法庫縣高家溝瓷土礦床地質特征及成因探討

郎亞琴

（中國建筑材料工業地質勘查中心遼寧總隊，遼寧 沈陽 110004）

法庫縣高家溝瓷土礦床地質特征及成因探討

郎亞琴

（中國建筑材料工業地質勘查中心遼寧總隊，遼寧 沈陽 110004）

本文主要闡述了法庫縣高家溝大型瓷土礦床賦存層位、礦體規模、形態、產狀；礦石礦物組成、化學成分等特征，并對礦床成因進行了探討。

瓷土礦；地質特征；礦床成因；遼寧法庫

遼寧省法庫縣西部陶瓷土資源豐富，是東北地區陶瓷土的主要產地。法庫縣高家溝大型瓷土礦床是該區陶瓷土代表性礦床。

1 礦床特征

1.1 地層

高家溝瓷土礦床位于遼寧省黑山—彰武中生代斷陷盆地中的半拉門—后新秋向斜北東翼。地層屬白堊系下統義縣組上部層位(K1y2)，巖性為基至酸性火山巖系，按噴發旋回可分為三大段。高家溝瓷土礦區僅見有噴發旋回的上段，劃分為上下兩部。

(2) 流紋質凝灰角礫巖、流紋質角礫凝灰巖、流紋巖、珍珠巖：本層為含礦層，廣布于全礦區。呈緩傾斜層狀產出，瓷土化普遍較強烈，大部分形成瓷土巖及瓷土礦。厚度240m。

流紋質凝灰角礫巖、流紋質角礫凝灰巖為礦區含礦層主要巖性、主要成礦母巖。出露于礦區北部及東南隅處，面積約0.3km2。厚度15～175m。

流紋巖為次要成礦母巖，主要出露于礦區中南部，面積約0.2km2。深部呈薄的似層狀分布于流紋質凝灰角礫巖或角礫凝灰巖層中。厚度5～62m。

珍珠巖呈透鏡狀多分布于地表及淺部，亦為次要成礦母巖。另外礦區北緣局部見少量凝灰巖分布，含礦性較差。

1.2 構造

礦區位于半拉門—后新秋向斜北東翼之次級向斜的南端核部，地層總體呈單斜產出，走向北西，傾向以北東為主，局部向北西或南東傾斜。含礦層傾角較緩，一般<16°，盆地基底黑云母安山巖傾角多為30～60°，沿走向、傾斜方向均有起伏。

礦區內發現3條斷裂構造，均為成礦后斷裂。F1、F2位于礦區東緣，屬壓扭性斷層。F2是F1北部分枝。F1、F2長1 100m和700余m，致使下部安山質凝灰角礫巖逆沖至含礦層之上，導致含礦層在此中斷。

F3屬張扭性斷層。分布于礦區南緣地段，長約500m，使含礦層與其下部黑云母安山巖呈斷層接觸。

礦區地質概況見圖1。

1.3 礦體特征

礦床內共圈定出13個工業礦體，廣布于全礦區。由上至下大至呈近水平狀平行排列，依次編號為T1～T13。規模較大者呈似層狀、較小者呈透鏡狀產出。礦體總厚度82.55m，賦存深度為3.70～158.38m，總含礦率為57.41%。礦體產狀與含礦層總體產狀一致，傾角較巖層平緩，一般1～5°，局部略陡。

規模最大的礦體為T6，即礦床的主礦體，呈連續穩定、規則的似層狀，分布于全礦區。控制規模：長1 300m，寬1 160m，延展面積為1.0km2，厚度為39.69m。厚度變化系數為56.85%。沿走向、傾向均有分枝復合現象。成礦母巖主要為流紋質角礫凝灰巖或流紋質凝灰角礫巖，局部地段由流紋巖及珍珠巖蝕變而成。

T8、T5、T4也是礦床的主要礦體，呈較連續的似層狀產出?？刂埔幠＃洪L1050～1 130m，寬770～690m，厚度6.43～22.00m，厚度變化系數30.27%～60.84%。沿走向及傾向有分枝復合現象。成礦母巖主要為流紋質角礫凝灰巖和流紋質凝灰角礫巖，局部地段為流紋巖蝕變而成。

其余9個礦體呈不連續的透鏡狀產于礦區局部，長180～530m，寬120～440m，厚度2.00～8.83m。

礦體圍巖主要為瓷土巖，次為瓷土化流紋質角礫凝灰巖、瓷土化流紋質凝灰角礫巖、瓷土化流紋巖，其他巖性很少。礦體中夾石較少，厚度2.0～5.8m，呈透鏡狀分布，巖性與圍巖基本一致。圍巖、夾石與礦體呈漸變關系。

瓷土巖與瓷土礦的礦化程度相同、化學成分相近，但不夠工業指標。二者外觀肉眼較難分辨。

礦體及圍巖中常見有黃鐵礦化、硅化、綠泥石化、碳酸鹽化等。

1.4 礦石特征

1.4.1 礦石類型、結構構造

瓷土礦石是經酸性火山碎屑巖及酸性火山熔巖蝕變而成的，繼承了母巖的結構、構造及部分礦物成分。據此將礦石劃分為4種自然類型。

(1) 流紋質凝灰角礫狀礦石：母巖為流紋質凝灰角礫巖，為主要礦石類型?；揖G—灰白色，殘余凝灰角礫狀結構，殘余角礫斑雜構造。角礫多呈棱角狀、次棱角狀，礫徑一般0.2～2.0cm，2.0～5.0cm者少量，主要由流紋巖、珍珠巖、硅質巖，少量凝灰巖、安山巖等組成，含量40%～50%；火山灰級碎屑占30%～40%，直徑0.05～2.00mm，由巖屑、晶屑及玻屑組成。巖屑成分基本同角礫；晶屑主要為長石(已蝕變成粘土礦物)、少量黑云母(已褪色析出鐵質)；玻屑已脫玻化；其余為更細小的火山塵，占20%左右?；鹕交摇m物質為角礫的膠結物。

(2) 流紋質角礫凝灰狀礦石：由流紋質角礫凝灰巖蝕變而成，亦為主要礦石類型。殘余角礫凝灰狀結構，殘余角礫斑雜構造。角礫含量30%左右，凝灰及碎屑占70%左右，其余特征基本同流紋質凝灰角礫狀礦石。

(3) 流紋狀礦石：由流紋巖蝕變而成，為次主要礦石類型。黃白、灰白、淺灰色。脫玻微粒結構、顯微鱗片粒狀變晶結構，殘余流紋構造，局部有氣孔構造。

(4) 珍珠狀礦石：母巖為珍珠巖，為次要礦石類型。淺灰綠色，殘余脫玻微粒結構、隱—微晶結構，殘余珍珠狀構造。

1.4.2 礦物組成

經偏光顯微鏡觀察及X-射線粉晶衍射分析，確定出礦石礦物組成(見圖2)。

(1) 粘土礦物占30%～60%，主要為水云母、高嶺石。水云母，灰白—灰綠色、黃白色，顯微鱗片狀，粒徑<0.001mm，集合體呈土狀，呈分散狀產于礦石中，少數集中為囊狀或脈體，占25%～56%；高嶺石，灰白色、淺灰色、黃白色，顯微鱗片狀，粒徑<0.001mm，集合體呈條紋狀，占15%以下。

(2) 石英占30%～50%，灰白或乳白色。分兩個世代，即原生期和蝕變期石英。原生石英主要呈微粒狀，粒徑0.005～0.008mm，與微粒狀長石鑲嵌產出，呈斑晶者較少。蝕變期石英多細粒狀，粒徑0.7～0.8mm，集合體呈不規則團塊及網脈分布，常與黃鐵礦伴生。

(3) 長石占16%以下，灰白色，主要為少量基質中被保留下來的微粒長石，其邊緣留有蠶蝕現象。原生長石多已蝕變為粘土礦物，斑晶者保留板狀假象。

(4) 黃鐵礦占3%～5%，淺銅黃色，自形粒狀，金屬光澤，常呈浸染狀或小團塊狀分布。

(5) 綠泥石占5%以下，淺綠色，微晶板狀，集合體呈鱗片狀、分散狀或原生暗色礦物假象出現。

(6) 方解石、白云石，主要呈不規則脈及團塊狀集合體，稀少分布于礦石中。

磁鐵礦、針鐵礦，赤鐵礦等微量。

1.4.3 礦石物理性質、化學成分

(1) 物理性質：礦石濕時多呈灰綠色、灰白色，次為黃白色或淺灰色，外觀土狀感強，一般呈塊狀，指甲可刻劃。少量呈松軟土狀。

手捻較細膩，微具滑感。新鮮面略顯蠟狀光澤。吸水后具粘性、可塑性，與水混合可形成糊狀。干燥后較堅硬，顏色變淺，具粗糙感，體重2.08～2.12g/cm3。塑性指數13.4%～20.6%，白度64.12%～69.81%。

(2) 化學成分：主要礦體礦石的化學成分及其變化見下表。

礦石主要化學成分及其變化(%)

從表中可以看出，主要礦體SiO2、Al2O3含量及LOI均較穩定。SiO2、Al2O3含量的變化系數分別為2.98%～4.58%、0.94%～8.87%。有害組分Fe2O3含量變化較大，變化系數為27.93%～36.52%。各組分變化系數均小于40%，屬分布均勻類型。

2 礦床成因探討

(1) 礦床產于基至酸性火山巖系中，成礦母巖為酸性的火山碎屑巖和酸性火山熔巖，其中SiO2含量73%～80%者有利成礦，這為瓷土礦的形成奠定了物質條件。

(2) 礦石中長石類礦物蝕變的最終礦物為高嶺石；另在礦體及蝕變的圍巖中，見有浸染狀或小團塊狀黃鐵礦，證明瓷土礦是在弱酸性水溶液作用下形成的。成礦母巖在地下水的淋濾作用下，分解出的物質可使地下水呈弱酸性。

(3) 地貌上瓷土礦賦存區多為平緩及低洼區，一般埋藏于地表以下4～120m。在這個深度范圍內，地下水淋濾作用強烈，為長石類礦物充分蝕變分解成粘土礦物提供了適宜的物理化學條件。

綜上，初步認為高家溝瓷土礦是在低溫、低壓條件下，酸性火山碎屑巖和酸性火山熔巖受弱酸性地下水溶液長期淋濾作用蝕變形成。

P619.231

A

1007-9386(2011)02-0053-03

2011-01-06