河北省灤平縣安純溝門蛭石礦礦床地質特征

劉會軍

摘 要：蛭石經過高溫焙燒體積迅速膨脹8～20倍，焙燒后比重130～180kg/m3，具有體重輕、保溫、隔熱、隔音、耐火、耐凍、無毒、無味、無副作用等特點，廣泛用于建筑、冶金、農林園藝、土壤調節劑、飼料添加劑、污水吸附劑、海水油污吸附劑行業，用途十分廣泛。該文介紹了河北省灤平縣安純溝門蛭石礦礦床地質特征、礦石質量、礦床成因與找礦標志。

關鍵詞：蛭石礦 礦床特征 礦床成因 找礦標志

中圖分類號：P618. 41 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）01（a）-0064-02

1 區域地質條件

礦區位于中朝準地臺（Ⅰ2）燕山臺褶帶（Ⅱ22）承德拱斷束（Ⅲ32）大廟穹斷束（Ⅳ202）構造單元的西緣（灤平盆地北緣）。區內出露地層主要為太古界單塔子群變質巖系，次有中生代火山—沉積巖地層。紅石砬—大廟—娘娘廟東西向區域性深斷裂由普查區北側通過，斷裂構造較發育，褶皺次之。巖漿巖發育一般，有早元古代超基性巖體及燕山期各類脈巖侵入。（見圖1）

1.1 地層

區內出露地層主要為太古界變質巖系、中生界火山巖及新生界第四系。

1.1.1 太古界

太古界單塔子群白廟組（Arb）：分布于礦區的北部及全普查區，變質巖系是由各類型變粒巖和混合巖化角閃斜片麻巖組成，局部夾磁鐵石英巖，它的原巖應是硅鐵泥質建造巖石。該組地層分布廣泛，占區域面積的60%以上。蛭石礦的母巖（超基性—輝石角閃石巖體），順層侵入產于該組地層中，片麻理總體走向40 °，傾向130 °，傾角40～60 °。

1.1.2 中生界

中生界白堊系西瓜園組（K1x）：分布于普查區東南部灤平盆地中，以河湖相碎屑巖及陸相沉積巖建造為主。巖性組合主要由灰黃色和黃色巨厚層礫巖，凝灰質礫巖組成，次為含礫粗砂巖、泥質粉砂巖、灰黑色頁巖、泥巖等。以正斷層與太古界白廟組地層接觸，區域內出露面積占區域面積的40%。巖層總體走向北東30 °，傾向340 °，傾角20～15 °。

1.1.3 新生界第四系

新生界第四系全新統（Q4）：分布于河谷兩岸及部分溝谷中，以沖洪積、殘坡積物為主，巖性為砂礫石、砂質粘土、亞粘土組成，厚3～1.5 m。

1.2 構造

由于受區域性紅石砬—大廟—娘娘廟東西向深斷裂構造影響，近東西向及北東向斷裂構造較發育。

F1正斷層：分布于普查區北部，西部分布于白廟組地層中，東部分布于白廟組地層與西瓜園組接觸處。出露長80 km、破碎帶寬10～15 m，總體走向60 °、傾向南東、傾角55～60 °。

F2正斷層：分布于普查區東部西瓜園組地層與白廟組地層接觸處，北端與（F1）正斷層相交，出露長30 km、破碎帶寬5～7 m，總體走向20 °、傾向南東、傾角50 °。

褶曲構造不發育，主要分布于古老的變質巖系及中生界地層中，多為寬緩的向斜或背斜構造呈現，軸向多為東西向。

1.3 巖漿巖

巖漿巖不發育，僅在普查區西北處?，F有早元古代閃長巖體（δ12），及礦區內蛭石礦成礦母巖輝石角閃石巖（ψLo）。

1.3.1 閃長巖體（δ12）

巖體長軸方向近東西，出露面積約1 km2左右，灰色或淺綠色.礦物成分主要為中性斜長石（40%）、角閃石（35%）、黑云母（15%）及微量磁鐵礦、磷灰石、鈦鐵礦、榍石等。粗粒全晶質、自形—半自形粒狀結構或似斑狀結構，塊狀構造。

1.3.2 輝石角閃石巖（ψLo）

輝石角閃石巖呈似層狀或寬脈狀順層斷續分布于單塔子群白廟組地層中，由西至東有北窩鋪巖體、三道河巖體及本礦區巖體，在地表因風化多為負地形出現。一般東西長300～500 m，寬50～70 m。礦石呈自形—半自形晶，中粒狀結構，塊構狀構造。主要礦物成分為角閃石（40%）、輝石（25%）、斜長石（15%）、黑云母（15%），部分角閃石、輝石蝕變成蛭石，輝石角閃石巖是蛭石成礦之母巖。

1.3.3 脈巖

主要有花崗斑巖、石英正長斑巖、閃長玢巖、正長巖，一般長數10～100 m，寬1～2 m，多沿斷裂破碎帶分布于單塔子群白廟組地層中。

1.4 賦礦層位

蛭石礦體賦存于早元古代超基性輝石角閃石巖體（ψLo）的頂部。

2 礦體特征

礦體呈近北東帶狀（層狀）分布，礦體長1180 m，厚度42.9～54.6 m，平均厚度49.78 m，厚度較穩定。礦體走向40 °，傾向140 °，傾角60 °。

3 礦石質量

3.1 礦石自然類型

小白旗蛭石礦石屬超基性巖（輝石角閃石巖）風化殼型蛭石礦床。根據礦體和礦石質量特征，可劃分兩種礦石類型，即半疏松和疏松礦石類型。礦石結構為柱粒狀鱗片變晶結構、局部交代結構，疏松塊狀構造為主，片狀構造次之，蛭石含量為50%～75%。

本區礦石類型主要以疏松蛭石類型為主，次為半疏松類型。

3.2 礦石結構、構造

蛭石礦石為鱗片變晶結構，局部有交代結構，以疏松塊狀、塊狀構造為主，片狀、條痕狀構造較少。

3.3 礦石礦物成分及含量

礦物成分主要有蛭石、輝石、角閃石礦物和副礦物磁鐵礦、磷灰石及蝕變礦物綠泥石、綠簾石、滑石、褐鐵礦組成。

礦石中有用礦物成分為蛭石，其顏色以黃色、黃褐色、褐色為主，暗綠色、黑綠色、黑色次之，珍珠光澤、油脂—玻璃光澤，蛭石多呈鱗片狀，最大片徑10 mm，最小片徑小于1 mm，大多數在1～4 mm之間。蛭石含量30%～75%。

3.4 礦石化學成分及微量元素

礦石化學成分中，SiO2平均44.94%，Al2O36.41%，Fe2O35.67%，FeO 2.56%，TiO20.28%，MnO0.08%，MgO21.54，；CaO3.73%，K2O1.55%，Na2O0.56%，P2O50.23%，H202.82%，LOS11.34。

3.5 礦石中有益有害組分

3.5.1 礦石中有益組分含量

礦石中有用礦物成分為蛭石，蛭石含量30%～75%。

3.5.2 礦石中有害元素含量

脈石礦物主要為輝石、角閃石殘留礦物，呈粒狀、柱狀，粒徑一般為1～3 mm，最大粒徑5 mm左右，含量20%～50%，次為蝕變礦物，黑云母化、綠泥石、綠簾石、滑石含量5%～20%。

3.6 礦石品級

礦石品位（含礦率）的高低，是衡量蛭石礦石的重要標志。它涉及到資源儲量估算中蛭石礦量的多少，關系到今后開發利用。為此，對全區蛭石57件樣品進行了品位（含礦率）數理統計見表1。

由表可知，該礦最高含礦率為350.45 kg/m3，最低含礦率為155.57 kg/m3，平均含礦率253.0 kg/m3，品位變化系數（Vc）為35%，屬較均勻型。

3.7 蛭石礦物理特征

物理性能，主要指蛭石的膨脹率、容重、粒度（片徑）。

蛭石礦物的膨脹率、粒度（片徑）、容重（蛭石生料容重、熟料容重）是衡量質量好壞的重要物理性能，它直接涉及到蛭石在工業上的利用價值。國家建筑材料工業地質工程勘查研究院測試中心按蛭石鱗片大小分四個等級，在膨脹溫度950℃進行單礦物物性測試。Ⅰ級品鱗片>4 mm，線膨脹倍數12.8倍、體膨脹倍數（未測）、生料容重696（kg/m3）、熟料容重54（kg/m3）；Ⅱ級品鱗片2～4 mm，線膨脹倍數16.7倍、體膨脹倍數5.5倍，生料容重810（kg/m3）、熟料容重78（kg/m3）；Ⅲ級品鱗片1～2 mm，線膨脹倍數（未測試），體膨脹倍數為5.1倍，生料容重850（kg/m3）、熟料容重104（kg/m3）；Ⅳ級品<1mm，體膨脹倍數為4.1倍，生料容重876（kg/m3），熟料容重120（kg/m3）。全區蛭石（Ⅰ～Ⅳ）品級平均值，線膨脹14.75倍、體膨脹4.9倍、生料容重808（kg/m3）、熟料容重89（kg/m3）。

3.8 礦體圍巖和夾石

礦體內含有少量的單塔子群白廟組變質巖夾層及蝕變弱的輝石角閃石巖殘留體。變質巖夾層巖石，顏色較淺，輝石角閃石巖殘留體較堅硬含蛭石少，易與蛭石礦石區別，經手選可以剔除。

4 礦床成因及找礦標志

4.1 礦床成因

該蛭石礦床產于太古代超基性輝石角閃石巖巖體頂部，礦體成因大致經歷兩個階段。

黑云母形成階段，輝石角閃巖體其本身巖漿活動后期，在氣成熱液作用下巖體中的輝石、角閃石蝕變成黑云母。該階段的蝕變作用、在巖體的膨大部位或巖體侵入前峰最為強烈，蝕變礦物黑云母最多；在巖體垂直方向上，巖體上部較下部生成的黑云母多。至此，黑云母的形成為下階段蛭石的形成奠定了物質基礎。

蛭石形成階段，黑云母生成之后，在漫長的地質構造、巖漿巖活動及風化作用下，使黑云母化的輝石角閃石巖體中的黑云母長期受到地下水浸蝕及水化作用，使黑云母失去堿金屬（K、Na）離子，Ca2+離子重新排列，黑云母結構發生變化而生成蛭石。

由上所述，蛭石成因應是巖體中的輝石、角閃石經過熱液蝕變生成黑云母，黑云母經長期的地下水和地表水的水化作用而生成蛭石。

4.2 找礦標志

灤平縣虎什哈鎮三道河蛭石礦、灤平縣鄧廠北窩鋪蛭石礦及本蛭石礦，均產于太古界地層中的超基性巖體中，因超基性巖體含較多的輝石、角閃石經熱水事件后變成黑云母，黑云母進一步水化變成蛭石，故蛭石礦床形成與超基性巖體有密切關系。因此，古老的超基性巖體可作為找蛭石礦床首要成礦條件。

蛭石除了觀察顏色、光澤、鱗片大小外，可用火焰燒法，置于酒精火焰上焙燒，質量好的蛭石會很快膨脹10～15倍，顏色由暗色變為銀色或金黃色；還可以用刻劃法，用指甲在蛭石晶體面上刻劃一痕跡，蛭石面上遺留下一條向里凹陷的線條，可與黑云母區分。

5 礦石加工技術性能

將礦石由采場運輸至選礦加工廠后，過篩，將大塊礦石進行粉碎與篩底下的細粒礦石合并一起，再在烘窯中進行焙燒一定溫度后使蛭石膨脹出窯后，用鼓風機的風力進行風選礦，可得到熟料蛭石礦粉。

6 結論

河北省灤平縣安純溝門蛭石礦資源儲量1123萬t以上，經過詳查后資源儲量有望增加。

參考文獻

[1] 河北省北京市天津市區域地質志[M].地質出版社，1989.

[2] 河北省灤平縣安純溝門鄉小白旗村蛭石礦普查地質報告.承德市國土資源規劃設計院，2011.