遼寧省本溪縣草河城鎮(zhèn)鈉長石礦地質特征及其利用前景

柳忠杰，王林

中國建筑材料工業(yè)地質勘查中心遼寧總隊，遼寧沈陽110004

遼寧省本溪縣草河城鎮(zhèn)鈉長石礦地質特征及其利用前景

柳忠杰，王林

中國建筑材料工業(yè)地質勘查中心遼寧總隊，遼寧沈陽110004

遼寧省本溪縣草河城鎮(zhèn)鈉長石礦賦存于遼河旋回高麗墩臺斜長花崗巖體中.礦體呈透鏡體狀、脈狀.全礦床平均品位Na2O 7.25%、K2O 0.51%.礦床成因類型為巖漿巖型鈉長石礦床.該礦市場應用前景廣泛.經(jīng)綜合分析結果表明：該鈉長石礦可用于陶瓷配料、玻璃熔劑等領域.

鈉長石礦床；地質特征；利用前景；本溪縣；遼寧

遼寧省非金屬礦產(chǎn)資源豐富.鈉長石（Na2O·Al2O3· 6SiO2）是省內(nèi)新發(fā)現(xiàn)的一種節(jié)能型礦物原料，主要產(chǎn)于遼河晚期斜長花崗巖中.2013年中國建筑材料工業(yè)地質勘查中心遼寧總隊首次在省內(nèi)對該礦進行了普查和詳查工作，礦床規(guī)模達大型，已探明礦石資源量逾7800×104t.

1 區(qū)域地質背景

1.1 區(qū)域地質概況

遼寧省本溪縣草河城鎮(zhèn)鈉長石礦大地構造位置位于中朝準地臺（Ⅰ）膠遼臺?。á颍I口-寬甸臺拱（Ⅲ）鳳城凸起（Ⅳ）的北部［1］.

區(qū)域出露的地層主要為古元古界遼河群大石橋組、蓋縣組，新元古界青白口系、震旦系，古生界寒武系、奧陶系、石炭系和二疊系，中生界侏羅系和白堊系以及新生界第四系.

區(qū)域地質構造較復雜，以斷裂構造為主，其中以北東和北西向的兩組規(guī)模較大.

區(qū)域巖漿巖較發(fā)育，大面積出露遼河旋回閃長巖、斜長花崗巖，燕山旋回花崗巖，還有小面積呈巖株狀出露的侏羅世正長斑巖和流紋斑巖.

1.2 含礦巖體地質特征

該鈉長石礦含礦巖體為遼河旋回高麗墩臺斜長花崗巖體.該巖體出露于營口-寬甸臺拱與太子河-渾江臺陷的交界附近，總體呈東西向長條狀展布，長約16 km，寬1～3 km，分布范圍橫跨本溪、鳳城兩縣.

巖體北部侵入古元古界遼河群大石橋組，南部侵入蓋縣組，東端被青白口系釣魚臺組不整合覆蓋.巖體具有一定分異現(xiàn)象，出現(xiàn)多種巖石類型，以斜長花崗巖為主體，還有花崗閃長巖、石英二長巖、石英閃長巖、花崗閃長斑巖等.

巖石化學類型為鈣堿性巖石，副礦物類型為鋯石-磷灰石型，為幔源型成因.同位素年齡值為1754 Ma（K-Ar法，全巖），為裂谷沉積階段巖漿巖活動產(chǎn)物［1］.

該巖體相帶明顯，可分為內(nèi)部相和邊緣相.內(nèi)部相粒度較粗，邊緣相為細粒.

區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的鈉長石礦主要賦存在該巖體內(nèi)部相中.

2 礦床地質特征

2.1 礦區(qū)地質概況

礦區(qū)出露的地層主要為古元古界遼河群蓋縣組、大石橋組.蓋縣組主要巖性為板巖、片巖、片麻巖、變粒巖、淺粒巖夾大理巖.大石橋組主要巖性為中厚層方解石大理巖，透輝透閃石大理巖及斜長角閃巖.

礦區(qū)內(nèi)構造不發(fā)育.礦區(qū)內(nèi)巖漿巖發(fā)育，屬遼河旋回高麗墩臺斜長花崗巖體的一部分.其巖性主要為斜長花崗巖、花崗閃長巖，其間分布少量閃長巖脈.巖體節(jié)理較發(fā)育.

2.2 礦體特征

本礦床為一大型鈉長石礦床，斜長花崗巖中Fe2O3≤1.00%者既為鈉長石礦體.礦區(qū)發(fā)現(xiàn)并控制鈉長石礦體5個，呈透鏡體狀賦存于斜長花崗巖體內(nèi).主要礦體為Na-1、Na-2、Na-3 3個礦體.Na-1礦體工程控制東西長758 m，南北寬382 m，平均厚度為95.14 m.埋深0.00～222.82 m，厚度變化系數(shù)為73.81%.Na-2礦體工程控制東西長553 m，南北寬214 m，平均厚度為63.41 m，埋深0.00～124.09m.厚度變化系數(shù)為44.93%. Na-3礦體工程控制東西長240 m，南北寬103 m，埋深0.00～60.00 m.其他礦體規(guī)模較小，全礦床平均品位SiO271.28%、Al2O316.09%、Fe2O30.75%、K2O 0.51%、Na2O 7.25%.

礦石為灰白色—淺灰色，花崗結構，塊狀構造.主要礦物成分為鈉長石（An2-7）60%～70%，石英20%～30%.少量條紋長石（鉀長石）3%～5%.微量黑云母、角閃石、綠泥石、黃鐵礦、磁鐵礦等.

由表1可看出各個礦體平均化學成分變化不大，反映出整個礦區(qū)礦石成分比較穩(wěn)定.經(jīng)計算，礦石組分品位變化系數(shù)為SiO21.63%、Al2O33.06%、Fe2O310.87%、K2O+Na2O 9.48%.礦石質量穩(wěn)定程度屬穩(wěn)定型.

根據(jù)組合分析和多元素分析結果，礦石其他化學成分為：CaO 0.21%～1.42%、MgO 0.33%～0.80%、Loss 0.48%～2.37%、SO30.042%～0.079%、Cl-0.002%～0.007%、P2O50.013%～0.065%、MnO 0.003%～0.015%、TiO20.10%～0.26%、Cr2O30.008%～0.017%.以上成分含量甚微，對鈉長石質量影響較小.

礦石自然類型為斜長花崗巖型，工業(yè)類型為陶瓷用鈉長石礦.

按工業(yè)指標要求，F(xiàn)e2O3≤0.8%為Ⅰ級品；Fe2O3≤1.0%為Ⅱ級品.Na-1、Na-2、Na-3礦體礦石為Ⅰ級品；Na-4、Na-5礦體礦石為Ⅱ級品.

2.3 礦床成因及找礦方向

綜合分析區(qū)域成礦條件、礦體地質特征，認為該區(qū)鈉長石礦嚴格受遼河旋回的斜長花崗巖體控制，該巖體局部地段富集為鈉長石礦，礦床成因為巖漿巖型鈉長石礦床［2］.

本礦區(qū)鈉長石礦體賦存于高麗墩臺斜長花崗巖體中，屬花崗巖型鈉長石礦床.該巖體目前尚未進行地質勘查工作的區(qū)段仍然賦存著規(guī)模巨大、礦石質量優(yōu)良的鈉長石礦體，其資源潛力很大，應為今后重點普查找礦遠景地區(qū).

3 鈉長石礦的利用前景

通過礦石特征研究，并經(jīng)市場調(diào)研和綜合分析，該鈉長石礦主要可以應用在以下幾方面.

1）陶瓷配料

表1 鈉長石礦主要化學成分Table 1 The main chem ical com positions of albite ore

石英、高嶺土、葉蠟石、鉀長石等是陶瓷制品傳統(tǒng)的主要礦物原料.長石在陶瓷坯體中的摻入量隨原料不同、產(chǎn)品的要求不同而異.鈉長石用作陶瓷原料不僅改進了制陶工藝，而且能節(jié)電、節(jié)煤、節(jié)省原材料，在一定程度上降低了生產(chǎn)成本.目前，我國還沒有制定統(tǒng)一的長石原料質量標準，其一般質量要求是：Fe2O3≤0.3%～1%［3］.該鈉長石礦可以用于陶瓷生產(chǎn)，沈陽法庫陶瓷工業(yè)城中沈陽日日升陶瓷有限公司、沈陽中法環(huán)保建材有限公司等企業(yè)均已使用.

沈陽日日升陶瓷有限公司對該鈉長石礦進行了制陶實驗（燒成窯爐：3線；燒成溫度：1175°C；燒成周期：40 min）.實驗結果（表2）表明，該鈉長石礦能夠用于生產(chǎn)拋光磚、外墻磚、地板磚等.特別是在建筑陶瓷生產(chǎn)方面，遼寧省及東北地區(qū)擁有很大市場容量，墻磚、地磚及拋光磚的市場需求量很大.法庫陶瓷工業(yè)城是遼寧省陶瓷主要產(chǎn)區(qū)，法庫地區(qū)長石資源短缺，已不能滿足市場需求.因此，該鈉長石礦可作為一種新型替代原料不斷滿足本地陶瓷市場需求.

表2 鈉長石礦制陶試驗結果表Table 2 Test result of pottery w ith albite ore

2）玻璃熔劑

長石是玻璃混合料的主要成分之一.長石含Al2O3高，鐵質含量低，且比氧化鋁易熔，不但熔融溫度低而且熔融范圍寬，主要用來提高玻璃配料中的氧化鋁含量，降低玻璃生產(chǎn)中的熔融溫度和增加堿含量，以減少堿的用量.此外，長石熔融后變成玻璃的過程比較緩慢，結晶能力小，可以防止在玻璃形成過程中析出晶體而破壞制品.長石還可以用來調(diào)節(jié)玻璃的黏性.一般各種玻璃混合料用鉀長石或鈉長石［4］.

玻璃用長石原料的一般質量要求是：K2O+Na2O≥ 8%，Al2O3≥15%，F(xiàn)e2O3≤0.6%［5］.該鈉長石礦作玻璃原料的主要問題是Na2O偏低和Fe2O3偏高.經(jīng)遼寧省地質礦產(chǎn)研究院選冶中心選礦實驗室流程試驗研究，采用一段磨礦-弱磁-強磁-反浮選的工藝流程，當磨礦細度為-200目占30.00%時，以硫酸為調(diào)整劑，十二胺為捕收劑，2號油為起泡劑，獲得了如下工藝指標精礦（見表3）.該鈉長石礦經(jīng)選礦加工后已達Ⅰ級精礦粉標準［6］.

表3 精礦成分質量分析結果Table 3 Quality analysis result of concentrate composition

通過綜合研究，該鈉長石礦是一種中鋁、高鈉的礦石，是遼寧省新發(fā)現(xiàn)的節(jié)能型礦物原料.其主要礦物為鈉長石，其次為石英，主要化學成分：SiO271.28%，Al2O316.09%，F(xiàn)e2O30.75%，Na2O 7.25%，K2O 0.51%.

該鈉長石礦利用前景看好，主要用于陶瓷配料，少量用于玻璃原料.鈉長石的使用，可以改進陶瓷、玻璃的制作工藝，并能降低生產(chǎn)成本，很受陶瓷企業(yè)歡迎.

［1］遼寧省地質礦產(chǎn)局.遼寧省區(qū)域地質志［M］.北京：地質出版社, 1989:708-709,411-413.

［2］羅炎水.浙江省瑞安市白門鈉長石礦床地質特征及成因探討［J］.浙江地質,2002,18（1）:36—37.

［3］美君.廣東首次探明特大型鈉長石礦床［J］.建材發(fā)展導向,2009, 117（1）:94.

［4］張英勇.山東省陶瓷用鈉長石礦特征及勘查方法探討［J］.中國非金屬礦工業(yè)導刊,2007,64（2）:55.

［5］任子杰.長石除雜的研究現(xiàn)狀及利用前景［J］.中國非金屬礦工業(yè)導刊,2009,75（1）:25.

［6］礦產(chǎn)資源工業(yè)要求手冊編委會.礦產(chǎn)資源工業(yè)要求手冊［M］.北京：地質出版社,2012:449.

GEOLOGICAL CHARACTERISTICS AND UTILIZATION PROSPECTS OF THE ALBITE DEPOSIT IN CAOHECHENG,LIAONING PROVINCE

LIU Zhong-jie,WANG Lin

Liaoning General Team,China Construction Materials and Geological Prospecting Center,Sinoma,Shenyang 110004,China

The Caohecheng albite deposit in Benxi County,Liaoning Province,is occurred as lenticular and vein in the Gaoliduntai plagiogranite of Liaohe tectonic cycle,genetically belonging to magmatic type of deposit.The average grades of Na2O and K2O in the deposit are 7.25%and 0.51%,respectively.The albite deposit has a wide market utilization prospects. Analysis results show that the albite ore can be used in the fields like ceramic batching,glass flux,etc.

albite deposit;genetic type;utilization prospects;Benxi County;Liaoning Province

1671-1947（2015）03-0215-03

P619.23

A

2014-11-10；

2014-12-03.編輯：李蘭英.

柳忠杰（1966—），男，高級工程師，主要從事礦產(chǎn)勘查工作，通信地址遼寧省沈陽市和平區(qū)青年大街322號昌鑫大廈F座606，E-mail// 13478381013@163.com