，少數為透鏡狀。礦體產狀與圍巖一致，表現出原生沉積和物質成分呈漸變的過渡關系，圍巖中見到藻類和疊成石化石，反映了原始沉積的特點。

（3） 菱鎂礦是沉積作用形成的礦床，后期又有區域變質作用和熱液交代作用的疊加和改造。礦石結構構造表現為熔蝕結構，角礫狀構造、交代殘余構造等。

（4） 有區域變質重結晶作用，又有熱液交代作用形成各類圍巖蝕變，菱鎂礦化、滑石化、綠泥石化、白云石化、硅化、方柱石化、蛇紋石化、透閃石化等。

綜上所述遼河群大石橋組三段在淺海盆地中，古地理古氣候條件下有大量的富鎂質碳酸鹽巖沉積經區域變質作用形成菱鎂大理巖，再經后期構造和巖漿活動，形成大量熱源使鎂更加富集，重結晶形成菱鎂礦。

4. 結論

本文重點對南溝菱鎂礦的地質特征和礦床成因進行分析，總結成礦規律，為進一步勘探實踐及深部、外圍找礦提供有價值的參考。由于本礦區綜合研究程度和總體控制程度較低，對礦床形成的條件、成礦作用機理和分布規律的認識不夠深入，建議在成礦有利地段開展詳查工作。

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