郎亞琴

（中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心遼寧總隊(duì)，遼寧 沈陽(yáng) 110004）

法庫(kù)縣高家溝瓷土礦床地質(zhì)特征及成因探討

郎亞琴

（中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心遼寧總隊(duì)，遼寧 沈陽(yáng) 110004）

本文主要闡述了法庫(kù)縣高家溝大型瓷土礦床賦存層位、礦體規(guī)模、形態(tài)、產(chǎn)狀；礦石礦物組成、化學(xué)成分等特征，并對(duì)礦床成因進(jìn)行了探討。

瓷土礦；地質(zhì)特征；礦床成因；遼寧法庫(kù)

遼寧省法庫(kù)縣西部陶瓷土資源豐富，是東北地區(qū)陶瓷土的主要產(chǎn)地。法庫(kù)縣高家溝大型瓷土礦床是該區(qū)陶瓷土代表性礦床。

1 礦床特征

1.1 地層

高家溝瓷土礦床位于遼寧省黑山—彰武中生代斷陷盆地中的半拉門(mén)—后新秋向斜北東翼。地層屬白堊系下統(tǒng)義縣組上部層位(K1y2)，巖性為基至酸性火山巖系，按噴發(fā)旋回可分為三大段。高家溝瓷土礦區(qū)僅見(jiàn)有噴發(fā)旋回的上段，劃分為上下兩部。

(2) 流紋質(zhì)凝灰角礫巖、流紋質(zhì)角礫凝灰?guī)r、流紋巖、珍珠巖：本層為含礦層，廣布于全礦區(qū)。呈緩傾斜層狀產(chǎn)出，瓷土化普遍較強(qiáng)烈，大部分形成瓷土巖及瓷土礦。厚度240m。

流紋質(zhì)凝灰角礫巖、流紋質(zhì)角礫凝灰?guī)r為礦區(qū)含礦層主要巖性、主要成礦母巖。出露于礦區(qū)北部及東南隅處，面積約0.3km2。厚度15～175m。

流紋巖為次要成礦母巖，主要出露于礦區(qū)中南部，面積約0.2km2。深部呈薄的似層狀分布于流紋質(zhì)凝灰角礫巖或角礫凝灰?guī)r層中。厚度5～62m。

珍珠巖呈透鏡狀多分布于地表及淺部，亦為次要成礦母巖。另外礦區(qū)北緣局部見(jiàn)少量凝灰?guī)r分布，含礦性較差。

1.2 構(gòu)造

礦區(qū)位于半拉門(mén)—后新秋向斜北東翼之次級(jí)向斜的南端核部，地層總體呈單斜產(chǎn)出，走向北西，傾向以北東為主，局部向北西或南東傾斜。含礦層傾角較緩，一般<16°，盆地基底黑云母安山巖傾角多為30～60°，沿走向、傾斜方向均有起伏。

礦區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)3條斷裂構(gòu)造，均為成礦后斷裂。F1、F2位于礦區(qū)東緣，屬壓扭性斷層。F2是F1北部分枝。F1、F2長(zhǎng)1 100m和700余m，致使下部安山質(zhì)凝灰角礫巖逆沖至含礦層之上，導(dǎo)致含礦層在此中斷。

F3屬?gòu)埮ば詳鄬?。分布于礦區(qū)南緣地段，長(zhǎng)約500m，使含礦層與其下部黑云母安山巖呈斷層接觸。

礦區(qū)地質(zhì)概況見(jiàn)圖1。

1.3 礦體特征

礦床內(nèi)共圈定出13個(gè)工業(yè)礦體，廣布于全礦區(qū)。由上至下大至呈近水平狀平行排列，依次編號(hào)為T(mén)1～T13。規(guī)模較大者呈似層狀、較小者呈透鏡狀產(chǎn)出。礦體總厚度82.55m，賦存深度為3.70～158.38m，總含礦率為57.41%。礦體產(chǎn)狀與含礦層總體產(chǎn)狀一致，傾角較巖層平緩，一般1～5°，局部略陡。

規(guī)模最大的礦體為T(mén)6，即礦床的主礦體，呈連續(xù)穩(wěn)定、規(guī)則的似層狀，分布于全礦區(qū)?？刂埔?guī)模：長(zhǎng)1 300m，寬1 160m，延展面積為1.0km2，厚度為39.69m。厚度變化系數(shù)為56.85%。沿走向、傾向均有分枝復(fù)合現(xiàn)象。成礦母巖主要為流紋質(zhì)角礫凝灰?guī)r或流紋質(zhì)凝灰角礫巖，局部地段由流紋巖及珍珠巖蝕變而成。

T8、T5、T4也是礦床的主要礦體，呈較連續(xù)的似層狀產(chǎn)出?？刂埔?guī)模：長(zhǎng)1050～1 130m，寬770～690m，厚度6.43～22.00m，厚度變化系數(shù)30.27%～60.84%。沿走向及傾向有分枝復(fù)合現(xiàn)象。成礦母巖主要為流紋質(zhì)角礫凝灰?guī)r和流紋質(zhì)凝灰角礫巖，局部地段為流紋巖蝕變而成。

其余9個(gè)礦體呈不連續(xù)的透鏡狀產(chǎn)于礦區(qū)局部，長(zhǎng)180～530m，寬120～440m，厚度2.00～8.83m。

礦體圍巖主要為瓷土巖，次為瓷土化流紋質(zhì)角礫凝灰?guī)r、瓷土化流紋質(zhì)凝灰角礫巖、瓷土化流紋巖，其他巖性很少。礦體中夾石較少，厚度2.0～5.8m，呈透鏡狀分布，巖性與圍巖基本一致。圍巖、夾石與礦體呈漸變關(guān)系。

瓷土巖與瓷土礦的礦化程度相同、化學(xué)成分相近，但不夠工業(yè)指標(biāo)。二者外觀肉眼較難分辨。

礦體及圍巖中常見(jiàn)有黃鐵礦化、硅化、綠泥石化、碳酸鹽化等。

1.4 礦石特征

1.4.1 礦石類型、結(jié)構(gòu)構(gòu)造

瓷土礦石是經(jīng)酸性火山碎屑巖及酸性火山熔巖蝕變而成的，繼承了母巖的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及部分礦物成分。據(jù)此將礦石劃分為4種自然類型。

(1) 流紋質(zhì)凝灰角礫狀礦石：母巖為流紋質(zhì)凝灰角礫巖，為主要礦石類型?；揖G—灰白色，殘余凝灰角礫狀結(jié)構(gòu)，殘余角礫斑雜構(gòu)造。角礫多呈棱角狀、次棱角狀，礫徑一般0.2～2.0cm，2.0～5.0cm者少量，主要由流紋巖、珍珠巖、硅質(zhì)巖，少量凝灰?guī)r、安山巖等組成，含量40%～50%；火山灰級(jí)碎屑占30%～40%，直徑0.05～2.00mm，由巖屑、晶屑及玻屑組成。巖屑成分基本同角礫；晶屑主要為長(zhǎng)石(已蝕變成粘土礦物)、少量黑云母(已褪色析出鐵質(zhì))；玻屑已脫?；?；其余為更細(xì)小的火山塵，占20%左右?；鹕交?、塵物質(zhì)為角礫的膠結(jié)物。

(2) 流紋質(zhì)角礫凝灰狀礦石：由流紋質(zhì)角礫凝灰?guī)r蝕變而成，亦為主要礦石類型。殘余角礫凝灰狀結(jié)構(gòu)，殘余角礫斑雜構(gòu)造。角礫含量30%左右，凝灰及碎屑占70%左右，其余特征基本同流紋質(zhì)凝灰角礫狀礦石。

(3) 流紋狀礦石：由流紋巖蝕變而成，為次主要礦石類型。黃白、灰白、淺灰色。脫玻微粒結(jié)構(gòu)、顯微鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，殘余流紋構(gòu)造，局部有氣孔構(gòu)造。

(4) 珍珠狀礦石：母巖為珍珠巖，為次要礦石類型。淺灰綠色，殘余脫玻微粒結(jié)構(gòu)、隱—微晶結(jié)構(gòu)，殘余珍珠狀構(gòu)造。

1.4.2 礦物組成

經(jīng)偏光顯微鏡觀察及X-射線粉晶衍射分析，確定出礦石礦物組成(見(jiàn)圖2)。

(1) 粘土礦物占30%～60%，主要為水云母、高嶺石。水云母，灰白—灰綠色、黃白色，顯微鱗片狀，粒徑<0.001mm，集合體呈土狀，呈分散狀產(chǎn)于礦石中，少數(shù)集中為囊狀或脈體，占25%～56%；高嶺石，灰白色、淺灰色、黃白色，顯微鱗片狀，粒徑<0.001mm，集合體呈條紋狀，占15%以下。

(2) 石英占30%～50%，灰白或乳白色。分兩個(gè)世代，即原生期和蝕變期石英。原生石英主要呈微粒狀，粒徑0.005～0.008mm，與微粒狀長(zhǎng)石鑲嵌產(chǎn)出，呈斑晶者較少。蝕變期石英多細(xì)粒狀，粒徑0.7～0.8mm，集合體呈不規(guī)則團(tuán)塊及網(wǎng)脈分布，常與黃鐵礦伴生。

(3) 長(zhǎng)石占16%以下，灰白色，主要為少量基質(zhì)中被保留下來(lái)的微粒長(zhǎng)石，其邊緣留有蠶蝕現(xiàn)象。原生長(zhǎng)石多已蝕變?yōu)檎惩恋V物，斑晶者保留板狀假象。

(4) 黃鐵礦占3%～5%，淺銅黃色，自形粒狀，金屬光澤，常呈浸染狀或小團(tuán)塊狀分布。

(5) 綠泥石占5%以下，淺綠色，微晶板狀，集合體呈鱗片狀、分散狀或原生暗色礦物假象出現(xiàn)。

(6) 方解石、白云石，主要呈不規(guī)則脈及團(tuán)塊狀集合體，稀少分布于礦石中。

磁鐵礦、針鐵礦，赤鐵礦等微量。

1.4.3 礦石物理性質(zhì)、化學(xué)成分

(1) 物理性質(zhì)：礦石濕時(shí)多呈灰綠色、灰白色，次為黃白色或淺灰色，外觀土狀感強(qiáng)，一般呈塊狀，指甲可刻劃。少量呈松軟土狀。

手捻較細(xì)膩，微具滑感。新鮮面略顯蠟狀光澤。吸水后具粘性、可塑性，與水混合可形成糊狀。干燥后較堅(jiān)硬，顏色變淺，具粗糙感，體重2.08～2.12g/cm3。塑性指數(shù)13.4%～20.6%，白度64.12%～69.81%。

(2) 化學(xué)成分：主要礦體礦石的化學(xué)成分及其變化見(jiàn)下表。

礦石主要化學(xué)成分及其變化(%)

從表中可以看出，主要礦體SiO2、Al2O3含量及LOI均較穩(wěn)定。SiO2、Al2O3含量的變化系數(shù)分別為2.98%～4.58%、0.94%～8.87%。有害組分Fe2O3含量變化較大，變化系數(shù)為27.93%～36.52%。各組分變化系數(shù)均小于40%，屬分布均勻類型。

2 礦床成因探討

(1) 礦床產(chǎn)于基至酸性火山巖系中，成礦母巖為酸性的火山碎屑巖和酸性火山熔巖，其中SiO2含量73%～80%者有利成礦，這為瓷土礦的形成奠定了物質(zhì)條件。

(2) 礦石中長(zhǎng)石類礦物蝕變的最終礦物為高嶺石；另在礦體及蝕變的圍巖中，見(jiàn)有浸染狀或小團(tuán)塊狀黃鐵礦，證明瓷土礦是在弱酸性水溶液作用下形成的。成礦母巖在地下水的淋濾作用下，分解出的物質(zhì)可使地下水呈弱酸性。

(3) 地貌上瓷土礦賦存區(qū)多為平緩及低洼區(qū)，一般埋藏于地表以下4～120m。在這個(gè)深度范圍內(nèi)，地下水淋濾作用強(qiáng)烈，為長(zhǎng)石類礦物充分蝕變分解成粘土礦物提供了適宜的物理化學(xué)條件。

綜上，初步認(rèn)為高家溝瓷土礦是在低溫、低壓條件下，酸性火山碎屑巖和酸性火山熔巖受弱酸性地下水溶液長(zhǎng)期淋濾作用蝕變形成。

P619.231

A

1007-9386(2011)02-0053-03

2011-01-06