遼寧建平縣四節(jié)梁地區(qū)膨潤(rùn)土礦床地質(zhì)特征及找礦方向

肖萬(wàn)山

（吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130061）

遼寧建平縣四節(jié)梁地區(qū)膨潤(rùn)土礦床地質(zhì)特征及找礦方向

肖萬(wàn)山

（吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130061）

遼寧省建平縣沙海鄉(xiāng)四節(jié)梁地區(qū)膨潤(rùn)土礦體賦存于下白堊統(tǒng)義縣組。區(qū)內(nèi)共圈定出3個(gè)礦體，礦體呈似層狀、透鏡狀產(chǎn)出。礦石類型屬鈣鎂基膨潤(rùn)土。在礦區(qū)及外圍下白堊統(tǒng)義縣組中—酸性火山碎屑巖分布地區(qū)具備發(fā)現(xiàn)膨潤(rùn)土礦床的找礦前景。

膨潤(rùn)土礦；地質(zhì)特征；找礦方向；遼寧建平縣四節(jié)梁地區(qū)

膨潤(rùn)土是非金屬礦中最重要的礦產(chǎn)之一，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于石油開(kāi)采、鋼鐵鑄造、冶金球團(tuán)、化工涂料、陶瓷、醫(yī)藥、環(huán)保等領(lǐng)域，市場(chǎng)需求潛力巨大。因此，加強(qiáng)膨潤(rùn)土礦的找礦、勘探工作，擴(kuò)大資源儲(chǔ)量非常有必要。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

遼寧建平縣四節(jié)梁地區(qū)膨潤(rùn)土礦大地構(gòu)造位置處于中朝準(zhǔn)地臺(tái)(Ⅰ)、內(nèi)蒙地軸(Ⅰ2)、建平臺(tái)拱(Ⅰ)、寧城斷凹(Ⅰ)之東部，南東與燕山臺(tái)褶帶相鄰。

區(qū)域出露地層有新生界第四系全新統(tǒng)(Q4)，中生界下白堊統(tǒng)阜新組(K1f )、九佛堂組(K1jf )、義縣組(K1y)，上侏羅統(tǒng)土城子組(J3t)、中侏羅統(tǒng)藍(lán)旗組(J2l )，古生界奧陶系(O)、寒武系(∈)以及中、上元古界及太古界建平群。

區(qū)域內(nèi)中生代斷陷盆地發(fā)育，呈北北東向展布，主要有寧城盆地、喀左盆地，控制了區(qū)域白堊系地層分布。

區(qū)域火山巖較發(fā)育，以白堊紀(jì)義縣期噴出巖為主，古近系—新近系玄武巖次之。義縣期火山巖主要分布于寧城盆地東南部，主要巖石類型為流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r，其次為黑云母輝石安山巖和凝灰?guī)r。

區(qū)內(nèi)侵入巖以燕山晚期二長(zhǎng)花崗巖、流紋斑巖、安山玢巖和燕山早期二長(zhǎng)花崗巖為主，次為華力西期閃長(zhǎng)巖、花崗巖。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地質(zhì)概況

2.1.1 地層

礦區(qū)內(nèi)出露的地層有中生界下白堊統(tǒng)義縣組(K1y)及第四系全新統(tǒng)(Q4)(見(jiàn)圖1)，現(xiàn)由上至下分述如下：

(1) 第四系全新統(tǒng)(Q4)。

由腐植土、黃色砂質(zhì)粘土及粉質(zhì)粘土等組成，遍布全區(qū)沖溝兩側(cè)，厚度0.5～10m。

(2) 中生界下白堊統(tǒng)義縣組(K1y)。

巖性主要為紫紅、褐黃、紫灰色黑云母安山巖、輝石安山巖、凝灰?guī)r等，厚度＞200m。巖石類型劃分如下：

①K1y5：紫紅色含角礫安山巖。

②K1y4：安山質(zhì)凝灰角礫巖。

③K1y3：黑云母安山巖和輝石安山巖。

圖1 遼寧建平縣四節(jié)梁地區(qū)膨潤(rùn)土礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖

④K1y2：淺藍(lán)色凝灰角礫巖及凝灰?guī)r

⑤K1y1：安山巖夾球形風(fēng)化安山巖。

⑥β：玄武巖。

2.1.2 構(gòu)造

礦區(qū)位于寧城盆地南部，構(gòu)造總體為北北西向單斜，主要由多個(gè)較緩的褶曲形成，局部呈舒緩褶曲，總體傾向30～100°，傾角5～25°。

礦區(qū)內(nèi)未見(jiàn)較大的褶皺與斷裂構(gòu)造，受區(qū)域斷裂構(gòu)造影響，層間裂隙和破碎帶發(fā)育，局部發(fā)育小型褶曲。

2.1.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)除火山巖外，可見(jiàn)流紋斑巖(λπ)呈不規(guī)則狀侵入，分布在礦區(qū)北東，出露長(zhǎng)500m，寬10～20m。

2.2 礦體特征

膨潤(rùn)土礦體賦存于中生界下白堊統(tǒng)義縣組淺藍(lán)色凝灰質(zhì)角礫巖及凝灰?guī)r中，地表覆蓋厚度0.8～15m。礦體總體走向北西—南東，傾向北東、東。區(qū)內(nèi)共圈定出3個(gè)礦體，分別編號(hào)為①、②、③礦體。各礦體規(guī)模、形狀及產(chǎn)狀見(jiàn)表1。

表1 各礦體規(guī)模、形狀、產(chǎn)狀

①號(hào)礦體：分布在礦區(qū)東北部，似層狀產(chǎn)出，呈北西—南東向延伸(見(jiàn)圖2)。礦體沿走向出露長(zhǎng)度1 500m，出露寬度30m，礦體厚度3～20m，平均厚度7.96m，厚度變化系數(shù)0.68。礦體傾向北東，傾角4～10°。礦石品位40%～81.27%，平均品位59.95%，品位變化系數(shù)9%。礦體局部見(jiàn)有夾層，夾層主要為凝灰角礫巖和低品位礦化體，夾層厚度1～4m。礦體賦存標(biāo)高+635～+680m。

圖2 遼寧建平縣四節(jié)梁地區(qū)膨潤(rùn)土礦9-9′勘探線剖面圖

②號(hào)礦體：分布在礦區(qū)西南部，似層狀產(chǎn)出，呈近北西—南東向延伸(見(jiàn)圖3)。礦體沿走向長(zhǎng)度約2 000m，寬度20m，平均厚度5.66m，厚度變化系數(shù)0.87。礦體傾向北東，傾角5～12°。平均品位60.68%，品位變化系數(shù)12%。礦體局部見(jiàn)有夾層，夾層主要為凝灰質(zhì)角礫巖和低品位礦化體，夾層厚度1～4m。礦體賦存標(biāo)高+635～+650m。

圖3 遼寧建平縣四節(jié)梁地區(qū)膨潤(rùn)土礦4-4′勘探線剖面圖

③號(hào)礦體：分布在礦區(qū)西北部，分布范圍相對(duì)較小(見(jiàn)圖4)。礦體呈透鏡狀，總體走向推測(cè)長(zhǎng)度130m，寬40m，鉆孔控制厚度21.9m，厚度變化系數(shù)0.19。平均品位66.74%，品位變化系數(shù)14%。

2.3 礦石質(zhì)量及礦石類型

膨潤(rùn)土礦石呈白色，濕時(shí)為淡綠、淡青及淺色色調(diào)，風(fēng)干后為白色，土狀—油脂光澤，手觸有滑潤(rùn)感，土狀及塊狀構(gòu)造。風(fēng)干后極易破碎，土狀構(gòu)造者風(fēng)干后不易裂開(kāi)，斷口呈似貝殼狀，硬度1.5，密度1.68g/cm3，平均濕度約21%，浸入水中后即分解成碎粒，并有顯著的膨脹。

圖4 遼寧建平縣四節(jié)梁地區(qū)膨潤(rùn)土礦2-2′勘探線剖面圖

礦石的主要礦物成分為蒙脫石，其他礦物見(jiàn)有長(zhǎng)石、白云母、石英、磁鐵礦和泥質(zhì)等，粒度細(xì)小，呈零散狀分布。石英無(wú)色透明，他形粒狀；磁鐵礦為黑色顆粒，不透明；泥質(zhì)不透明。

化學(xué)全分析結(jié)果見(jiàn)表2，膨潤(rùn)土主要由含水鋁硅酸鹽礦物組成，其化學(xué)組分主要為SiO2、Al2O3和 H2O，其次為Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O等。

表2 膨潤(rùn)土礦石平均化學(xué)成分

蒙脫石含量是評(píng)價(jià)膨潤(rùn)土質(zhì)量最重要的指標(biāo)，①、②、③號(hào)礦體礦石中蒙脫石含量分別為59.95%、60.68%和66.74%。按蒙脫石可交換性陽(yáng)離子種類劃分，礦石主要以鈣離子交換容量為主，鎂離子交換容量次之(見(jiàn)表3)。根據(jù)DZ/T 0206-2002《高嶺土、膨潤(rùn)土、耐火粘土礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范》膨潤(rùn)土礦石類型屬性劃分標(biāo)準(zhǔn)：若可交換性陽(yáng)離子沒(méi)有超過(guò)交換容量的50%時(shí)，則以最多交換量的兩種陽(yáng)離子進(jìn)行復(fù)合命名的原則，礦區(qū)膨潤(rùn)土礦石屬鈣鎂基膨潤(rùn)土。

表3 膨潤(rùn)土礦石理化性能

2.4 礦體圍巖和夾石

礦體的頂板圍巖為中—酸性凝灰角礫巖、凝灰?guī)r及安山巖，頂板圍巖中礦體與圍巖界線不清楚，呈漸變過(guò)渡關(guān)系。底板圍巖為安山巖，礦體與底板圍巖界線清楚，肉眼易于分辯。

礦體內(nèi)的夾石主要有火山角礫凝灰?guī)r、凝灰?guī)r及低品位礦化體，呈層狀、扁豆?fàn)?，產(chǎn)狀與礦體基本一致。

夾1：分布在①號(hào)礦體內(nèi)，呈層狀，傾向北東，傾角4～10°。夾石長(zhǎng)1 000m，總平均厚度3.87m。

夾2：分布在②號(hào)礦體內(nèi)，呈層狀，傾向北東，傾角5～15°。夾石長(zhǎng)577m，總平均厚度3.3m。

夾3：分布在③號(hào)礦體內(nèi)，扁豆?fàn)?。推測(cè)長(zhǎng)350m，控制厚度1.9m。

3 礦床成因

礦床賦存于中生界下白堊統(tǒng)義縣組，為安山質(zhì)凝灰?guī)r或集塊巖水解型膨潤(rùn)土礦床。膨潤(rùn)土礦的物質(zhì)來(lái)源來(lái)自中酸性至酸性巖漿的火山噴發(fā)，其原巖為中—酸性火山角礫凝灰?guī)r、凝灰?guī)r，經(jīng)水解脫?；纬?。

安山質(zhì)凝灰?guī)r水解是通過(guò)H+或H3O+(水合氫離子)作用，促使玻璃體解體。當(dāng)水解脫玻階段完成之后，進(jìn)入漫長(zhǎng)的礦物晶出期，此時(shí)水介質(zhì)環(huán)境(排水補(bǔ)水狀況，pH值)、堿金屬和堿土金屬離子的流失狀況及鋁的賦存狀態(tài)等決定著新礦物的形成，在排水補(bǔ)水較充分的堿性水介質(zhì)中則形成蒙脫石(膨潤(rùn)土礦床)。

本區(qū)內(nèi)礦體形態(tài)、產(chǎn)狀和空間分布受火山巖盆地大小及基底控制。

4 找礦標(biāo)志及找礦方向

含礦巖層易于風(fēng)化，區(qū)內(nèi)植被稀疏且覆蓋度小、旱季地表有較寬裂紋和螞蟻洞倒出白色土粉等都可作為直接或間接找礦標(biāo)志。

本區(qū)膨潤(rùn)土礦體嚴(yán)格受地層層位控制，在礦區(qū)及外圍中生界下白堊統(tǒng)義縣組中—酸性火山碎屑巖分布地區(qū)具備發(fā)現(xiàn)膨潤(rùn)土礦床的找礦前景，資源潛力很大。

[1]遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)局.遼寧省區(qū)域地質(zhì)志[M].北京:地質(zhì)出版社, 1989:252-257,708-709.

[2]殷錫鵬.建平膨潤(rùn)土礦的地質(zhì)特征和應(yīng)用特征[J].中國(guó)非金屬礦工業(yè)導(dǎo)刊,2005(6):56-58.

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[4]劉殿鶴,張雪花.遼寧省二道河膨潤(rùn)土礦床地質(zhì)特征及成因探討[J].化工礦產(chǎn)地質(zhì),2015,37(2):85-86.

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[6]中華人民共和國(guó)國(guó)土資源部.DZ/T 0206-2002 高嶺土、膨潤(rùn)土、耐火粘土礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范[S].北京:中華人民共和國(guó)國(guó)土資源部,2002.

Geological Characteristics and Prospecting Direction of Bentonite Deposit in Sijieliang Area Jianping County , Liaoning Province

XIAO Wan-shan
(College of Earth Science, Jilin University, Changchun 130061, China)

Bentonite deposit in Sijieliang area Shahai town Jianping county of Liaoning province lies in Lower Cretaceous Yixian Formation. Three orebodies are delineated,which assumed like stratoid and lenticular forms.The ore type is Ca-Mg-base bentonite. The intermediate-acid pyro-clastic rock of the Lower Cretaceous Yixian Formation in the mining area and the periphery has prospect of finding bentonite deposit.

bentonite deposit; geological characteristics; prospecting direction; Shahai town Jianping county of Liaoning province

P619.255

A

1007-9386(2017)02-0055-04

2017-01-09