赤峰南部小城子珍珠巖礦床地質特征及成因探討

劉俊驍

（遼寧地質礦產研究院，遼寧 沈陽 110032）

0 引言

珍珠巖可以制成膨脹珍珠巖，有容重輕、導熱系數小、吸音防火等優點，用于建筑、特殊材料、農業、環境保護等多個行業，市場前景廣闊；是一種重要的非金屬礦產。美國、希臘、中國、俄羅斯是主要產出國，其中我國儲量最大的是河南，占全國總儲量的一半；其它如黑龍江、遼寧、內蒙古、山西、江西、浙江也有產出，占全國總量的37%。隨著我國墻體材料改革，及新型輕質材料和建筑工程絕熱要求，膨脹珍珠巖需求量大幅提升，珍珠巖礦產勘查力度也隨之提升。在內蒙古地區，義縣組、白音高老組、瑪尼吐組、滿克頭鄂博組地層是主要的賦礦地層[1]；小城子鎮義縣組地層中有多個珍珠巖礦分布，研究其礦產特征及成因，對在義縣組火山巖中珍珠巖勘探有重要指導意義。

1 礦區地質背景

1.1 地層

赤峰南部屬古生代屬華北地層大區，晉冀魯豫地層區，陰山地層分區，大青山地層小區；中生代屬天山-興安地層區，內蒙古草原地層分區，鑲黃旗-正藍旗地層小區；新生代屬興安地層分區，寧城-敖漢旗小區。古生界主要為濱淺海相、海陸交互相、陸源碎屑巖夾火山巖建造；中生界主要為陸相火山巖和山間盆地碎屑沉積巖；新生界為第三系玄武巖和第四系松散沉積。中生界義縣組（K1y）是珍珠巖、沸石、膨潤土重要賦礦地層[2-3]。

礦區內出露地層主要為義縣組（K1y）和第四系。

義縣組（K1y）巖石組合為安山質角礫凝灰巖夾酸性熔巖、安山巖（見圖2）。

礦區地層層序：

圖1 小城子珍珠巖礦礦區剖面圖

3.灰紫色安山巖、灰紫色氣孔杏仁安山巖；

2.灰紫色安山質含集塊角礫熔結凝灰巖；

1.灰紫色安山質角礫凝灰巖、凝灰巖夾灰黑色流紋質含集塊熔巖、熔巖。

1.2 構造

赤峰地區中生代以來，受太平洋板塊與歐亞板塊的對接、俯沖作用影響，形成了一系列NE-NNE 方向展布的大陸邊緣裂陷帶。中生代以來的成礦作用受NE-NNE 向構造影響強烈[4]。

礦區位于北東向寧城火山斷陷盆地中，該盆地受NE 向嫩江-八里罕區域深斷裂控制，區內發育NE、NNE、NW、EW 向次級斷裂。礦區內的NE 向正斷層和NW 向走滑斷層為嫩江-八里罕斷裂的次生斷裂。

1.3 火成巖

赤峰南部燕山期巖漿活動強烈，分布面廣，與內生非金屬礦關系密切；其中晚燕山期噴出巖為流紋巖、凝灰巖、安山巖、玄武巖，是珍珠巖礦、沸石礦、膨潤土礦的主要賦礦圍巖。

小城子珍珠巖礦區主要為凝灰巖、安山巖，流紋質含集塊熔巖為酸性巖漿活動期產物，是珍珠巖重要成礦時期。

圖2 小城子珍珠巖礦礦區地質簡圖

2 礦床特征

小城子珍珠巖礦由南灣子珍珠巖礦、雙龍珍珠巖礦、小城子珍珠巖聯礦和坤河珍珠巖礦等四個礦組成；均沿區內NE 向正斷層分布。

礦床賦存于義縣組（K1y）安山質凝灰巖層局部所夾流紋質含集塊熔巖、熔巖中，為火山活動晚期火山通道附近英安質巖漿形成。

礦體呈似層狀、透鏡狀（見圖1），按NE30°方向展布，寬度、厚度變化大；最大礦體長300 米，寬100 米，厚20～60 米；其它礦體長100～250 米，寬50～150 米，厚10～50 米。礦體內部NW 向節理發育。

按其脫玻化程度珍珠巖和脫玻化珍珠巖兩種礦石類型。珍珠巖呈灰褐、灰黑色，塊狀構造、全玻璃質結構；透明-半透明，具珍珠-油脂光澤，具典型的圓形、橢圓形珍珠狀構造；脫玻化珍珠巖呈灰黑色、半透明，具典型的珍珠狀構造，柱狀節理發育。礦石成分主要為酸性火山玻璃，偶見長石、石英斑晶。膨脹系數5～15倍，容重75～178 km/m3。礦體西側靠近流紋質含集塊角礫熔巖部分含有巖屑、晶屑，礦石質量差。

根據其產出層位及賦存圍巖，小城子珍珠巖礦成礦作用方式為爆發式火山局部酸性巖漿噴溢冷凝成礦。

3 礦床成因探討

劉錦等通過研究赤峰地區珍珠巖含礦建造、成礦原巖、成礦作用及礦床特征，將珍珠巖礦成因歸納為三個類型：溢流型珍珠巖礦床、爆發型珍珠巖礦床、侵出型珍珠巖礦床。尖山子珍珠巖礦為典型爆發型珍珠巖礦床，通過兩者礦床特征對比可見，兩者礦床成因相同，均為爆發型珍珠巖礦。

據劉勁鴻研究表明，珍珠巖形成之前酸性巖漿曾有一揮發分過飽和階段，后經爆發使揮發分逸出，形成含揮發分少、粘度更大的巖漿；而這種巖漿更易形成珍珠巖[5]。小城子珍珠巖礦珍珠巖礦體沿NE 向正斷層分布為這一結論提供了有力證據。NE 向斷正在斷層和NW 向走滑斷層后期活動破壞了礦體。

［1］劉錦，王宇林，閆楠，仲米山，賈翠，等.赤峰地區中生代火山巖中非金屬成礦系列研究[J].地質找礦論叢，2011，26（3）：289-294.

［2］內蒙古自治區地質礦產局.內蒙古自治區區域地質志[M].北京:地質出版社,1991.

［3］內蒙古自治區地質礦產局.內蒙古自治區巖石地層[M].武漢：中國地質大學出版社，1996.

［4］陳敏，張壽庭，王帥成，等.赤峰地區與中生代火成巖有關的非金屬礦床成礦系列[J].中國非金屬礦工業導刊.2010.86（6）：44-54.

［5］劉勁鴻.東北地區珍珠巖礦床地質特征及成因探討[J].礦床地質.1983，2（3）：60-68.

［6］劉錦.赤峰地區主要非金屬成礦條件及成礦規律研究[D].沈陽：遼寧工程技術大學，2010：1-56.

［7］邵厥年，陶維屏，等.礦產資源工業要求手冊[M].北京：地質出版社，2010.