海城南溝菱鎂礦床地質(zhì)特征及成因

梁檳　尚旋

摘要：海城南溝菱鎂礦賦存于遼河群大石橋組三段高鎂質(zhì)碳酸鹽巖層中，為淺海相化學(xué)沉積的富鎂質(zhì)碳酸鹽巖建造，經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用和后期熱液疊加形成晶質(zhì)鎂礦，屬于沉積變質(zhì)后期熱液疊加改造層控礦床。區(qū)域菱鎂礦成礦地質(zhì)條件較好，層位相對穩(wěn)定，礦體連續(xù)性較好，亦有向深部延展的趨勢，是一個發(fā)展前景看好的礦區(qū)。

關(guān)鍵詞：菱鎂礦床；地質(zhì)特征；礦床成因；海城南溝

1. 區(qū)域地質(zhì)背景

本區(qū)大地構(gòu)造位于中朝準(zhǔn)地臺、膠遼臺隆營口～寬甸臺拱西段中部。巖性主要由古元古代遼河群的變質(zhì)巖系所組成[1—4]。

1.1 區(qū)域地層

區(qū)域出露地層有元古界遼河群和新生界第四系。由老至新敘述如下：

（1） 元古界遼河群：自下而上可分為浪子山組、里爾峪組、高家峪組、大石橋組和蓋縣組[1—4]。巖層總厚度上萬米。

（2） 新生界第四系：主要分布在溝谷、河流的兩岸及山間洼地，構(gòu)成河床及溝谷的沖積層和沖積扇裙。巖性為粘土、沙土、砂礫及礫石等。厚4m～20m。

1.2 區(qū)域構(gòu)造

區(qū)域構(gòu)造活動強烈，褶皺構(gòu)造和各方向的斷裂構(gòu)造均發(fā)育，發(fā)展演化史漫長而復(fù)雜，表現(xiàn)形式多樣。

（1） 區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造較發(fā)育，北東東向褶皺構(gòu)造為析木一王家堡子一龐家堡子向斜。核部為蓋縣組，兩翼為大石橋組、高家峪組、里爾峪組和浪子山組地層。

（2） 區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，根據(jù)空間展布方向可劃分為三組，分別為北東東向、北北東向和北西西向，主要特征如下：

北東東向斷裂構(gòu)造：自西向東橫穿區(qū)域中部，傾向北北西或南南東，傾角15°～65°，羊角峪至腰嶺走向逆斷層；北北東向斷裂構(gòu)造，主要分布在中部的羊角峪至樓房一帶；北西西向斷裂構(gòu)造：主要分布在西部的王家堡—范勒馬峪一帶。

1.3 區(qū)域混合巖和巖漿巖

混合巖：區(qū)內(nèi)混合巖多分布于北部，巖性主要為片麻狀混合花崗巖、黑云混合花崗巖、條帶狀注入混合片麻巖和角礫狀混合巖及偉晶巖脈和長英巖脈。

巖漿巖：區(qū)內(nèi)巖脈種類繁多，主要為變質(zhì)輝長巖、變質(zhì)輝綠巖、安山巖、閃長巖、閃長紛巖、輝綠巖、輝綠輝長巖、煌斑巖、閃斜煌斑巖。此外有流紋巖、少量橄欖玄武巖。巖脈時代從前震旦紀(jì)到中生代均有。

2. 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦體地質(zhì)特征

經(jīng)地質(zhì)填圖及工程驗證，礦區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)十條菱鎂礦體。

Mg1—1菱鎂礦體位于勘查區(qū)西部，地表礦體，出露最大厚度24m，最小厚度3m，平均厚度14.17m，其厚度變化系數(shù)54.39。走向長約600m，控制延深180m。礦體走向大致為44°～48°，傾向NW，傾角55°～65°。真厚度在2.82～17.12m之間，平均約9.45m。平均品位MgO 45.73%，CaO 0.70%，SiO22.59%。

Mg1—2菱鎂礦體位于勘查區(qū)西部，屬隱伏礦體，與Mg1—1 平行，礦體走向與Mg1—1相同，傾向NW，傾角55°。真厚度為2.04m。平均品位MgO 46.04%，CaO 0.53%，SiO2 2.63%。

Mg2—1菱鎂礦體位于勘查區(qū)西部，地表礦體，出露平均厚度4m，走向長約50m。礦體走向大致為48°E，傾向NW，傾角55°。真厚度為3.60m。平均品位MgO 45.10%，CaO 0.85%，SiO2 2.86%。

Mg2—2菱鎂礦體位于勘查區(qū)西部，地表礦體，出露最大厚度16m，最小厚度8m，平均厚度12m，其厚度變化系數(shù)為33.33。走向長約240m，傾向延深25m～35m。礦體走向為48°～73°，傾向NW，傾角43°～45°。真厚度在8.35～14.27m之間，平均約11.31m。平均品位MgO 45.08%，CaO 0.77%，SiO2 1.51%。

Mg2—3菱鎂礦體位于勘查區(qū)西部，屬于隱伏礦體，礦體走向大致為30°，傾向NW，傾角60°。真厚度為3.87m。平均品位MgO 45.78%，CaO 0.61%，SiO2 3.21%。

Mg3菱鎂礦體位于勘查區(qū)中上部，地表礦體，出露最大厚度24m，最小厚度9m，平均厚度16.6m，其厚度變化系數(shù)為32.33。走向長約400m，傾向延深50m。礦體走向大致為95°～105°，傾向NE，傾角47°～50°。真厚度在5.80～11.64m之間，平均約8.45m。平均品位MgO 46.20%，CaO 0.45%，SiO2 1.53%。

Mg4—1菱鎂礦體位于勘查區(qū)中部，地表礦體，出露最大厚度12m，最小厚度6m，平均厚度10m，其厚度變化系數(shù)為88.28。走向長約400m，傾向延深75m。礦體走向為80°～85°，傾向NW，傾角35°左右。真厚度5.12m，平均品位MgO 45.92%，CaO 0.60%，SiO2 1.68%。

Mg4—2菱鎂礦體位于勘查區(qū)中部，地表礦體，出露最大厚度20m，最小厚度4m，平均厚度12m，其厚度變化系數(shù)為56.11。走向長約410m，傾向延深75m。礦體走向80°～85°，傾向NW，傾角40°左右。真厚度13.80m，平均品位MgO 45.54%，CaO 0.56%，SiO2 1.37%。

Mg4—3菱鎂礦體位于勘查區(qū)中部，地表礦體，出露最大厚度32m，最小厚度4m，平均厚度17.2m，其厚度變化系數(shù)為75.74。走向長約450m，傾向延深75m。礦體走向80°～85°，傾向NW，傾角40°左右。真厚度16.62m，平均品位MgO 44.82%，CaO 0.71%，SiO2 2.14%。

Mg4—4菱鎂礦體位于勘查區(qū)中部，地表礦體，出露最大厚度6m，最小厚度4m，平均厚度5m，其厚度變化系數(shù)為23.09。走向長約400m，傾向延深75m。礦體走向80°～85°，傾向NW，傾角40°左右。真厚度6.52m，平均品位MgO 45.69%，CaO 0.60%，SiO2 2.07%。

2.2 礦石特征

礦石組構(gòu)

礦石中菱鎂礦均為晶質(zhì)菱鎂礦，中—粗粒變晶結(jié)構(gòu)，半自形—它形粒狀，粒度0.2mm～6mm不等。顆粒間緊密狀鑲嵌，菱面體解理完全，性脆，主要以致密塊狀為主。

（2）礦石成分

①礦物成分：以菱鎂礦為主，含量在95%～98%以上，其余為透閃石、白云石、滑石、石英、黃鐵礦、褐鐵礦、綠泥石和方解石等。

②化學(xué)成分：主要組分為MgO、有害組分為CaO、SiO2。

2.3 礦體圍巖及夾石情況

礦體賦存于菱鎂大理巖中，菱鎂礦與菱鎂大理巖沒有明顯界線，主要根據(jù)樣品中有益及有害組分圈定其界線。菱鎂大理巖上下盤圍巖均為白云大理巖，它們之間的接觸關(guān)系為整合接觸。菱鎂礦中夾石主要為菱鎂石大理巖（CaO或SiO2雜質(zhì)含量超標(biāo)）。

3. 礦床成因

南溝菱鎂礦的形成經(jīng)歷了較為漫長地質(zhì)歷史時期，是多個階段、不同期次、多種成因的復(fù)雜的地質(zhì)作用過程，總結(jié)本區(qū)菱鎂礦的成礦機制，將礦床成因歸納為以下幾點：

（1） 菱鎂礦產(chǎn)于早元古代遼河群大石橋組三段富鎂質(zhì)碳酸鹽巖層中，大石橋組位于古緯度較低的干旱亞熱帶環(huán)境，封閉的淺海、瀉湖相為菱鎂礦的賦存提供了豐富的鎂質(zhì)、鈣質(zhì)和二氧化碳等物質(zhì)來源及良好的沉積環(huán)境。

（2） 礦體主要呈層狀，似層狀產(chǎn)出，少數(shù)為透鏡狀。礦體產(chǎn)狀與圍巖一致，表現(xiàn)出原生沉積和物質(zhì)成分呈漸變的過渡關(guān)系，圍巖中見到藻類和疊成石化石，反映了原始沉積的特點。

（3） 菱鎂礦是沉積作用形成的礦床，后期又有區(qū)域變質(zhì)作用和熱液交代作用的疊加和改造。礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造表現(xiàn)為熔蝕結(jié)構(gòu)，角礫狀構(gòu)造、交代殘余構(gòu)造等。

（4） 有區(qū)域變質(zhì)重結(jié)晶作用，又有熱液交代作用形成各類圍巖蝕變，菱鎂礦化、滑石化、綠泥石化、白云石化、硅化、方柱石化、蛇紋石化、透閃石化等。

綜上所述遼河群大石橋組三段在淺海盆地中，古地理古氣候條件下有大量的富鎂質(zhì)碳酸鹽巖沉積經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用形成菱鎂大理巖，再經(jīng)后期構(gòu)造和巖漿活動，形成大量熱源使鎂更加富集，重結(jié)晶形成菱鎂礦。

4. 結(jié)論

本文重點對南溝菱鎂礦的地質(zhì)特征和礦床成因進行分析，總結(jié)成礦規(guī)律，為進一步勘探實踐及深部、外圍找礦提供有價值的參考。由于本礦區(qū)綜合研究程度和總體控制程度較低，對礦床形成的條件、成礦作用機理和分布規(guī)律的認識不夠深入，建議在成礦有利地段開展詳查工作。

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