吉林省磐石市煙筒山鎮(zhèn)堿場膨潤土礦床地質(zhì)特征

付寶山， 姜福平， 權(quán)承珍， 于陜吉

1.吉林省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查所，吉林 長春130011；2.吉林省地質(zhì)調(diào)查院，吉林 長春130061；3，延吉市國土資源局，吉林 延吉133000；4，吉林省第三地質(zhì)調(diào)查所，吉林 四平 136000

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吉林省磐石市煙筒山鎮(zhèn)堿場膨潤土礦床地質(zhì)特征

付寶山1， 姜福平2， 權(quán)承珍3， 于陜吉4

1.吉林省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查所，吉林 長春130011；2.吉林省地質(zhì)調(diào)查院，吉林 長春130061；3，延吉市國土資源局，吉林 延吉133000；4，吉林省第三地質(zhì)調(diào)查所，吉林 四平 136000

煙筒山鎮(zhèn)堿場膨潤土礦床賦存于白堊系下統(tǒng)營城子組流紋巖頂部及安山巖底部的層間接觸帶部位，為后期熱液蝕變層控型礦床。礦石可用于機(jī)械鑄造和干燥劑等。礦石質(zhì)量較好，易選，易加工并且開發(fā)經(jīng)濟(jì)效益好。因此，總結(jié)該礦床地質(zhì)特征，對區(qū)域找礦具有指導(dǎo)意義。

膨潤土礦床；層間接觸帶；熱液蝕變；礦石質(zhì)量；煙筒山

0 引言

礦區(qū)位于吉黑褶皺系（Ⅱ）、吉林優(yōu)地槽褶皺帶（Ⅲ2）、吉林復(fù)向斜（Ⅲ22）、雙陽—磐石褶皺束（Ⅲ22-1）中東部位，即雙陽盆地東南部邊緣。古生代地層以基底形式斷續(xù)出露，中、新生代地層為盆地的主體，主要是白堊系營城子組一套中酸性火山巖。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

區(qū)域出露地層有石炭系鹿圈屯組，由凝灰質(zhì)砂板巖夾大理巖透鏡體組成。礦區(qū)附近分布白堊系營城子組，為一套中酸性火山巖。第四系分布在飲馬河流域及現(xiàn)代溝谷洼地中；主要構(gòu)造為飲馬河斷裂，其兩側(cè)分布有中生代斷陷盆地。

1.1 地層

區(qū)內(nèi)地層從老到新分述如下：

1.1.1 石炭系鹿圈屯組

該組為礦區(qū)最老地層，零星分布。巖性為硅化碎屑灰?guī)r：碎屑結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖石由砂屑、內(nèi)碎屑、泥晶、亮晶、雜基組成，砂屑呈渾圓狀、長橢圓狀，粒徑0.1～1.0 mm，占30%～35%，由硅質(zhì)巖組成；內(nèi)碎屑少見，長條狀、橢圓狀，＜5%；泥晶粒度＜0.03 m，分布砂屑間隙中，占60%～65%；亮晶粒度 ＞0.5 mm，占3%以下；雜基＜5%。

1.1.2 白堊系下統(tǒng)營城子組

營城子組在區(qū)內(nèi)分布廣范，呈角度不整合于磨盤山組之上，傾向220°，傾角7°～11°，由流紋巖及安山巖組成。下部為流紋巖，灰白-粉紅色，斑狀結(jié)構(gòu)，球粒狀構(gòu)造，斑晶為透長石、鈉長石，質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%左右，基質(zhì)由纖維狀長英質(zhì)球粒和少量石英及隱晶質(zhì)組成，以球粒為主，粒徑0.5～1.5 mm，占80%以上。上部為安山巖，灰色，斑狀結(jié)構(gòu)、流動(dòng)構(gòu)造，斑晶為斜長石、角閃石，斜長石粒徑0.5～2 mm，質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%，角閃石自形柱狀，粒徑0.2～1 mm，占4%，定向分布，基質(zhì)為隱晶質(zhì)，鏡下鑒定，具交織結(jié)構(gòu)，主要礦物成分為斜長石，粒徑0.1 mm，定向分布，質(zhì)量分?jǐn)?shù)90%以上。

膨潤土礦賦存于流紋巖與安山巖接觸帶部位。

1.1.3 第四系全新統(tǒng)

主要分布在飲馬河兩岸及現(xiàn)代河谷，厚度3～10 m，由腐殖土、殘坡積及沖洪積物等組成。

1.2 構(gòu)造

礦區(qū)構(gòu)造有北東向和北西向，西部為飲馬河斷裂，舒緩波狀，較緊閉，長度200 m左右。在采坑中見有流紋質(zhì)集塊巖、珍珠巖及石英閃長玢巖巖墻，表明區(qū)內(nèi)有火山裂隙通道（見圖1）。

圖 1 煙筒山鎮(zhèn)堿場膨潤土礦區(qū)域地質(zhì)圖Fig.1 Regional geological map of Jianchang bentonite deposit of Yantongshan Town

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 火山活動(dòng)

礦區(qū)火山活動(dòng)時(shí)間是燕山期，屬于裂隙-中心-裂隙式噴溢。第一期為噴溢期，分布范圍廣、時(shí)間長，有流紋巖及流紋質(zhì)角礫熔巖；間歇后第二期噴發(fā)作用強(qiáng)度較弱，為噴溢侵入期，形成安山巖及石英閃長玢巖，石英閃長玢巖呈巖墻狀，沿火山裂隙通道上侵。

2.2 蝕變與礦化

燕山期頻繁的火山活動(dòng)，為成礦提供了成礦母巖及多期次火山氣液?；鹕搅严稙闊嵋貉h(huán)提供了良好的通道，受后期風(fēng)化、地表水淋濾作用，中酸性熔巖及火山巖在先酸后堿的環(huán)境中，于流紋巖與安山巖接觸界面部位發(fā)生膨潤土化、脫?；⒎惺?、蒙脫石化作用，礦化以流紋巖為主，安山巖次之。

2.3 礦體特征

礦體賦存于白堊系下統(tǒng)營城子組流紋巖與安山巖層間接觸帶部位，共有三條礦體，呈層狀互相平行，由上至下分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號礦體，礦體產(chǎn)狀與地層總體產(chǎn)狀相近，傾向220°、傾角7°～11°。

Ⅰ號礦體在礦區(qū)中部，北西向條帶狀，長約700 m，寬30～40 m。礦體層位穩(wěn)定，分布范圍較廣，為主礦體。沿走向控制礦體長400 m，沿斜深控制寬70～100 m。厚7.8～24.1 m，平均厚度16.13 m。

Ⅱ號礦體位于Ⅰ號礦體下部，呈扁豆?fàn)?，長180 m，寬140 m，厚度2～6 m，最大厚度10 m，與Ⅰ號礦體間距8.0 m。

Ⅲ號礦體由2個(gè)工程控制斜深100 m，厚2～4.4 m。礦體特征見圖2。

3 礦石質(zhì)量

3.1 礦石表觀特征

膨潤土礦石，灰白色、紫紅色、淺綠色，土狀，含水較高者為蠟狀，油脂光澤及土狀光澤，吸水后迅速膨脹，細(xì)膩具滑感。變余流紋結(jié)構(gòu)及變余安山結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。局部見流紋巖球粒及脫?；恼渲閹r殘塊， 礦物成分主要為蒙脫石，質(zhì)量分?jǐn)?shù)60%～70%，見少量石英、方英石和長石等。

3.2 礦石吸濕率

礦石吸濕率測試結(jié)果：Ⅰ號礦體吸濕率最高19.44%，平均14.07%，吸濕率與蒙脫石質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈正相關(guān)，一般蒙脫石質(zhì)量分?jǐn)?shù)在60%以上，吸濕率可達(dá)14以上。表明該礦用于生產(chǎn)干燥劑質(zhì)量較佳。

圖 2 煙筒山鎮(zhèn)堿場膨潤土礦床地質(zhì)圖Fig.2 Geological map of Jianchang bentonite deposit of Yantongshan Town

3.3 礦石強(qiáng)度

干、濕壓強(qiáng)度及熱濕拉強(qiáng)度，樣品取自Ⅰ號礦體，測試結(jié)果，干壓強(qiáng)度0.513 MPa，濕壓強(qiáng)度0.05 MPa，熱濕拉強(qiáng)度0.011 MPa，透氣性210。滿足鑄造用膨潤土一級品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

3.4 礦石質(zhì)量

評價(jià)膨潤土礦床質(zhì)量的主要指標(biāo)為蒙脫石質(zhì)量分?jǐn)?shù)（通過測試樣品吸藍(lán)量求得），膠質(zhì)價(jià)、膨脹倍數(shù)、pH值3項(xiàng)指標(biāo)評價(jià)，礦區(qū)三條礦體質(zhì)量情況見表1。

3條礦體吸藍(lán)量在礦區(qū)平面及剖面上沒有明顯變化，蒙脫石質(zhì)量分?jǐn)?shù)與礦體厚度、形態(tài)、產(chǎn)狀無相關(guān)關(guān)系。Ⅰ號礦體蒙脫石質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化區(qū)間42.0%～94.6%，平均值68.52%。Ⅱ號礦體蒙脫石平均值65.49%，Ⅲ號礦體蒙脫石平均值70.67%。膠質(zhì)價(jià)：礦石中膠質(zhì)價(jià)與吸藍(lán)量呈正相關(guān)關(guān)系，礦體膠質(zhì)價(jià)質(zhì)量分?jǐn)?shù)表明礦石分散性能良好。

pH值：本礦區(qū)膨潤土礦pH值變化區(qū)間5.8～6.5，波動(dòng)不大，說明pH值與礦石中其他物性沒有相關(guān)性。

膨脹倍：礦石的膨脹倍與蒙脫石質(zhì)量分?jǐn)?shù)總體正相關(guān)。

綜合上述膨潤土礦石蒙脫石質(zhì)量分?jǐn)?shù)、吸濕率區(qū)域內(nèi)早白堊系中酸性火山巖發(fā)育，蘊(yùn)含著同類型膨潤土礦床的可能性較大。

及強(qiáng)度等特征可知，礦體質(zhì)量較佳。

表 1 煙筒山堿廠膨潤土礦體參數(shù)統(tǒng)計(jì)表Table 1 Ore body parameter statistics of Jianchang bentonite deposit of Yantongshan Town

4 礦床成因

堿場膨潤土礦床為后期熱液蝕變層控型礦床。礦體賦存于早白堊系的火山巖中，成礦母巖為中酸性火山巖，并以流紋巖為主。膨潤土礦體形成在兩種火山巖體之間。后期形成的安山巖覆蓋在流紋巖之上，產(chǎn)生屏蔽效應(yīng)，接觸部位是后期構(gòu)造應(yīng)力的敏感區(qū)，即產(chǎn)生層間滑動(dòng)、層間揉皺和層間破碎，裂隙發(fā)育，空間連通性好，火山期后及后期火山活動(dòng)產(chǎn)生的水蒸氣和二氧化碳為主的氣液，在壓差、溫差和濃度差的驅(qū)動(dòng)下，沿此層間環(huán)境滲流、擴(kuò)散和貯存，形成水化環(huán)境，對巖石進(jìn)行改造和重新組合進(jìn)而形成煙筒山鎮(zhèn)堿場膨潤土礦床。

［1］ 劉 蕾，修丹丹，劉 麗，何 欣.吉林煙筒山膨潤土改型實(shí)驗(yàn)研究［J］.吉林地質(zhì)，2001，（1）.

［2］ 楊 靜，朱 航，靖 哲.劉房子鈉基膨潤土礦石質(zhì)量研究及應(yīng)用［J］.吉林地質(zhì)，2008，（3）.

［3］ 侯 麗，毛 薦，潘海斌.吉林省磐石市膨潤土礦石質(zhì)量特征及加工技術(shù)性能［J］.吉林地質(zhì)，2013，（2）.

Geological features of Jianchang bentonite deposit in Yantongshan Town of Panshi City， Jilin Province

FU Bao-shan1， JIANG Fu-ping2， QUAN Cheng-zhen3， YU Shan-ji4
1. Regional Geological and Mineral Resources Survey of Jilin Province， Changchun 130022， Jilin， China； 2. Institute of Geological Survey of Jilin Province， Changchun 130061， Jilin， China；3.Bureau of Land and Resources of Yanji City ， Yanji 133000， Jilin， China；4.The Third Geological Survey of Jilin Province， Siping 136000， Jilin， China

Jianchang bentonite deposit of Yantongshan Town occurred in the lower Cretaceous Yingchengzi Formation，the contact zone between rhyolite top and andesite bottom layer， and it is a stratabound deposit of the late hydrothermal alteration. Ores can be used for mechanical casting and drying， etc. Ore quality is good， easy to ore dressing and processing， meanwhile ore has good economic benefits of development. Therefore， the geological features of the ore deposit are summarized， and it has the guiding signifi cance for the regional prospecting.

bentonite deposit； contact zone； hydrothermal alteration； ore quality； Yantongshan

P619.25+5

B

1001—2427（2015）03 - 67 -3

2014-12-05；

2015-09-15

付寶山（1958—），男，吉林長春人，吉林省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查所工程師.