吉林省重要非金屬礦產資源地質特征及勘查新進展

李忠水

（中國建筑材料工業地質勘查中心吉林總隊，吉林 長春 130033）

1 前言

非金屬礦是人類生產、生活和社會發展不可缺少的重要礦物原料之一，其應用領域涉及能源、信息、航天、生物、化工、鋼鐵等多個領域，在國民經濟中起著重要作用。非金屬礦的開發利用水平也已成為衡量一個國家科技發展水平的重要標志之一，世界非金屬礦產值比金屬礦高出一倍多，我國20世紀90年代初，非金屬礦產值已超過金屬礦。我國非金屬礦工業經歷了幾十年的發展，在加工技術方面有了較大的發展，部分礦種的開發利用技術正接近發達國家水平。

吉林省已發現非金屬礦礦種118種，查明資源儲量的有85種，開發利用的有71種，查明礦產地530多處。省內已經具有很好的地質成礦背景，探明了具有一定規模的礦床多處，具有重要的經濟價值。較好的礦石質量，便利的開采條件，使其在市場上有廣闊的銷路。如硅灰石、硅藻土、石墨、膨潤土等均屬此列。其中硅灰石、硅藻土、石墨、膨潤土等礦產無論是保有資源儲量、資源潛力，還是礦石質量均在全國占有較重要地位，尤其硅灰石、硅藻土、膨潤土品質優良，是吉林省優勢非金屬礦產資源中的代表性礦種。

2 吉林省重要非金屬礦產資源地質特征

2.1 資源特征

吉林省重要非金屬礦產資源豐富，呈現集中且分布不均，局部集中的特點，見下頁圖。

2.1.1 硅灰石

吉林省是我國硅灰石礦最主要的蘊藏區和當前最主要的產區，分布著硅灰石礦區34處，其中大型礦床4處，其余為中小型礦床。截至2015年底，累計查明硅灰石礦石資源量5 299萬t，集中分布在四平梨樹、吉林磐石，另外延吉龍井、吉林樺甸也有少量分布，資源量占全國總量的40%以上。已發現的硅灰石礦床礦物富集程度高，大部分礦床的硅灰石礦物含量超過60%，鐵含量比較低。

2.1.2 硅藻土

吉林省現有硅藻土礦產區49處，其中大型礦床4處，中型礦床23處，資源量豐富，質量優良。截至2015年底，累計探明資源量3.62億t，占全國總量的70.2%，位居全國之首。集中分布在長白縣、臨江市，另外敦化市、靖宇縣也少量分布。

2.1.3 石墨

吉林省已知礦產地39處，其中晶質石墨礦床(點)13處，省內探明具有一定資源量的晶質石墨礦床7處，截至2015年底，累計探明資源量約241.6萬t(礦物量)，主要集中分布在吉林省南部集安市、通化縣境內，有大型礦床1處(集安市雙興晶質石墨礦床)，其余均為中小型礦床。土狀石墨(隱晶質石墨)礦床(點)26處，探明資源儲量的土狀石墨礦床7處，截至2015年底，累計探明資源量約313.70萬t(礦石量)，主要分布在磐石市煙筒山。

吉林省石墨礦產資源分布有兩個基本特點：①種類齊全，既有晶質石墨，又有隱晶質石墨產出；②礦產地分布相對集中，集安市晶質石墨資源量最多，占全省資源量的82%，資源儲量達190萬t(礦物量)以上；隱晶質石墨主要集中在磐石市煙筒山，占全省資源量的95%以上。

2.1.4 膨潤土

吉林省探明膨潤土礦產地14處，截至2015年底，累計探明資源量約7 470萬t。其中大型礦床2處，分別是九臺市銀礦山膨潤土、公主嶺劉房子膨潤土。公主嶺劉房子膨潤土以優質鈉基土為主，埋藏淺，易于開采。

2.1.5 松花石

松花石又名“松花玉”，因產于長白山腳下松花江流域，色如松花而得名。其地質學名為硅質粉晶灰巖，呈綠色、紫紅色，常給人以紺綠無瑕、色嫩且純、溫潤如玉之感[1]，通化、白山地區均有分布，儲量豐富。現有松花石礦山(點)41處，其中白山—通化調查區內調查松花石礦點(山)37處(松花石硯23處，松花奇石14處)；安圖兩江鎮調查區調查松花奇石4處。開采的硯石主要有深綠、淺綠、紫色等品種，質量以深綠色為上品，加工成的工藝品主要有硯臺、茶臺和筆筒等；松花奇石主要品種有產自渾江區的“黑木紋”和江源區的“紫袍玉帶”。省內硯石、奇石加工廠上百家，從業人員近萬人，已經成為吉林省最具特色寶玉石產業，年產值達人民幣2億元。

2.1.6 橄欖石

橄欖石俗稱綠寶石，分布在蛟河市與敦化市交界的白石山、黃松甸一帶。有礦床6處，開采4處，閉坑3處，目前開采礦山1處，露天開采，年產橄欖石300kg，產值人民幣2 000萬元。蛟河市白石山鎮有個體加工廠二十幾家，年加工橄欖石寶石30萬克拉，主要加工戒面、手鏈、項鏈，全國銷售。省內橄欖石色澤純正，晶瑩剔透，其質量在國際市場同類產品中也屬上品。

吉林省重要非金屬礦產分布圖

2.2 成礦地質特征

吉林省非金屬礦產的形成及空間展布，除受沉積盆地的控制，同古氣候及環境的演化關系密切外，也與侵位巖漿活動、區域變質巖漿活動、區域變質作用的強度有聯系。這些控礦因素均與區域大地構造環境及地質構造發展階段相吻合。

2.2.1 硅灰石

吉林省硅灰石礦產主要分布在四平—雙陽—磐石—延邊龍井—天寶山一帶，礦床大多賦存在寒武紀以來的蓋層建造中，成礦時代為古生代。成礦構造單元為南華紀—中三疊世，大地構造分區為柴達木—華北板塊(Ⅲ)、華北陸塊北部陸緣造山帶(Ⅲ-A)、哈蘭達嶺—英額嶺新元古代—古生代疊覆造山亞帶(Ⅲ-A1)之西、保安—青龍村新元古代殘留構造巖片(Ⅲ-A14)、石嘴子—山秀嶺晚古生代弧盆系(Ⅲ-A12)和下二臺—江域殘留早古生代增生楔(Ⅲ-A13)，該巨型構造帶經歷了長期強烈的構造運動、褶皺強烈，發育大型復式背向斜構造、斷裂構造，斷裂構造以逆斷層為主，甚至發育深大斷裂。巨型構造控制著巖漿巖帶、變質帶的發育和展布，而褶皺斷裂構造產生的次級構造，則為接觸變質礦床的形成提供了有利的成礦空間。與硅灰石成礦作用有關的侵入巖主要是燕山早期花崗巖、華力西晚期花崗巖，以前者為主。成礦圍巖一般為含燧石結核、燧石條帶等硅質成分的海相碳酸鹽巖沉積建造。吉林省硅灰石礦床成因類型以接觸熱變質型礦床為主，夕卡巖型礦床次之，接觸熱變質型礦床主要分布在富含硅質石灰巖與各類侵入巖體接觸帶附近。礦床形成是由于富含硅質石灰巖經侵入體熱力烘烤發生接觸變質而成。硅灰石礦床以硅灰石為主，其次有透輝石、石英、方解石等。例如：吉林磐石長葳子、延邊細鱗河硅灰石礦床。

2.2.2 硅藻土

吉林省硅藻土成礦環境以陸內裂谷帶附近的火山、斷陷及山間盆地為主。礦床形成于陸內裂谷玄武巖漿噴發間歇期，成礦于鄰近的湖盆中。礦層產于玄武質火山巖巖系中，長、寬幾百至幾千米，厚幾米至十幾米。礦石呈白色塊狀、書冊狀、微層狀構造，生物結構，質輕疏松多孔。硅藻種屬為淡水型，例如顆粒直鏈藻、中國小環藻、冰島直鏈藻等，為湖泊相生物沉積礦床。

吉林省主要硅藻土礦集中形成于中新世至更新世，其中以中新世為主導。吉林長白—臨江大型硅藻土礦皆屬中新世礦床。礦床分布受新生代斷陷盆地控制。成礦作用主要與玄武巖噴溢活動關系密切，玄武質巖漿侵入活動本身攜帶大量的成礦元素，為礦床的形成提供了部分物質來源和熱源。硅藻土與玄武巖不僅在空間上密切伴生，而且有一定的生成聯系。

2.2.3 石墨

吉林省已知具有工業價值的石墨礦床按成因分為區域變質型、接觸變質型和巖漿熱液型石墨礦床，其中晶質石墨礦床以區域變質型為主，巖漿熱液型晶質石墨礦床較少，接觸變質型以隱晶質石墨礦床為主。

晶質石墨礦床以區域變質型為主。區域變質型礦床賦存于元古代深變質巖系中。主要巖性有片麻巖、片巖、透輝(透閃)巖、大理巖、變粒巖、石英巖、斜長角閃巖等。原巖建造多屬粘土巖—碳酸鹽巖—基性火山巖，沉積于近陸源淺海區。石墨礦層往往賦存在其上部富碳酸鹽巖部位，含礦巖系的變質程度普遍達到角閃巖相—麻粒巖相。礦床褶皺、斷裂構造發育，常伴有晚期花崗巖、偉晶巖類侵入，混合巖化作用普遍，多期變質作用疊加影響較明顯。礦體受沉積變質作用控制，有一定的層位，產狀多與圍巖產狀一致，呈層狀、似層狀或透鏡狀，長度一般為幾十至數百米，有的可達千米以上，傾角陡—中等。一個礦床中一般有多層礦體，常受斷層或巖體的破壞使礦體形態復雜化。

隱晶質石墨礦床以接觸變質型為主，礦床多產于褶皺、斷裂構造發育且火成巖侵入的地質環境中。礦體呈層狀、似層狀、帶狀及透鏡狀，長幾百米到幾千米，厚度一般為1～3m，個別可達十余米，傾角呈陡—緩傾斜。石墨呈土狀，可選性較差，但固定碳含量高，一般為60%～80%，高者可達90%。礦床規模多為中型、小型，是我國石墨礦床比較主要的工業類型。屬于此類型的礦床有：吉林磐石煙筒山等石墨礦床，以隱晶質石墨為主。

2.2.4 膨潤土

吉林省膨潤土礦的分布區域上受中生代以來的陸相火山盆地的控制，這些盆地總體呈北東向，屬濱太平洋構造發展階段的產物。膨潤土礦床主要成礦作用有沉積及成巖作用、風化殘積作用和熱液蝕變作用。成礦物質來源為玻璃質火山巖、火山碎屑巖。當成礦原巖的堿質含量較高時，對成礦更有利。

吉林膨潤土礦床可分為三種成因類型：火山沉積型、風化殘積型、熱液型。前兩種是主要成礦方式，分布廣泛，在資源儲量上占據重要地位，礦床產出時代主要為晚侏羅世和早白堊世。

火山沉積型膨潤土礦化的強弱取決于母巖的特點和沉積物本身的共生組合，相應的堿性水介質條件對蒙脫石起著重要的作用。這種礦床層位穩定，呈層狀、似層狀，產狀平穩，代表性的礦床產地有公主嶺劉房子等。

風化殘積型膨潤土礦是吉林省重要成因類型之一，這種類型的膨潤土礦層厚度大、層位穩定、質量較好，成礦母巖為各種火山玻璃質熔巖和碎屑巖經風化作用，殘積物中富集蒙脫石，再經后期成巖作用而形成膨潤土礦。礦化深度一般位于潛水面附近，從幾十米至數百米深不等。由于含可溶性陽離子的水由上往下滲透，因此剖面上部蝕變作用相對較強，礦化程度相對較高。從上往下礦體與母巖呈漸變關系。地表附近的礦石屬型以鈣基膨潤土為主，比較深部才有鈉基膨潤土。

2.2.5 松花石

松花石形成的構造環境為陸緣海。形成的古地理環境是淺海相，屬較穩定的淺海相沉積，成礦作用為沉積作用，成因類型為沉積型。海水搬運來的沉積物中的石英顆粒平行規則排列，構成了松花石的骨架。在淺海中的藻類及菌類的遺骸以細小的微粒，充填到骨架中。海水中的還原環境和陸源的碎屑分解沉積，使得結構緊密。在氧化—還原交替的淺海環境中，大量的沉積物如砂質、泥質碳酸鹽巖等物質構成了紫、紫灰、黃綠、淺灰、蛋青等色彩斑斕的紋色，形成了松花石特有的結構。除帶有橫向縱向絲狀紋理外，一些金屬礦物還形成了金線、金星、石眼、閃電紋，使得松花石顏色多樣、絢麗，層理刷絲明顯。

2.2.6 橄欖石

區域位置為大陸邊緣裂谷—敦密斷裂帶內。該區新生代強烈的構造運動，形成含有大量幔源橄欖巖包體的堿性橄欖玄武巖、碧玄巖帶。成礦帶走向北西，延長約50km。目前已發現的礦體呈漏斗狀—似層狀。通過近幾年的勘查，又在該帶南段和北段發現多處礦點，該帶仍有較大的資源潛力。成礦作用為巖漿作用，成因類型為玄武巖建造型。

3 吉林省非金屬礦勘查新進展

3.1 地質找礦實現較大突破

“十一五”、“十二五”期間，吉林省非金屬礦產勘查新發現礦產地40多處，主要非金屬礦資源儲量有較大幅度的增長，新增查明礦種7個，地質找礦實現較大突破。

冶金用白云巖：新發現礦產地3處，大型1處，查明資源儲量增加3.30億t。大型為白山市黑溝九隊礦區，儲量為2.98億t，為白山市鎂工業園區提供了原料基地。

晶質石墨：新發現礦產地3處，位于集安市，新增資源儲量83萬t。吉林省晶質石墨品位較低(3%～5%)，但石墨結晶完整，以大鱗片石墨為主(80%以上)，石墨品質優良。通過調查，集安市、通化縣陸續發現一批新的礦點，資源潛力較大，有望成為吉林省的優勢礦產。

硅藻土：新發現礦產地13處，查明資源儲量增加了6 325萬t。新增儲量主要集中在白山地區—臨江市、長白縣，是我國唯一優質硅藻土產地。

水泥用灰巖：通過老礦山外圍找礦，查明資源儲量增加了10.37億t。其中長春市羊圈頂子礦區5.48億t、磐石市煙筒砬子礦區1.94億t，有力地保障了亞泰、冀東等大型水泥企業原料供應。

水泥用大理巖：新發現礦產地2處，查明資源儲量增加了14 710萬t，其中永吉縣暖泉溝、芹菜溝兩處相鄰礦區7 988萬t，保證了冀東水泥永吉公司順利建成，為吉林水泥日后遷出市區奠定了基礎。

陶粒頁巖：新發現礦產地3處，查明資源儲量增加9 660萬t。

膨潤土：新發現礦產地1處，查明資源儲量增加1 085萬t。

飾面用花崗石：新發現礦產地2處，查明資源儲量增加1 908萬m3。

此外，硫鐵礦(伴生硫)、泥炭、含鉀巖石、冶金用脈石英、沸石、滑石、云母、橄欖石、泥灰巖(松花石)、陶瓷土、高嶺土、火山渣、飾面用閃長巖等礦產資源儲量也有所增加。

3.2 新方法、新手段在礦產勘查中的應用

在傳統的地質填圖、槽探、鉆探工作方法的基礎上，物探已普遍運用到非金屬礦產找礦實踐中，并取得很好實效。尤其是在占林、占地成本高漲、手續難以辦理、找礦難度加大的情況下，物探在縮減工作周期、縮小工作靶區、指導探礦施工方面發揮著越來越重要的作用。

如激電中梯用于晶質石墨找礦，瞬變電磁法用于尋找膨潤土、硅藻土等埋藏礦產效果良好；高密度電阻率在飾面用花崗石材(巖體)勘查中對了解巖體風化層厚度、節理密集區、破碎帶、巖性變化等效果良好。另外在大面積第四系覆蓋區尋找鉀長石、脈石英等方面物探方法也在探索性應用。

4 勘查發展前景及建議

4.1 勘查現狀與發展前景

地質勘查是一項基礎性工作，是國民經濟發展的先行。非金屬礦及加工制品是經濟和社會發展不可或缺的基礎原材料和產品，同時又是高新技術產業發展的重要支撐材料。改造提升傳統產業、發展戰略性新興產業、加強生態環境保護，對非金屬礦及加工制品需求強烈。尤其是新興高效益非金屬礦產，如晶質石墨、高純脈石英、硅灰石、葉蠟石、膨潤土、優質高嶺土、硅藻土等。非金屬應用領域廣，具有快速發展和超前性，地質勘查工作也必然會隨應用領域的延伸、變化，不斷勘查評價新礦種、研究新用途。

從吉林省資源現狀和保證程度分析，吉林省礦業經濟發展受礦產資源儲量不足的制約，許多主要礦產資源儲量不足(硫鐵礦、磷礦、硼礦、螢石、重晶石、優質高嶺土等)；許多重要非金屬礦產沒有查明儲量(鉀鹽、鹽礦、芒硝、天然堿、金剛石、剛玉等)；許多大宗用量礦產資源儲量在快速消耗，需要補充(水泥用灰巖、耐火粘土)。另外還有大量的非金屬礦點、礦化點沒有進行系統評價。

非金屬礦產在地域分布的不均衡性，導致短缺礦產地區對非金屬礦產勘查需求迫切。目前勘查評價的多是出露地表，易于勘查的非金屬礦產。目前產量支持的大批礦山資源儲量會日益枯竭，隨著技術方法手段的進步，還將會進入隱伏、半隱伏非金屬礦體勘查階段。

4.2 存在的主要問題

吉林省非金屬礦產資源總體勘查程度較低；非金屬礦地質工作投入不足，不到總投入的5%；資源潛力大的地區工作程度低；區調、礦調等基礎性地質工作幾乎不涉及非金屬礦產；資源家底不清；選礦、深加工等綜合研究不夠。

4.3 建議

統籌規劃，加大投入，重視非金屬的地質找礦工作，為吉林省新興產業規劃提供資源保障；加強非金屬礦的開發利用和綜合研究，提升產品的附加值；加強重要非金屬礦的戰略儲備。