吉林省重要非金屬礦產(chǎn)資源地質(zhì)特征及勘查新進(jìn)展

李忠水

（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心吉林總隊(duì)，吉林 長春 130033）

1 前言

非金屬礦是人類生產(chǎn)、生活和社會(huì)發(fā)展不可缺少的重要礦物原料之一，其應(yīng)用領(lǐng)域涉及能源、信息、航天、生物、化工、鋼鐵等多個(gè)領(lǐng)域，在國民經(jīng)濟(jì)中起著重要作用。非金屬礦的開發(fā)利用水平也已成為衡量一個(gè)國家科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一，世界非金屬礦產(chǎn)值比金屬礦高出一倍多，我國20世紀(jì)90年代初，非金屬礦產(chǎn)值已超過金屬礦。我國非金屬礦工業(yè)經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展，在加工技術(shù)方面有了較大的發(fā)展，部分礦種的開發(fā)利用技術(shù)正接近發(fā)達(dá)國家水平。

吉林省已發(fā)現(xiàn)非金屬礦礦種118種，查明資源儲(chǔ)量的有85種，開發(fā)利用的有71種，查明礦產(chǎn)地530多處。省內(nèi)已經(jīng)具有很好的地質(zhì)成礦背景，探明了具有一定規(guī)模的礦床多處，具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。較好的礦石質(zhì)量，便利的開采條件，使其在市場(chǎng)上有廣闊的銷路。如硅灰石、硅藻土、石墨、膨潤土等均屬此列。其中硅灰石、硅藻土、石墨、膨潤土等礦產(chǎn)無論是保有資源儲(chǔ)量、資源潛力，還是礦石質(zhì)量均在全國占有較重要地位，尤其硅灰石、硅藻土、膨潤土品質(zhì)優(yōu)良，是吉林省優(yōu)勢(shì)非金屬礦產(chǎn)資源中的代表性礦種。

2 吉林省重要非金屬礦產(chǎn)資源地質(zhì)特征

2.1 資源特征

吉林省重要非金屬礦產(chǎn)資源豐富，呈現(xiàn)集中且分布不均，局部集中的特點(diǎn)，見下頁圖。

2.1.1 硅灰石

吉林省是我國硅灰石礦最主要的蘊(yùn)藏區(qū)和當(dāng)前最主要的產(chǎn)區(qū)，分布著硅灰石礦區(qū)34處，其中大型礦床4處，其余為中小型礦床。截至2015年底，累計(jì)查明硅灰石礦石資源量5 299萬t，集中分布在四平梨樹、吉林磐石，另外延吉龍井、吉林樺甸也有少量分布，資源量占全國總量的40%以上。已發(fā)現(xiàn)的硅灰石礦床礦物富集程度高，大部分礦床的硅灰石礦物含量超過60%，鐵含量比較低。

2.1.2 硅藻土

吉林省現(xiàn)有硅藻土礦產(chǎn)區(qū)49處，其中大型礦床4處，中型礦床23處，資源量豐富，質(zhì)量?jī)?yōu)良。截至2015年底，累計(jì)探明資源量3.62億t，占全國總量的70.2%，位居全國之首。集中分布在長白縣、臨江市，另外敦化市、靖宇縣也少量分布。

2.1.3 石墨

吉林省已知礦產(chǎn)地39處，其中晶質(zhì)石墨礦床(點(diǎn))13處，省內(nèi)探明具有一定資源量的晶質(zhì)石墨礦床7處，截至2015年底，累計(jì)探明資源量約241.6萬t(礦物量)，主要集中分布在吉林省南部集安市、通化縣境內(nèi)，有大型礦床1處(集安市雙興晶質(zhì)石墨礦床)，其余均為中小型礦床。土狀石墨(隱晶質(zhì)石墨)礦床(點(diǎn))26處，探明資源儲(chǔ)量的土狀石墨礦床7處，截至2015年底，累計(jì)探明資源量約313.70萬t(礦石量)，主要分布在磐石市煙筒山。

吉林省石墨礦產(chǎn)資源分布有兩個(gè)基本特點(diǎn)：①種類齊全，既有晶質(zhì)石墨，又有隱晶質(zhì)石墨產(chǎn)出；②礦產(chǎn)地分布相對(duì)集中，集安市晶質(zhì)石墨資源量最多，占全省資源量的82%，資源儲(chǔ)量達(dá)190萬t(礦物量)以上；隱晶質(zhì)石墨主要集中在磐石市煙筒山，占全省資源量的95%以上。

2.1.4 膨潤土

吉林省探明膨潤土礦產(chǎn)地14處，截至2015年底，累計(jì)探明資源量約7 470萬t。其中大型礦床2處，分別是九臺(tái)市銀礦山膨潤土、公主嶺劉房子膨潤土。公主嶺劉房子膨潤土以優(yōu)質(zhì)鈉基土為主，埋藏淺，易于開采。

2.1.5 松花石

松花石又名“松花玉”，因產(chǎn)于長白山腳下松花江流域，色如松花而得名。其地質(zhì)學(xué)名為硅質(zhì)粉晶灰?guī)r，呈綠色、紫紅色，常給人以紺綠無瑕、色嫩且純、溫潤如玉之感[1]，通化、白山地區(qū)均有分布，儲(chǔ)量豐富?，F(xiàn)有松花石礦山(點(diǎn))41處，其中白山—通化調(diào)查區(qū)內(nèi)調(diào)查松花石礦點(diǎn)(山)37處(松花石硯23處，松花奇石14處)；安圖兩江鎮(zhèn)調(diào)查區(qū)調(diào)查松花奇石4處。開采的硯石主要有深綠、淺綠、紫色等品種，質(zhì)量以深綠色為上品，加工成的工藝品主要有硯臺(tái)、茶臺(tái)和筆筒等；松花奇石主要品種有產(chǎn)自渾江區(qū)的“黑木紋”和江源區(qū)的“紫袍玉帶”。省內(nèi)硯石、奇石加工廠上百家，從業(yè)人員近萬人，已經(jīng)成為吉林省最具特色寶玉石產(chǎn)業(yè)，年產(chǎn)值達(dá)人民幣2億元。

2.1.6 橄欖石

橄欖石俗稱綠寶石，分布在蛟河市與敦化市交界的白石山、黃松甸一帶。有礦床6處，開采4處，閉坑3處，目前開采礦山1處，露天開采，年產(chǎn)橄欖石300kg，產(chǎn)值人民幣2 000萬元。蛟河市白石山鎮(zhèn)有個(gè)體加工廠二十幾家，年加工橄欖石寶石30萬克拉，主要加工戒面、手鏈、項(xiàng)鏈，全國銷售。省內(nèi)橄欖石色澤純正，晶瑩剔透，其質(zhì)量在國際市場(chǎng)同類產(chǎn)品中也屬上品。

吉林省重要非金屬礦產(chǎn)分布圖

2.2 成礦地質(zhì)特征

吉林省非金屬礦產(chǎn)的形成及空間展布，除受沉積盆地的控制，同古氣候及環(huán)境的演化關(guān)系密切外，也與侵位巖漿活動(dòng)、區(qū)域變質(zhì)巖漿活動(dòng)、區(qū)域變質(zhì)作用的強(qiáng)度有聯(lián)系。這些控礦因素均與區(qū)域大地構(gòu)造環(huán)境及地質(zhì)構(gòu)造發(fā)展階段相吻合。

2.2.1 硅灰石

吉林省硅灰石礦產(chǎn)主要分布在四平—雙陽—磐石—延邊龍井—天寶山一帶，礦床大多賦存在寒武紀(jì)以來的蓋層建造中，成礦時(shí)代為古生代。成礦構(gòu)造單元為南華紀(jì)—中三疊世，大地構(gòu)造分區(qū)為柴達(dá)木—華北板塊(Ⅲ)、華北陸塊北部陸緣造山帶(Ⅲ-A)、哈蘭達(dá)嶺—英額嶺新元古代—古生代疊覆造山亞帶(Ⅲ-A1)之西、保安—青龍村新元古代殘留構(gòu)造巖片(Ⅲ-A14)、石嘴子—山秀嶺晚古生代弧盆系(Ⅲ-A12)和下二臺(tái)—江域殘留早古生代增生楔(Ⅲ-A13)，該巨型構(gòu)造帶經(jīng)歷了長期強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、褶皺強(qiáng)烈，發(fā)育大型復(fù)式背向斜構(gòu)造、斷裂構(gòu)造，斷裂構(gòu)造以逆斷層為主，甚至發(fā)育深大斷裂。巨型構(gòu)造控制著巖漿巖帶、變質(zhì)帶的發(fā)育和展布，而褶皺斷裂構(gòu)造產(chǎn)生的次級(jí)構(gòu)造，則為接觸變質(zhì)礦床的形成提供了有利的成礦空間。與硅灰石成礦作用有關(guān)的侵入巖主要是燕山早期花崗巖、華力西晚期花崗巖，以前者為主。成礦圍巖一般為含燧石結(jié)核、燧石條帶等硅質(zhì)成分的海相碳酸鹽巖沉積建造。吉林省硅灰石礦床成因類型以接觸熱變質(zhì)型礦床為主，夕卡巖型礦床次之，接觸熱變質(zhì)型礦床主要分布在富含硅質(zhì)石灰?guī)r與各類侵入巖體接觸帶附近。礦床形成是由于富含硅質(zhì)石灰?guī)r經(jīng)侵入體熱力烘烤發(fā)生接觸變質(zhì)而成。硅灰石礦床以硅灰石為主，其次有透輝石、石英、方解石等。例如：吉林磐石長葳子、延邊細(xì)鱗河硅灰石礦床。

2.2.2 硅藻土

吉林省硅藻土成礦環(huán)境以陸內(nèi)裂谷帶附近的火山、斷陷及山間盆地為主。礦床形成于陸內(nèi)裂谷玄武巖漿噴發(fā)間歇期，成礦于鄰近的湖盆中。礦層產(chǎn)于玄武質(zhì)火山巖巖系中，長、寬幾百至幾千米，厚幾米至十幾米。礦石呈白色塊狀、書冊(cè)狀、微層狀構(gòu)造，生物結(jié)構(gòu)，質(zhì)輕疏松多孔。硅藻種屬為淡水型，例如顆粒直鏈藻、中國小環(huán)藻、冰島直鏈藻等，為湖泊相生物沉積礦床。

吉林省主要硅藻土礦集中形成于中新世至更新世，其中以中新世為主導(dǎo)。吉林長白—臨江大型硅藻土礦皆屬中新世礦床。礦床分布受新生代斷陷盆地控制。成礦作用主要與玄武巖噴溢活動(dòng)關(guān)系密切，玄武質(zhì)巖漿侵入活動(dòng)本身攜帶大量的成礦元素，為礦床的形成提供了部分物質(zhì)來源和熱源。硅藻土與玄武巖不僅在空間上密切伴生，而且有一定的生成聯(lián)系。

2.2.3 石墨

吉林省已知具有工業(yè)價(jià)值的石墨礦床按成因分為區(qū)域變質(zhì)型、接觸變質(zhì)型和巖漿熱液型石墨礦床，其中晶質(zhì)石墨礦床以區(qū)域變質(zhì)型為主，巖漿熱液型晶質(zhì)石墨礦床較少，接觸變質(zhì)型以隱晶質(zhì)石墨礦床為主。

晶質(zhì)石墨礦床以區(qū)域變質(zhì)型為主。區(qū)域變質(zhì)型礦床賦存于元古代深變質(zhì)巖系中。主要巖性有片麻巖、片巖、透輝(透閃)巖、大理巖、變粒巖、石英巖、斜長角閃巖等。原巖建造多屬粘土巖—碳酸鹽巖—基性火山巖，沉積于近陸源淺海區(qū)。石墨礦層往往賦存在其上部富碳酸鹽巖部位，含礦巖系的變質(zhì)程度普遍達(dá)到角閃巖相—麻粒巖相。礦床褶皺、斷裂構(gòu)造發(fā)育，常伴有晚期花崗巖、偉晶巖類侵入，混合巖化作用普遍，多期變質(zhì)作用疊加影響較明顯。礦體受沉積變質(zhì)作用控制，有一定的層位，產(chǎn)狀多與圍巖產(chǎn)狀一致，呈層狀、似層狀或透鏡狀，長度一般為幾十至數(shù)百米，有的可達(dá)千米以上，傾角陡—中等。一個(gè)礦床中一般有多層礦體，常受斷層或巖體的破壞使礦體形態(tài)復(fù)雜化。

隱晶質(zhì)石墨礦床以接觸變質(zhì)型為主，礦床多產(chǎn)于褶皺、斷裂構(gòu)造發(fā)育且火成巖侵入的地質(zhì)環(huán)境中。礦體呈層狀、似層狀、帶狀及透鏡狀，長幾百米到幾千米，厚度一般為1～3m，個(gè)別可達(dá)十余米，傾角呈陡—緩傾斜。石墨呈土狀，可選性較差，但固定碳含量高，一般為60%～80%，高者可達(dá)90%。礦床規(guī)模多為中型、小型，是我國石墨礦床比較主要的工業(yè)類型。屬于此類型的礦床有：吉林磐石煙筒山等石墨礦床，以隱晶質(zhì)石墨為主。

2.2.4 膨潤土

吉林省膨潤土礦的分布區(qū)域上受中生代以來的陸相火山盆地的控制，這些盆地總體呈北東向，屬濱太平洋構(gòu)造發(fā)展階段的產(chǎn)物。膨潤土礦床主要成礦作用有沉積及成巖作用、風(fēng)化殘積作用和熱液蝕變作用。成礦物質(zhì)來源為玻璃質(zhì)火山巖、火山碎屑巖。當(dāng)成礦原巖的堿質(zhì)含量較高時(shí)，對(duì)成礦更有利。

吉林膨潤土礦床可分為三種成因類型：火山沉積型、風(fēng)化殘積型、熱液型。前兩種是主要成礦方式，分布廣泛，在資源儲(chǔ)量上占據(jù)重要地位，礦床產(chǎn)出時(shí)代主要為晚侏羅世和早白堊世。

火山沉積型膨潤土礦化的強(qiáng)弱取決于母巖的特點(diǎn)和沉積物本身的共生組合，相應(yīng)的堿性水介質(zhì)條件對(duì)蒙脫石起著重要的作用。這種礦床層位穩(wěn)定，呈層狀、似層狀，產(chǎn)狀平穩(wěn)，代表性的礦床產(chǎn)地有公主嶺劉房子等。

風(fēng)化殘積型膨潤土礦是吉林省重要成因類型之一，這種類型的膨潤土礦層厚度大、層位穩(wěn)定、質(zhì)量較好，成礦母巖為各種火山玻璃質(zhì)熔巖和碎屑巖經(jīng)風(fēng)化作用，殘積物中富集蒙脫石，再經(jīng)后期成巖作用而形成膨潤土礦。礦化深度一般位于潛水面附近，從幾十米至數(shù)百米深不等。由于含可溶性陽離子的水由上往下滲透，因此剖面上部蝕變作用相對(duì)較強(qiáng)，礦化程度相對(duì)較高。從上往下礦體與母巖呈漸變關(guān)系。地表附近的礦石屬型以鈣基膨潤土為主，比較深部才有鈉基膨潤土。

2.2.5 松花石

松花石形成的構(gòu)造環(huán)境為陸緣海。形成的古地理環(huán)境是淺海相，屬較穩(wěn)定的淺海相沉積，成礦作用為沉積作用，成因類型為沉積型。海水搬運(yùn)來的沉積物中的石英顆粒平行規(guī)則排列，構(gòu)成了松花石的骨架。在淺海中的藻類及菌類的遺骸以細(xì)小的微粒，充填到骨架中。海水中的還原環(huán)境和陸源的碎屑分解沉積，使得結(jié)構(gòu)緊密。在氧化—還原交替的淺海環(huán)境中，大量的沉積物如砂質(zhì)、泥質(zhì)碳酸鹽巖等物質(zhì)構(gòu)成了紫、紫灰、黃綠、淺灰、蛋青等色彩斑斕的紋色，形成了松花石特有的結(jié)構(gòu)。除帶有橫向縱向絲狀紋理外，一些金屬礦物還形成了金線、金星、石眼、閃電紋，使得松花石顏色多樣、絢麗，層理刷絲明顯。

2.2.6 橄欖石

區(qū)域位置為大陸邊緣裂谷—敦密斷裂帶內(nèi)。該區(qū)新生代強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，形成含有大量幔源橄欖巖包體的堿性橄欖玄武巖、碧玄巖帶。成礦帶走向北西，延長約50km。目前已發(fā)現(xiàn)的礦體呈漏斗狀—似層狀。通過近幾年的勘查，又在該帶南段和北段發(fā)現(xiàn)多處礦點(diǎn)，該帶仍有較大的資源潛力。成礦作用為巖漿作用，成因類型為玄武巖建造型。

3 吉林省非金屬礦勘查新進(jìn)展

3.1 地質(zhì)找礦實(shí)現(xiàn)較大突破

“十一五”、“十二五”期間，吉林省非金屬礦產(chǎn)勘查新發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)地40多處，主要非金屬礦資源儲(chǔ)量有較大幅度的增長，新增查明礦種7個(gè)，地質(zhì)找礦實(shí)現(xiàn)較大突破。

冶金用白云巖：新發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)地3處，大型1處，查明資源儲(chǔ)量增加3.30億t。大型為白山市黑溝九隊(duì)礦區(qū)，儲(chǔ)量為2.98億t，為白山市鎂工業(yè)園區(qū)提供了原料基地。

晶質(zhì)石墨：新發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)地3處，位于集安市，新增資源儲(chǔ)量83萬t。吉林省晶質(zhì)石墨品位較低(3%～5%)，但石墨結(jié)晶完整，以大鱗片石墨為主(80%以上)，石墨品質(zhì)優(yōu)良。通過調(diào)查，集安市、通化縣陸續(xù)發(fā)現(xiàn)一批新的礦點(diǎn)，資源潛力較大，有望成為吉林省的優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)。

硅藻土：新發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)地13處，查明資源儲(chǔ)量增加了6 325萬t。新增儲(chǔ)量主要集中在白山地區(qū)—臨江市、長白縣，是我國唯一優(yōu)質(zhì)硅藻土產(chǎn)地。

水泥用灰?guī)r：通過老礦山外圍找礦，查明資源儲(chǔ)量增加了10.37億t。其中長春市羊圈頂子礦區(qū)5.48億t、磐石市煙筒砬子礦區(qū)1.94億t，有力地保障了亞泰、冀東等大型水泥企業(yè)原料供應(yīng)。

水泥用大理巖：新發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)地2處，查明資源儲(chǔ)量增加了14 710萬t，其中永吉縣暖泉溝、芹菜溝兩處相鄰礦區(qū)7 988萬t，保證了冀東水泥永吉公司順利建成，為吉林水泥日后遷出市區(qū)奠定了基礎(chǔ)。

陶粒頁巖：新發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)地3處，查明資源儲(chǔ)量增加9 660萬t。

膨潤土：新發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)地1處，查明資源儲(chǔ)量增加1 085萬t。

飾面用花崗石：新發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)地2處，查明資源儲(chǔ)量增加1 908萬m3。

此外，硫鐵礦(伴生硫)、泥炭、含鉀巖石、冶金用脈石英、沸石、滑石、云母、橄欖石、泥灰?guī)r(松花石)、陶瓷土、高嶺土、火山渣、飾面用閃長巖等礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量也有所增加。

3.2 新方法、新手段在礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的地質(zhì)填圖、槽探、鉆探工作方法的基礎(chǔ)上，物探已普遍運(yùn)用到非金屬礦產(chǎn)找礦實(shí)踐中，并取得很好實(shí)效。尤其是在占林、占地成本高漲、手續(xù)難以辦理、找礦難度加大的情況下，物探在縮減工作周期、縮小工作靶區(qū)、指導(dǎo)探礦施工方面發(fā)揮著越來越重要的作用。

如激電中梯用于晶質(zhì)石墨找礦，瞬變電磁法用于尋找膨潤土、硅藻土等埋藏礦產(chǎn)效果良好；高密度電阻率在飾面用花崗石材(巖體)勘查中對(duì)了解巖體風(fēng)化層厚度、節(jié)理密集區(qū)、破碎帶、巖性變化等效果良好。另外在大面積第四系覆蓋區(qū)尋找鉀長石、脈石英等方面物探方法也在探索性應(yīng)用。

4 勘查發(fā)展前景及建議

4.1 勘查現(xiàn)狀與發(fā)展前景

地質(zhì)勘查是一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作，是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的先行。非金屬礦及加工制品是經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展不可或缺的基礎(chǔ)原材料和產(chǎn)品，同時(shí)又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要支撐材料。改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)，對(duì)非金屬礦及加工制品需求強(qiáng)烈。尤其是新興高效益非金屬礦產(chǎn)，如晶質(zhì)石墨、高純脈石英、硅灰石、葉蠟石、膨潤土、優(yōu)質(zhì)高嶺土、硅藻土等。非金屬應(yīng)用領(lǐng)域廣，具有快速發(fā)展和超前性，地質(zhì)勘查工作也必然會(huì)隨應(yīng)用領(lǐng)域的延伸、變化，不斷勘查評(píng)價(jià)新礦種、研究新用途。

從吉林省資源現(xiàn)狀和保證程度分析，吉林省礦業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展受礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量不足的制約，許多主要礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量不足(硫鐵礦、磷礦、硼礦、螢石、重晶石、優(yōu)質(zhì)高嶺土等)；許多重要非金屬礦產(chǎn)沒有查明儲(chǔ)量(鉀鹽、鹽礦、芒硝、天然堿、金剛石、剛玉等)；許多大宗用量礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量在快速消耗，需要補(bǔ)充(水泥用灰?guī)r、耐火粘土)。另外還有大量的非金屬礦點(diǎn)、礦化點(diǎn)沒有進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià)。

非金屬礦產(chǎn)在地域分布的不均衡性，導(dǎo)致短缺礦產(chǎn)地區(qū)對(duì)非金屬礦產(chǎn)勘查需求迫切。目前勘查評(píng)價(jià)的多是出露地表，易于勘查的非金屬礦產(chǎn)。目前產(chǎn)量支持的大批礦山資源儲(chǔ)量會(huì)日益枯竭，隨著技術(shù)方法手段的進(jìn)步，還將會(huì)進(jìn)入隱伏、半隱伏非金屬礦體勘查階段。

4.2 存在的主要問題

吉林省非金屬礦產(chǎn)資源總體勘查程度較低；非金屬礦地質(zhì)工作投入不足，不到總投入的5%；資源潛力大的地區(qū)工作程度低；區(qū)調(diào)、礦調(diào)等基礎(chǔ)性地質(zhì)工作幾乎不涉及非金屬礦產(chǎn)；資源家底不清；選礦、深加工等綜合研究不夠。

4.3 建議

統(tǒng)籌規(guī)劃，加大投入，重視非金屬的地質(zhì)找礦工作，為吉林省新興產(chǎn)業(yè)規(guī)劃提供資源保障；加強(qiáng)非金屬礦的開發(fā)利用和綜合研究，提升產(chǎn)品的附加值；加強(qiáng)重要非金屬礦的戰(zhàn)略儲(chǔ)備。