遼西地區膨潤土礦控礦條件與地質特征探析

于政海

（葫蘆島八家礦業股份有限公司，遼寧 葫蘆島 125316）

1 區域地質背景

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。在中生代火山巖構造盆地內存在大量鈉基膨潤土礦床，基底和蓋層是盆地的兩大主要地質構成。

2 礦床地質特征

2.1 構造特征

遼西地區膨潤土礦床受不同地質構造單元控制，主要分布于華北地臺北部，橫跨燕山臺褶帶和內蒙地軸帶。比如燕山臺褶帶與內蒙地軸交接部位的建平～凌源膨潤土礦區，燕山臺褶帶遼西臺陷東側的阜新～黑山地區膨潤土礦區等。

在區域成礦年代上經歷了太古代時期的優地槽發育，形成了部分以中基性火山巖和變質巖為主體的結晶基地層；中晚元古代—古生代是裂谷地槽的發育階段，形成了大面積的碎屑巖、粘土巖和碳酸鹽巖沉積。自中生代以來，該地區已進入沿海太平洋大陸邊緣活動帶的發育階段。強烈的造山運動導致形成類似于地槽的平臺褶皺，并形成鈣堿性大陸火山巖和灰色（紅色）碎屑巖[1，2]。

2.2 礦床基本特征

該區域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。根據本區礦物組合類型，確定為蒙脫石型膨潤土礦。礦體基本呈層狀、似層狀產出，傾角較緩，一般不超過40°，向深部有變水平趨勢。

地表長度從幾十米至上千米不等，厚度幾米至幾十米，礦體近礦圍巖主要為凝灰質巖類，遠礦圍巖主要為安山質巖類，部分礦體以黑曜巖頂板為明顯標志層。礦石類型為鈣質土和鈉質土，前者主要位于地表及淺部礦層，后者位于其下。

2.3 礦石基本特征

通過巖礦鑒定和X-射線衍射分析，確定膨潤土礦石礦物成分較簡單，礦石礦物主要為蒙脫石，含量一般50%～70%，最高可達90%，次為方石英、斜長石、方解石和少量石英、伊利石、沸石、蛋白石、火山巖碎屑等。通過對膨潤土陽離子的交換性能測試，確定遼西膨潤土礦石以鈣基膨潤土為主，鈉基膨潤土為輔，兩者為共生關系，前者主要位于地表及淺部層位，后者主要位于前者的下部。

3 控礦地質條件

3.1 控礦構造

礦區控礦構造主要包括斷裂構造和盆地構造，膨潤土礦床多受兩者聯合控制。

（1）斷裂構造。包括地臺型斷裂體系和濱太平洋構造帶斷裂體系。前者表現為EW向構造系統，如凌源～北票、太平莊～遲家杖子、要路溝～錦西斷裂；后者表現為NE-NNE、NW向斷裂構造體系及逆沖～推覆構造，如張家營子～刀爾登、朱碌科～中三家、朝陽～藥王廟、哈爾套～錦西斷裂及金嶺寺～羊山盆地西緣等逆沖-推覆構造。

EW向斷裂為基底（巖石圈）斷裂，它們是區域構造單元劃分的界線。NE向斷裂主要控制著燕山期斷陷盆地的發生、發展以及火山噴發、沉積作用。因而，區域膨潤土礦床的分布與上述斷裂有著密切的關系。

（2）盆地構造。中、新生代盆地是該區域控礦構造的另一主要元素，主要為進入大陸邊緣活動帶發育階段出現的陸相盆地，且分布密集，規模較大。按盆地生成時期分為：晚印支～早燕山期、中燕山期、晚燕山期、末燕山期和早燕山期。中、晚燕山期為盆地主要發育階段。中燕山期主要發育有金嶺寺～羊山盆地（規模最大）、北票～哈爾腦盆地、湯神廟盆地、凌源三十家子盆地、郭家店盆地等；晚燕山期主要發育有寧城盆地、四官營子盆地、阜新～義縣盆地等。上

述盆地沿印支期、燕山期、喜山期或更早期生成的斷裂帶發育，呈北東-北北東向雁行排列，組成多字型構造型式，如凌源三十家子盆地沿凌源～北票斷裂帶發育；寧城盆地沿太平莊～遲家杖子斷裂帶發育；郭家店盆地沿朱碌科-刀爾登斷裂帶發育；阜新～義縣盆地沿哈爾套～錦州斷裂帶發育等等。

不同時期的盆地基本上均由三套建造組成，其規律是下部為碎屑巖組成的復陸屑式建造；中部為大陸火山巖建造；上部為碎屑巖夾多層有機巖組成的灰色、紅色復陸屑式建造。膨潤土礦賦礦層位均為大陸火山巖建造。

3.2 層位、巖性控礦

遼西典型膨潤土礦床賦礦層位主要為白堊系義縣組（K1y）火山巖系里，即盆地構造三套建造的中部-大陸火山巖建造。據不完全統計，遼西地區膨潤土礦主要產于該（建造）層位的下部角礫凝灰巖、凝灰質砂巖、流紋巖、和流紋質含礫凝灰巖中。礦區基底為太古界（建平群）片麻巖系。

在缺少上述層位、巖性控礦因素的地區均未發現膨潤土礦床，證明了遼西地區膨潤土礦床均受火山巖建造控礦，成礦物質主要來源于火山碎屑或熔巖等造巖物質，即成巖物質。同時也說明了該類礦床的成因為火山沉積成因。

經對比中國東部沿海地區廣泛發育的陸相火山沉積巖系非金屬礦床（李廣有，2005），發現遼西膨潤土礦床與其成礦時代（同為侏羅-白堊紀為主）、成因類型（同為火山沉積）、成礦物質來源（同為成巖物質）、控礦條件（盆地構造）近乎一致，說明兩者之間有著相同的成礦機理與成礦模式（李廣有，2006），即大量熾熱的火山碎屑空落入火山湖盆水體內或火山灰流入湖盆水體中經水介脫玻及蝕變作用（含長石晶屑的蝕變）而成或熔巖通過空落或溢流入湖盆地經水介脫玻和蝕變交代礦化作用而成。成巖與成礦是同時形成的。

4 結語

遼寧西部膨潤土礦床生成時代主要為元古代和中生代，特別是中生代的侏羅紀和白堊紀產生的斷裂構造和盆地構造為主要的控礦構造，盆地構造中產生了三套建造，其中部大陸火山巖建造（主要為白堊系義縣組中酸性火山巖）為控礦的賦礦層位。礦床類型為火山沉積型。

礦體以層狀、似層狀產出，傾角較緩，長度主要受斷裂構造控制，厚度主要受控礦層位控制，礦體上部（或地表淺部）以鈣基膨潤土為主，下部以鈉基膨潤土為主，大部分礦床以鈣基膨潤土為主，兩者品位變化均較穩定，礦石質量（物化性能）較好。