建平縣沙海鎮(zhèn)膨潤土礦地質(zhì)特征及礦床成因分析

隋永

摘 要：遼寧省建平縣沙海鄉(xiāng)膨潤土礦體賦存于白堊系下統(tǒng)義縣組。區(qū)內(nèi)共圈定出3個(gè)礦體，礦體呈似層狀、透鏡狀產(chǎn)出。礦石類型屬鈣鎂基膨潤土。在礦區(qū)及外圍白堊系下統(tǒng)義縣組中-酸性火山碎屑巖分布地區(qū)具備發(fā)現(xiàn)膨潤土礦床的找礦前景。

關(guān)鍵詞：遼寧省建平縣沙海鄉(xiāng)；膨潤土礦；地質(zhì)特征；成因分析

1.區(qū)域地質(zhì)背景

遼寧省建平縣沙海鄉(xiāng)膨潤土礦大地構(gòu)造位置處于中朝準(zhǔn)地臺(tái)（Ⅰ）、內(nèi)蒙地軸（Ⅰ2）、建平臺(tái)拱（Ⅰ）、寧城斷凹（Ⅰ）之東部，南東與燕山臺(tái)褶帶相鄰。

區(qū)域出露地層有新生界第四系全新統(tǒng)（Q4），中生界白堊系下統(tǒng)阜新組（K1f）、九佛堂組（K1jf）、義縣組（K1y），侏羅系上統(tǒng)土城子組（J3t）、中統(tǒng)藍(lán)旗組（J2l），古生界奧陶系（O）、寒武系（∈）以及中、上元古界及太古界建平群。

區(qū)域火山巖較發(fā)育，以白堊紀(jì)義縣期噴出巖為主，第三紀(jì)玄武巖次之。義縣期火山巖主要分布于寧城盆地東南部，主要巖石類型為流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r，其次為黑云母輝石安山巖和凝灰?guī)r。

區(qū)內(nèi)侵入巖以燕山晚期二長花崗巖、流紋斑巖、安山玢巖和燕山早期二長花崗巖為主，次為華力西期閃長巖、花崗巖。

2.礦床地質(zhì)特征

2.1礦區(qū)地質(zhì)概況

2.1.1地層

礦區(qū)內(nèi)出露的地層有中生界白堊系下統(tǒng)義縣組（K1y）及第四系全新統(tǒng)（Q4），現(xiàn)由上至下分述如下：

⑴第四系全新統(tǒng)（Q4）

由腐植土、黃色砂質(zhì)粘土及粉質(zhì)粘土等組成，遍布全區(qū)沖溝兩側(cè)，厚度0.5-10m。

⑵中生界白堊系下統(tǒng)義縣組（K1y）

巖性主要為紫紅、褐黃、紫灰色黑云母安山巖、輝石安山巖、凝灰?guī)r等，厚度大于200m。巖石類型劃分如下：

①K1y-5：紫紅色含角礫安山巖。

②K1y-4：安山質(zhì)凝灰角礫巖。

③K1y-3：黑云母安山巖和輝石安山巖。

④K1y-2：淺藍(lán)色凝灰角礫巖及凝灰?guī)r。

⑤K1y-1：安山巖夾球形風(fēng)化安山巖。

⑥β：玄武巖。

2.1.2構(gòu)造

礦區(qū)位于寧城盆地南部，構(gòu)造總體為北北西向單斜，主要由多個(gè)較緩的褶曲形成，局部呈舒緩褶曲，總體傾向30°-100°，傾角5°-25°。

礦區(qū)內(nèi)未見較大的褶皺與斷裂構(gòu)造，受區(qū)域斷裂構(gòu)造影響，層間裂隙和破碎帶發(fā)育，局部發(fā)育小型褶曲。

2.1.3巖漿巖

區(qū)內(nèi)除火山巖外，可見流紋斑巖（λπ）呈不規(guī)則狀侵入，分布在礦區(qū)北東，出露長500m，寬10-20m。

2.2礦體特征

①號(hào)礦體：分布在礦區(qū)東北部，似層狀產(chǎn)出，呈北西-南東向延伸。礦體沿走向出露長度1500m，出露寬度30m，礦體厚度3-20m，平均厚度7.96m，厚度變化系數(shù)0.68。

②號(hào)礦體：分布在礦區(qū)西南部，似層狀產(chǎn)出，呈近北西-南東向延伸。礦體沿走向長度2000m左右，寬度20m，平均厚度5.66m，厚度變化系數(shù)0.87。

③號(hào)礦體：分布在礦區(qū)西北部，分布范圍相對較小。礦體呈透鏡狀，總體走向推測長度130m，寬40 m，鉆孔控制厚度21.9m，厚度變化系數(shù)0.19。

2.3礦石質(zhì)量及礦石類型

礦石的主要礦物成分為蒙脫石，其它礦物見有長石、白云母、石英、磁鐵礦和泥質(zhì)等，粒度相當(dāng)細(xì)小，呈零散狀分布。石英無色透明，它形粒狀；磁鐵礦為黑色顆粒，不透明；泥質(zhì)不透明。

化學(xué)全分析結(jié)果標(biāo)明，膨潤土主要由含水鋁硅酸鹽礦物組成，其化學(xué)組分主要為SiO2、Al2O3和H2O，其次為Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O等。

蒙脫石含量是評價(jià)膨潤土質(zhì)量最重要的指標(biāo)，①、②、③號(hào)礦體礦石中蒙脫石含量分別為59.95%、60.68%和66.74%。按蒙脫石可交換性陽離子種類劃分，礦石主要以鈣離子交換容量為主，鎂離子交換容量次之。根據(jù)《高嶺土、膨潤土、耐火粘土礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范》（DZ/T 0206-2002）膨潤土礦石類型屬性劃分標(biāo)準(zhǔn)：礦區(qū)膨潤土礦石屬鈣鎂基膨潤土。

2.4礦體圍巖和夾石

礦體的頂板圍巖為中-酸性凝灰角礫巖、凝灰?guī)r及安山巖，頂板圍巖中礦體與圍巖界線不清楚，呈漸變過渡關(guān)系。底板圍巖為安山巖，礦體與底板圍巖界線清楚，肉眼易于分辯。

礦體內(nèi)的夾石主要有火山角礫凝灰?guī)r、凝灰?guī)r及低品位礦化體，呈層狀、扁豆?fàn)睿a(chǎn)狀與礦體基本一致。

3礦床成因

礦床賦存于中生界白堊系下統(tǒng)義縣組，為安山質(zhì)凝灰?guī)r或集塊巖水解型膨潤土礦床。膨潤土礦的物質(zhì)來源來自中酸性至酸性巖漿的火山噴發(fā)，其原巖為中-酸性火山角礫凝灰?guī)r、凝灰?guī)r，在外力作用下，水解脫玻而形成。

安山質(zhì)凝灰?guī)r水解是通過H+或H3O+（水合氫離子）作用，促使玻璃體解體。當(dāng)水解脫玻階段完成之后，進(jìn)入漫長的礦物晶出期，此時(shí)水介質(zhì)環(huán)境（排水補(bǔ)水狀況，PH值）、堿金屬和堿土金屬離子的流失狀況及鋁的賦存狀態(tài)等決定著新礦物的形成，在排水補(bǔ)水較充分的堿性水介質(zhì)中則形成蒙脫石（膨潤土礦床）。

本區(qū)內(nèi)礦體形態(tài)、產(chǎn)狀和空間分布受火山巖盆地大小及基底控制。

參考文獻(xiàn)：

[1].內(nèi)部參考文獻(xiàn)：遼寧省建平縣沙海鎮(zhèn)膨潤土礦床普查地質(zhì)報(bào)告，中材集團(tuán)遼寧總隊(duì)，2010

（作者單位：中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心遼寧總隊(duì)）