山東大季家透閃石礦區趙家礦段礦床地質特征

安生海

（中國建筑材料工業地質勘查中心山東總隊，山東 濟南 250100）

大季家透閃石礦區位于山東省蓬萊市大季家鎮。中國建筑材料工業地質中心山東總隊對該礦區進行了野外地質調查工作，通過野外調查以及室內研究，筆者對該礦區地質特征、礦床地質特征、礦床成因進行了系統研究，分析了透閃石利用前景。

1 礦區地質概況

1.1 地層

礦區位于華北板塊(Ⅰ)膠遼隆起區(Ⅱ)膠北隆起(Ⅲ)膠北斷隆(Ⅳ)膠北凸起(Ⅴ)東北部[1]。區內鎂質碳酸鹽巖發育，均受到一定程度的區域變質作用和巖漿活動的影響，對透閃石礦床的形成極為有利。

區內地層主要為古元古代粉子山群(Ht1F )，主要巖性為：白云石大理巖、青灰色大理巖、硅質大理巖夾黑云變粒巖、絹云石英片巖、透閃巖、菱鎂礦、滑石片巖、滑石綠泥石片巖、斜長角閃巖等。據其巖性差異及組合特征，自下而上分為小宋組、祝家夼組、張格莊組、巨屯組、崗崳組。其中張格莊組為富鎂碳酸鹽巖相含礦建造，其原巖主要為一套鈣鎂質碳酸鹽巖夾鈣鎂硅酸鹽巖，為淺海相沉積，該層夾有斜長角閃巖，反應該地區尚有基性的熔巖流噴出，是火山噴發作用所致，該區經歷了高綠片巖相—低角閃巖相變質[2]。

1.2 構造

礦區褶曲構造、節理裂隙發育，斷裂構造發育一般。褶曲軸面走向約310°，傾向北東，傾角60～70°。礦化多發育于褶曲轉折端及其附近。礦區發育兩條平移斷層F1和F2，F1走向近東西，F2為北東向。礦區各種小構造發育，有小褶曲、層間破碎和節理裂隙，其中層間破碎和節理裂隙對礦化有直接影響。

1.3 巖漿巖

中生代侏羅紀燕山早期玲瓏序列大莊子單元(J3ηγLd)大面積分布于礦區西南部，巖性為含斑粗—中粒二長花崗巖，與張格莊組三段呈侵入接觸關系。另外，還見有基性巖脈、閃長巖脈、花崗巖及花崗斑巖脈、長英巖脈等，長數十至百余米，寬1～5m。巖脈一般位于含礦帶之外，對礦體影響甚小。

1.4 區域變質作用

該區位于膠北隆起區域變質區，在高溫高壓作用下，古元古代粉子山群鎂質碳酸鹽巖遭受區域變質作用，使得原來穩定的礦物平衡組合被新條件下穩定的礦物組合所代替，產生一系列的角閃石相巖石組合。透閃石礦便是鈣鎂質碳酸鹽巖發生區域變質作用的產物[3-5]。

2 礦床地質特征

2.1 礦體特征

該礦床為鎂質碳酸鹽巖區域變質型透閃石礦床[6](圖1)，賦存于張格莊組三段白色白云石大理巖中，呈脈狀、透鏡狀及不規則狀產出，礦體產狀與圍巖產狀一致(圖2)。含有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號三個礦體，礦體由透閃石、滑石組成，同一礦體中，兩者往往相對獨立分布，亦有共生或透閃石礦包容滑石礦現象。其一般規律是自內向外依次出現滑石—透閃石—白云石大理巖，自上而下為透閃石—滑石—蛇紋石，但各礦體分帶現象不盡完整，礦體中常有幾厘米至一米以上平行排列的透鏡狀及不規則狀夾石，夾石為白云石、方解石、滑石大理巖及透閃石大理巖。

圖1 大季家透閃石礦區趙家礦段地質略圖

Ⅰ號礦體位于礦段中部，礦體走向300°，傾向北東，傾角80°，礦體長380m，寬2.18m，延深50m。主要由透輝—透閃石礦組成，含礦率56%。

圖2 大季家礦區趙家礦段00線地質剖面圖

Ⅱ號礦體走向305°，被斷層F1、F2分為三段，中段與西段垂直斷距約20m，中段與東段橫向平移160m。中、西兩段均傾向北東，傾角80°，長600m，寬1.5m；東段傾向南西，傾角69～85°，寬1.27～25.33m，平均寬9.89m，長900m，延深50～150m。礦體主要為透閃石礦，含礦率77%，局部零星為滑石礦，含量為19%。本礦體深部多見蛇紋石化，礦體向深部尖滅。

Ⅲ號礦體位于斷層以西，走向305°，傾向北東，傾角84°，長320m，厚4.26～13.53m，平均厚8.9m，延深50m，由透閃石礦組成，含礦率100%。

2.2 礦石質量

礦石自然類型主要為含白云石—方解石透閃石型。 白色、少數呈淺綠色、玫瑰色，組成礦石的礦物成分主要為透閃石54%～100%、平均72%，方解石0～35%、平均18%，白云石0～25%、平均10%，白度72.5%～90.7%、平均81.12%。礦石的結構主要為纖狀—針柱狀變晶結構(圖3a)。礦石的構造主要為塊狀構造(圖3b)。礦石主要化學成分為SiO2、MgO、CaO、A12O3、Fe2O3、LOI 、K2O、Na2O、TiO2，各礦體化學組分含量見表1。

表1 礦體化學組分 (單位：%)

2.3 圍巖和夾石特征

圍巖主要為白色白云石大理巖。白色、巨厚層、細粒變晶結構，塊狀構造，巖石質地細膩。礦物成分：白云石78%～95%、平均88%，方解石5%，石英6%。圍巖化學成分為(%)：SiO27.0、MgO 20.3、CaO 29.67、A12O30.21、Fe2O30.27、LOI 37.36、K2O 0.03、Na2O 0.03、TiO20.04。圍巖中常見的蝕變作用有硅化、碳酸巖化、深部普遍蛇紋石化。

夾石主要為滑石、透閃大理巖、滑石大理巖，次為蛇紋石大理巖、石英巖。常呈條帶狀、透鏡狀、浸染狀或不規則狀夾于礦體之中。透閃大理巖、滑石大理巖中方解石含量50%～80%、平均60%，滑石、夾石主要化學成分見表2。

表2 夾石主要化學成分 (單位：%)

2.4 成礦物質來源

礦床賦存于張格莊組三段(Htzg3)，巖性以白云石大理巖為主，局部夾透閃巖、斜長角閃巖、云母片巖及長石石英巖。其成礦物質來源于淺海相沉積的碳酸鹽巖夾鈣鎂硅酸鹽巖建造。

3 利用前景

透閃石為新型節能礦產資源，具有熔點低、易于干燥等優點，主要用于節能增產的陶瓷原料，制作釉面磚、日用細瓷器、工藝瓷、陶瓷錦瓷等，取得顯著的節能效果。此外，其還可用作玻璃原料，造紙及橡膠、涂料的填料。

(1) 在現有陶瓷生產中，加入少量透閃石，即可降低燒結溫度50～100℃，可節能20%～30%，并提高瓷化程度和白度。

(2) 透閃石是釉面磚衛生陶瓷低溫快燒的好原料，可降低釉燒溫度和釉的膨脹系數，降低釉料成本。

(3) 在瓷質磚生產中，加入7%～15%的透閃石，坯體瓷化溫度低，燒成范圍寬(1 160～1 180℃)，坯釉結合性能好，坯體尺寸規整不變形。具有良好的熱膨脹特性和助熔效果，其有利于快速升溫和成瓷后的快速冷卻，可顯著縮短燒成周期，降低成本。