吉林省樺甸市黃泥河子瓷石礦地質(zhì)特征及找礦標(biāo)志

林作超，朱麗麗，楊安志，宋 磊，修 洋

1.吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局六〇四隊(duì)，吉林 吉林市132000；2. 長(zhǎng)春市國(guó)土資源局經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)分局，吉林 長(zhǎng)春130000

0 引言

瓷石礦作為重要的陶瓷原料被廣泛使用。吉林省樺甸市黃泥河子瓷石礦的發(fā)現(xiàn)為樺甸市陶瓷工業(yè)園的建設(shè)提供了很好的資源保障。隨著工業(yè)園的不斷擴(kuò)展，資源消耗量不斷增加。樺甸市急需后備資源基地。本文詳細(xì)介紹了黃泥河子瓷石礦地質(zhì)特征及找礦標(biāo)志，希望給勘查者提供啟示。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

本區(qū)橫跨兩個(gè)地殼性質(zhì)迥異的大地構(gòu)造單元之上。其分界為揮發(fā)河—古洞河深大斷裂。以北為天山—興安地槽褶皺區(qū)吉黑褶皺系，吉林優(yōu)地槽褶皺帶，吉林復(fù)向斜。以南為中朝準(zhǔn)地臺(tái)的遼東臺(tái)隆北緣—鐵嶺—靖宇臺(tái)隆。區(qū)域內(nèi)出露的地層有太古界鞍山群，二疊系下統(tǒng)，侏羅系上統(tǒng)，白堊系下統(tǒng)，古近紀(jì)，新近紀(jì)，及第四系。區(qū)域內(nèi)巖漿巖不發(fā)育，其中以燕山早期（γπ52c）巖漿巖為主，其次為華力西期晚期（γ43b）、喜山期晚期（β62）、新近系上新統(tǒng)（βN2）、第三系上新統(tǒng)（βN2）巖漿巖。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

區(qū)內(nèi)出露的地層主要有侏羅系蘇密溝組（J3s1）安山巖、蝕變英安巖；下白堊統(tǒng)黑崴子組（K1h）紫色-磚紅色-灰紫色的砂礫巖、粉砂巖；第四系代河床沖積砂、礫石層和Ⅰ級(jí)階地黃土等。區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)主要為燕山期（γπ52c），分布于礦區(qū)西側(cè)，礦區(qū)內(nèi)西北角有小面積出露。主要巖性為中細(xì)?；◢弾r、細(xì)?；◢弾r、花崗斑巖。另外侏羅系地層中還有小規(guī)模閃長(zhǎng)巖脈侵入。礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，表現(xiàn)為兩組構(gòu)造：南北向及北東向斷裂。南北向主要為二道河子弧形斷裂，該斷裂在礦區(qū)的中部通過(guò)，是公別河斷裂的次級(jí)構(gòu)造，經(jīng)歷了多階段的活動(dòng)過(guò)程，斷裂早期顯示為壓性，經(jīng)過(guò)印支、燕山兩次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，改造為張性特征，出露長(zhǎng)達(dá)5 km，產(chǎn)狀：走向20°漸變?yōu)?50°，傾向北東東-南東東，傾角70°～80°，斷裂帶寬20～40 m。該斷裂為典型的正斷層，地貌為河谷。北東向斷裂主要為永勝—下九星斷裂，北起永勝屯，在礦區(qū)東側(cè)通過(guò)，南部延續(xù)至老騾子溝，長(zhǎng)約10 km，北部寬，南部窄。在礦區(qū)范圍內(nèi)走向40°，傾向南東，傾角70°～80°，斷裂帶寬20～120 m。斷裂帶北段發(fā)育有白堊系下統(tǒng)黑崴子組砂巖、粉砂巖。斷裂帶南段發(fā)育有太古界鞍山群楊家店組黑云斜長(zhǎng)片麻巖、麻粒巖。見(jiàn)圖1。

3 礦體特征

工作區(qū)已探明兩條工業(yè)礦體，即一號(hào)瓷石礦體、二號(hào)瓷石礦體，均賦存在侏羅系地層中，巖性為蝕變英安巖。礦石化學(xué)成分經(jīng)礦石全分析，礦石各化學(xué)組分見(jiàn)表1。根據(jù)礦體的基本分析樣品統(tǒng)計(jì)果，礦石化學(xué)成分均勻，礦石主要成分及變化情況見(jiàn)表1。一號(hào)瓷石礦體、二號(hào)瓷石礦體特征如下。

一號(hào)瓷石礦體：礦體呈板狀，控制礦體長(zhǎng)190 m，控制斜深145 m，控制標(biāo)高340～230 m，礦體走向295°，傾向北東，傾角60°～63°，礦體厚度最大54.23 m，最小20.19 m，平均厚度39.09 m，厚度變化系數(shù)27.65。有益組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)較穩(wěn)定，K2O品 位一般為2.00%～5.00%之間，平均4.11%，品位變化系數(shù)12.83；Na2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為1.00%～4.00%之間，平均2.63%，品位變化系數(shù)10.69%；K2O＋Na2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為4.00%～8.00%，平均6.74%；K2O∶Na2O在1.30%～2.50%范圍內(nèi)，平均為1.58；Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為13.05%～16.50%之間，平均13.84%，品位變化系數(shù)19.21%；有害組分Fe2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.30%～3.00%之間，品均為1.25%，3.00%以上者僅個(gè)別樣品，品位變化系數(shù)16.56%；SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)在63.00%～74.00%之間，平均為71.59%，品位變化系數(shù)13.45%。礦石類(lèi)型為蝕變英安巖見(jiàn)圖2，蝕變表現(xiàn)為高嶺土化。本次詳查估算的資源/儲(chǔ)量：礦石量764 kt，其中122b級(jí)礦石量412 kt， 333級(jí)礦石量351 kt。占礦床總資源/儲(chǔ)量的77.02%，為礦床內(nèi)最大的一條瓷石礦體。

圖 1 黃泥河子礦區(qū)地質(zhì)圖Fig.1 Geological map of Huangnihezi mining area

表 1 礦石全分析結(jié)果表Table 1 Full analytical results of ores %

二號(hào)瓷石礦體：礦體呈板狀，控制延長(zhǎng)75 m，深部由ZK10-3鉆孔控制，控制斜深65 m，礦體賦存標(biāo)高320～270 m。礦體走向90°，北傾，傾角30°～40°，礦體厚度最大25.46 m，最小20.57 m，平均厚度23.55 m，厚度變化系數(shù)11.92%。有益組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)較穩(wěn)定，K2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)在2.00%～5.00%之間，平均為4.12%，品位變化系數(shù)18.97；Na2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)在1.00%～4.00%之間，平均為2.92%，品位變化系數(shù)21.56%；K2O＋Na2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在4.00%～8.00%之間，平均為7.04%；K2O∶Na2O比值在1.50～3.50范圍內(nèi)，平均為1.70；Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在11.95%～14.75%之間，平均為13.81%，品位變化系數(shù)21.34%。有害組分，F(xiàn)e2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.30%～3.00%范圍內(nèi)，平均1.12%， 3.00%以上者僅個(gè)別樣品，品位變化系數(shù)11.29%；SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在62.00%～75.00%之間，平均為72.71%，品位變化系數(shù)21.21%。礦石類(lèi)型為蝕變英安巖，蝕變表現(xiàn)為高嶺土化。本次詳查估算的資源/儲(chǔ)量：礦石量229 kt，其中122b級(jí)礦石量42 kt， 333級(jí)礦石量187 kt。占礦床總資源/儲(chǔ)量的22.98%。礦石特征見(jiàn)圖2。

圖 2 黃泥河子區(qū)瓷石礦礦石Fig.2 Porcelain ores of Huangnihezi mining area

4 礦體圍巖及夾石

區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的一號(hào)瓷石礦體、二號(hào)瓷石礦體頂?shù)装鍑鷰r均為侏羅系安山巖，圍巖與礦體界限清楚，肉眼根據(jù)顏色可以區(qū)分。礦體中無(wú)夾石，經(jīng)化驗(yàn)分析，安山巖中Fe2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在4.00%～8.00%之間。

5 礦石礦物成分和結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石巖性為蝕變英安巖：巖石呈白色或灰白色，斑狀結(jié)構(gòu)，致密塊狀構(gòu)造，斑晶為斜長(zhǎng)石、石英，粒度一般在0.2～0.5 mm之間，約占5%～10%，基質(zhì)為細(xì)?！⒘５男遍L(zhǎng)石、石英、少量的鉀長(zhǎng)石，約占90%～95%。副礦物磷灰石、榍石極少，呈不規(guī)則小團(tuán)狀星散分布，主要蝕變表現(xiàn)為高嶺土化，未見(jiàn)金屬礦物。

礦石中主要組分為斜長(zhǎng)石、石英，見(jiàn)少量角閃石以及極微量榍石、磷灰石等。斜長(zhǎng)石是最主要的有用礦物，鏡下斜長(zhǎng)石呈半自形或它形，粒度0.1～0.2 mm，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%～80%；石英是主要礦物之一，為它形粒狀、熔蝕港灣狀，部分呈斑晶形式，粒徑0.2～0.5 mm，質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%～15%。

6 礦石有益有害成分

作為陶瓷原料，有用礦物主要為絹云母、長(zhǎng)石、高嶺土，有用化學(xué)成分為K2O、Na2O、Al2O3；有害化學(xué)組分為SiO2、Fe2O3、MnO、MgO。礦石組合分析（見(jiàn)表2）。

表 2 礦石組合分析結(jié)果表Table 2 Analytical results of ores assemblage %

有益組分Al2O3≥11%、K2O +Na2O ≥3%。有 害 組 分 主 要 為 SiO2、 和 Fe2O3。SiO2≤ 80%，F(xiàn)e2O3≤3%。MnO、MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)也較少，可以忽略。

7 礦石類(lèi)型、結(jié)構(gòu)特征與品級(jí)

礦石自然類(lèi)型為蝕變英安巖，工業(yè)類(lèi)型為硬質(zhì)瓷石。

礦石的結(jié)構(gòu)為斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀和流紋狀構(gòu)造。斑晶主要為長(zhǎng)石和石英，基質(zhì)為細(xì)粒的長(zhǎng)石和石英。本礦山瓷石礦質(zhì)量較好，礦石含長(zhǎng)石較多，且多已絹云母化和高嶺土化，樺甸市亞泰陶瓷廠對(duì)本區(qū)礦石做了大量的生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)，并出具了生產(chǎn)應(yīng)用報(bào)告，結(jié)論為，本區(qū)礦石顏色、硬度優(yōu)良，雜質(zhì)（Fe2O3）的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于3%，一般在1%～2%之間，樺甸市亞泰陶瓷廠可以在加工時(shí)加入一道工序使（Fe2O3）質(zhì)量分?jǐn)?shù)降到0.5%以下，符合制瓷要求，礦石質(zhì)量屬中高級(jí)，是生產(chǎn)陶瓷的優(yōu)質(zhì)原料。

8 礦床類(lèi)型

由于瓷石礦中的有用礦物主要是長(zhǎng)石、石英、絹云母，其原巖英安巖是一種中酸性噴出巖，屬火山巖，成分上相當(dāng)于石英閃長(zhǎng)巖。因此，該礦床的成因類(lèi)型為與火山巖有關(guān)的火山噴溢礦床。

9 找礦標(biāo)志

（1）中生界侏羅系蘇密溝組地層分布區(qū)；

（2）英安巖分布區(qū)；

（3）淺色（灰白色、白色）英安巖。

[1] 中國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)局.中華人民共和國(guó)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告中心街幅K-52-38-6[R].1985.

[2] 吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局六〇四隊(duì).吉林省樺甸市西依汗瓷石礦詳查報(bào)告[R].2012.