遼西地區(qū)膨潤土礦控礦條件與地質(zhì)特征探析

于政海

（葫蘆島八家礦業(yè)股份有限公司，遼寧 葫蘆島 125316）

1 區(qū)域地質(zhì)背景

大地構(gòu)造單元位于中朝準地臺（Ⅰ）內(nèi)蒙地軸（Ⅱ）東段南緣，建平臺拱（Ⅲ）寧城斷凹（Ⅳ）的次一級構(gòu)造五家子～熱水湯中生代火山巖盆地中。在中生代火山巖構(gòu)造盆地內(nèi)存在大量鈉基膨潤土礦床，基底和蓋層是盆地的兩大主要地質(zhì)構(gòu)成。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 構(gòu)造特征

遼西地區(qū)膨潤土礦床受不同地質(zhì)構(gòu)造單元控制，主要分布于華北地臺北部，橫跨燕山臺褶帶和內(nèi)蒙地軸帶。比如燕山臺褶帶與內(nèi)蒙地軸交接部位的建平～凌源膨潤土礦區(qū)，燕山臺褶帶遼西臺陷東側(cè)的阜新～黑山地區(qū)膨潤土礦區(qū)等。

在區(qū)域成礦年代上經(jīng)歷了太古代時期的優(yōu)地槽發(fā)育，形成了部分以中基性火山巖和變質(zhì)巖為主體的結(jié)晶基地層；中晚元古代—古生代是裂谷地槽的發(fā)育階段，形成了大面積的碎屑巖、粘土巖和碳酸鹽巖沉積。自中生代以來，該地區(qū)已進入沿海太平洋大陸邊緣活動帶的發(fā)育階段。強烈的造山運動導致形成類似于地槽的平臺褶皺，并形成鈣堿性大陸火山巖和灰色（紅色）碎屑巖[1，2]。

2.2 礦床基本特征

該區(qū)域內(nèi)膨潤土礦主要賦存于白堊系義縣組火山巖系中的凝灰?guī)r層內(nèi)及安山巖與凝灰?guī)r接觸部位，按礦石類型可劃分為鈣基膨潤土及鈉基膨潤土。根據(jù)本區(qū)礦物組合類型，確定為蒙脫石型膨潤土礦。礦體基本呈層狀、似層狀產(chǎn)出，傾角較緩，一般不超過40°，向深部有變水平趨勢。

地表長度從幾十米至上千米不等，厚度幾米至幾十米，礦體近礦圍巖主要為凝灰質(zhì)巖類，遠礦圍巖主要為安山質(zhì)巖類，部分礦體以黑曜巖頂板為明顯標志層。礦石類型為鈣質(zhì)土和鈉質(zhì)土，前者主要位于地表及淺部礦層，后者位于其下。

2.3 礦石基本特征

通過巖礦鑒定和X-射線衍射分析，確定膨潤土礦石礦物成分較簡單，礦石礦物主要為蒙脫石，含量一般50%～70%，最高可達90%，次為方石英、斜長石、方解石和少量石英、伊利石、沸石、蛋白石、火山巖碎屑等。通過對膨潤土陽離子的交換性能測試，確定遼西膨潤土礦石以鈣基膨潤土為主，鈉基膨潤土為輔，兩者為共生關(guān)系，前者主要位于地表及淺部層位，后者主要位于前者的下部。

3 控礦地質(zhì)條件

3.1 控礦構(gòu)造

礦區(qū)控礦構(gòu)造主要包括斷裂構(gòu)造和盆地構(gòu)造，膨潤土礦床多受兩者聯(lián)合控制。

（1）斷裂構(gòu)造。包括地臺型斷裂體系和濱太平洋構(gòu)造帶斷裂體系。前者表現(xiàn)為EW向構(gòu)造系統(tǒng)，如凌源～北票、太平莊～遲家杖子、要路溝～錦西斷裂；后者表現(xiàn)為NE-NNE、NW向斷裂構(gòu)造體系及逆沖～推覆構(gòu)造，如張家營子～刀爾登、朱碌科～中三家、朝陽～藥王廟、哈爾套～錦西斷裂及金嶺寺～羊山盆地西緣等逆沖-推覆構(gòu)造。

EW向斷裂為基底（巖石圈）斷裂，它們是區(qū)域構(gòu)造單元劃分的界線。NE向斷裂主要控制著燕山期斷陷盆地的發(fā)生、發(fā)展以及火山噴發(fā)、沉積作用。因而，區(qū)域膨潤土礦床的分布與上述斷裂有著密切的關(guān)系。

（2）盆地構(gòu)造。中、新生代盆地是該區(qū)域控礦構(gòu)造的另一主要元素，主要為進入大陸邊緣活動帶發(fā)育階段出現(xiàn)的陸相盆地，且分布密集，規(guī)模較大。按盆地生成時期分為：晚印支～早燕山期、中燕山期、晚燕山期、末燕山期和早燕山期。中、晚燕山期為盆地主要發(fā)育階段。中燕山期主要發(fā)育有金嶺寺～羊山盆地（規(guī)模最大）、北票～哈爾腦盆地、湯神廟盆地、凌源三十家子盆地、郭家店盆地等；晚燕山期主要發(fā)育有寧城盆地、四官營子盆地、阜新～義縣盆地等。上

述盆地沿印支期、燕山期、喜山期或更早期生成的斷裂帶發(fā)育，呈北東-北北東向雁行排列，組成多字型構(gòu)造型式，如凌源三十家子盆地沿凌源～北票斷裂帶發(fā)育；寧城盆地沿太平莊～遲家杖子斷裂帶發(fā)育；郭家店盆地沿朱碌科-刀爾登斷裂帶發(fā)育；阜新～義縣盆地沿哈爾套～錦州斷裂帶發(fā)育等等。

不同時期的盆地基本上均由三套建造組成，其規(guī)律是下部為碎屑巖組成的復陸屑式建造；中部為大陸火山巖建造；上部為碎屑巖夾多層有機巖組成的灰色、紅色復陸屑式建造。膨潤土礦賦礦層位均為大陸火山巖建造。

3.2 層位、巖性控礦

遼西典型膨潤土礦床賦礦層位主要為白堊系義縣組（K1y）火山巖系里，即盆地構(gòu)造三套建造的中部-大陸火山巖建造。據(jù)不完全統(tǒng)計，遼西地區(qū)膨潤土礦主要產(chǎn)于該（建造）層位的下部角礫凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖、流紋巖、和流紋質(zhì)含礫凝灰?guī)r中。礦區(qū)基底為太古界（建平群）片麻巖系。

在缺少上述層位、巖性控礦因素的地區(qū)均未發(fā)現(xiàn)膨潤土礦床，證明了遼西地區(qū)膨潤土礦床均受火山巖建造控礦，成礦物質(zhì)主要來源于火山碎屑或熔巖等造巖物質(zhì)，即成巖物質(zhì)。同時也說明了該類礦床的成因為火山沉積成因。

經(jīng)對比中國東部沿海地區(qū)廣泛發(fā)育的陸相火山沉積巖系非金屬礦床（李廣有，2005），發(fā)現(xiàn)遼西膨潤土礦床與其成礦時代（同為侏羅-白堊紀為主）、成因類型（同為火山沉積）、成礦物質(zhì)來源（同為成巖物質(zhì)）、控礦條件（盆地構(gòu)造）近乎一致，說明兩者之間有著相同的成礦機理與成礦模式（李廣有，2006），即大量熾熱的火山碎屑空落入火山湖盆水體內(nèi)或火山灰流入湖盆水體中經(jīng)水介脫玻及蝕變作用（含長石晶屑的蝕變）而成或熔巖通過空落或溢流入湖盆地經(jīng)水介脫玻和蝕變交代礦化作用而成。成巖與成礦是同時形成的。

4 結(jié)語

遼寧西部膨潤土礦床生成時代主要為元古代和中生代，特別是中生代的侏羅紀和白堊紀產(chǎn)生的斷裂構(gòu)造和盆地構(gòu)造為主要的控礦構(gòu)造，盆地構(gòu)造中產(chǎn)生了三套建造，其中部大陸火山巖建造（主要為白堊系義縣組中酸性火山巖）為控礦的賦礦層位。礦床類型為火山沉積型。

礦體以層狀、似層狀產(chǎn)出，傾角較緩，長度主要受斷裂構(gòu)造控制，厚度主要受控礦層位控制，礦體上部（或地表淺部）以鈣基膨潤土為主，下部以鈉基膨潤土為主，大部分礦床以鈣基膨潤土為主，兩者品位變化均較穩(wěn)定，礦石質(zhì)量（物化性能）較好。