方城縣油坊莊鉀長石礦地質特征及成因分析

李甜甜, 武少菁

(河南省航空物探遙感中心，河南 鄭州 450000)

研究區位于方城縣北，方城縣四里店鄉境內，屬低山丘陵區。區內海拔高程最高為562 m，最低為220 m，礦區東北高，西南低，緊鄰方城一魯山公路，距魯山縣城20 km，距方城縣城50 km，焦枝鐵路在其西邊通過，距最近的分水嶺站12 km，交通較為便利。

1 區域地質概況

區域大地構造位置屬于華北地臺南緣，秦嶺地軸北側，屬北秦嶺地層區豫西南分區，區域上構造活動極為強烈，巖漿活動較為頻繁，為巖漿巖型的礦床成礦提供了良好的地質條件。研究區內出露地層主要為熊耳群、官道口群、欒川群和第四系，區域內褶皺簡單，斷裂構造發育[1]。

2 礦區地質特征

2.1 地層

研究區出露地層較為簡單，主要為熊耳群上段和下段以及第四系。熊耳群下巖段分布于整個研究區，近東西向展布，北側與薄刀嶺大石英脈呈構造接觸，自下而上可分為三個巖性層。三個巖性層大體平行整合接觸，傾向160°～190°，傾角40°～65°。熊耳群上巖段分布在研究區南部，面積較小，近東西向展布，南界超出研究區范圍。該巖段主要巖性為斜長角閃片巖，與下段相比，變形相對較弱，與下段呈整合接觸，傾向160°～190°，傾角40°～65°。新生界第四系主要分布在研究區溝谷地帶及山澗凹地，山前丘陵也有零星分布。

2.2 構造

區內斷裂構造十分發育，受涼亭韌性剪切帶影響，區內構造蝕變帶均賦存在熊耳群下段巖層中，長270～3 100 m，厚0.3～2 m。其中大部分斷裂構造走向為近東西向，且蝕變帶規模相對較大，少部分晚期形成的近南北向斷裂構造蝕變帶規模較小,與前期東西向構造蝕變帶交叉明顯，具有棋盤格式展布特征。

2.3 巖漿巖(含礦層)

巖漿巖主要分布在礦區中西部，組成巖性為燕山期中酸性-酸性交互序列似斑狀中粗粒黑云母二長花崗巖單元巖，巖性主要為似斑狀中粗粒黑云母二長花崗巖。地表巖石風化強烈，風化面為淺灰白色，似斑狀結構，遭受風化后呈松散砂狀構造。斑晶主要為鉀長石，呈半自形板柱狀，具卡氏雙晶，微條紋結構發育，顆粒一般為12～60 mm，最大達80 mm。

據本次在小型采礦場實地調查發現：自然邊坡角為20°～25°，開挖邊坡角約為58°。據本次研究對地表節理裂隙統計結果表明：單位面積裂隙系數為3.2～5.8條/m2，平均為4.7條/m2，裂隙不發育，花崗巖體共發育有8組裂隙，其中以340°組和80°組較發育，形成節理密集帶。

風化帶深度最大為31.2 m，巖石松軟，裂隙較發育，自上而下巖芯呈碎屑狀-碎塊狀-塊狀產出，巖芯塊度值為0～30.9%，加權平均值為8.2%。該區花崗巖巖石物理力學測試結果表明：巖石密度為2.42～2.76 g/cm3，極限抗壓強度為303～1 613 kg/cm2，極限抗剪強度為190～630 kg/cm2，內摩擦角為61°～86°，巖石強度均勻，屬堅硬巖石。

3 礦體地質特征

在礦區范圍內，礦體均出露地表，在最低侵蝕基準面以上，礦體平均厚度為18.6 m。礦體中間河溝較深，河床被殘坡積物覆蓋，殘坡積物厚度為10～15 m。根據周邊礦區的開采情況，河床覆蓋層以下為微風化的花崗巖，根本無法開采。因此，根據工程控制，將風化花崗巖型鉀長石礦分為K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7共7個礦體，現對具有代表性的K2、K4、K5、K6礦體特征進行分析。

3.1 K2號礦體

K2主要分布于研究區西北部，呈近南北向，礦體總長880 m，寬320 m，面積約0.27 km2，礦體傾向與上部地形基本一致，傾角平緩，一般2°～5°，礦體賦存標高240～292 m。控制礦體厚度一般為6.8～31.20 m，平均為15.56 m，厚度變化系數為70.8%，礦石中鉀長石斑晶含礦率為7.0%～13.6%，平均含礦率為9.23%，含礦率變化系數為50.3%。礦體與底板圍巖呈漸變關系。礦體中鉀長石斑晶化學成分詳見表1。

表1 各礦體鉀長石斑晶化學成分(%)

3.2 K4號礦體

K4主要分布于研究區北中部，呈南北向展布，礦體南北長480 m，寬200 m，面積0.1 km2。礦體傾向與上部地形基本一致，傾角平緩，一般3°～5°，礦體賦存標高240～278 m。礦體呈面狀、似層狀分布，礦體在山脊較厚，兩側厚度變薄，礦體厚度為8.5～27.2 m，平均為16.8 m，厚度變化系數為74.1%。礦石中鉀長石斑晶含礦率為7.8%～15.4%，平均含礦率為9.91%，含礦率變化系數為35.2%。礦體連續性好，鉀長石斑晶分布均勻，無夾石，礦體裸露地表，在頂部及其低洼處可見有少量覆蓋層。礦體與底板圍巖呈漸變關系，利用自然河溝將裸露地表的礦體用地質界線連接起來。礦體中鉀長石斑晶化學成分詳見表1。

3.3 K5號礦體

K5分布于研究區中部，呈南北向展布，礦體長1 960 m，寬500 m，面積0.88 km2。礦體傾向與上部地形基本一致，傾角平緩，一般3°～5°，礦體賦存標高220～317 m。礦體呈面狀、似層狀分布，礦體在山脊較厚，兩側厚度變薄，礦體厚度為8.5～29.2 m，平均為17.8 m，厚度變化系數為77.6%。礦體連續性好，鉀長石斑晶分布均勻，無夾石，礦體裸露地表，在頂部及其低洼處可見有少量覆蓋層，礦體與底板圍巖呈漸變關系。礦石中鉀長石斑晶含礦率為7.0%～15.8%，平均含礦率為9.13%，含礦率變化系數為52.8%。礦體中鉀長石斑晶化學成分詳見表1。

3.4 K6號礦體

K6主要分布于研究區東南部，呈南北向展布，礦體總長560 m，寬280 m，面積0.14 km2。礦體傾向與上部地形基本一致，傾角平緩，一般為3°～5°，礦體賦存標高220～275 m。礦體呈面狀、似層狀分布，礦體在山脊較厚，兩側厚度變薄，礦體厚度為10.8～26.6 m，平均為18.6 m，厚度變化系數為59.7%。礦體連續性好，鉀長石斑晶分布均勻，無夾石，礦體裸露地表，在頂部及其低洼處可見有少量覆蓋層，礦體與底板圍巖呈漸變關系。礦體中鉀長石斑晶含礦率為7.0%～12.7%，平均含礦率為9.43%，含礦率變化系數為35.5%。礦體中鉀長石斑晶化學成分詳見表1。

4 礦石化學成分

礦石的化學成分主要為SiO2、K2O、Na2O、Al2O3、TiO2、Fe2O3、 MnO、CaO、P2O5、MgO等，其中主要有用組分為K2O+Na2O，含量為10.96%～14.48%，平均為12.76%；礦石的有益組分為Al2O3，含量為17.9%～21.41%,平均為20.16%；礦石有害組分為TiO2+Fe2O3，含量為0.44%～0.88%，平均為0.714%；CaO含量為0.54%～0.77%，平均為0.64%；MgO含量為0.12%～0.22%，平均為0.15%，CaO+MgO含量小于2%。

通過與臨區礦石加工企業對比，研究區礦石質量較好，通過選礦處理后斑晶樣品取得的精礦Fe2O3含量為0.14%，TiO2含量為0.016%，K2O含量為10.66%～10.70%，是非常優質的鉀長石產品，可以達到平板玻璃和陶瓷用長石一等品的標準，其市場優勢應該考慮玻璃行業。

5 礦床成因及找礦標志

5.1 礦床成因

(1)原巖是形成風化礦床的物質基礎，礦石的物質組分與原巖組分關系密切[2]。

(2)構造是控巖成礦的重要因素，區域上斷裂構造發育，表現為多期次活動，為成巖和成礦提供了良好的構造條件。

(3)大氣降水和地表水以垂直滲透為主，巖石裂隙發育，地表水滲透速度快，為區內提供了舒緩的水動力條件，有利于風化。

5.2 找礦標志

(1)含礦母巖標志。其含礦原巖為似斑狀黑云母二長花崗巖，為尋找鉀長石礦的標志性層位。

(2)后期改造標志。花崗巖類型的鉀長石礦是由于花崗巖在后期改造下最終形成的，由于各級構造運動加之風化作用，花崗巖體發生破碎，研究區風化作用較為微弱，鉀長石礦體多數得以保存。

6 結論

文章以方城縣油坊莊鉀長石礦為研究對象，在了解區域地質概況、礦區地質特征的基礎上，詳細分析了研究區比較典型的K2、K4、K5、K6四個礦體的特征，探討了礦床成因及找礦標志，指出研究區鉀長石礦的找礦標志為含礦母巖標志和后期改造標志。