吉林靖宇夾信子一帶鉀長石礦地質(zhì)特征和找礦遠(yuǎn)景

左耀東

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

工作區(qū)所屬Ⅳ級成礦帶為Ⅳ-17安口-那爾轟火山渣-硅藻土-石灰?guī)r-鉀長石-Au-Cu-Fe-Ni-Ag-Cr-石膏-泥炭-煤礦帶。吉林省共發(fā)現(xiàn)16處長石礦產(chǎn)，其中6處分布于該成礦區(qū)帶中。工作區(qū)現(xiàn)有一處勘查區(qū)，本次工作通過開展路線地質(zhì)調(diào)查、地質(zhì)剖面測量及槽探等工作，又發(fā)現(xiàn)礦點3處。

1 區(qū)域成礦條件

偉晶巖型長石礦的形成受溫度、壓力、揮發(fā)性組分、巖漿巖、圍巖和地質(zhì)構(gòu)造條件的限制。該類型長石礦體形態(tài)較簡單，多為似層狀、透鏡狀、墻狀和脈狀，一般規(guī)模較大[1]。

1.1 地層

區(qū)域出露地層有太古界三合屯群批州巖組(Arsp)，新遠(yuǎn)古界青白口系南芬組(Qb2n)、震旦系橋頭組(Z1q)、萬隆組(Z1w)，中生界下白堊統(tǒng)石人組(K1s)、小南溝組(K1x)，新生界新近系四方頂子組(Ns)、第四系全新統(tǒng)(Qhal)(圖1)。與鉀長石偉晶巖體有關(guān)地層為太古界三合屯群批州巖組(Arsp)[2]。

圖1 區(qū)域地質(zhì)圖

1.2 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)以斷裂構(gòu)造為主，可分為北東向壓性斷裂和東西向壓性斷裂。北東向壓性斷裂走向北東50～60°，傾向南東，傾角60～70°，斷層兩側(cè)巖石強烈擠壓破碎，局部構(gòu)造透鏡體繁多；東西向壓性斷裂被北東向斷裂所錯斷。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造多被掩蓋。

1.3 巖漿巖

侵入巖較為發(fā)育，時代為中—新太古代，均有不同程度變質(zhì)，出露巖性為東北岔變花崗巖(Ar3D)、嶺前屯變花崗巖(Ar3L)、白山鎮(zhèn)片麻巖(Bgn)、會全棧片麻巖(Hgn)以及脈巖，其中以東北岔變花崗巖最發(fā)育，構(gòu)成了規(guī)模巨大的巖體。脈巖為鉀長石偉晶巖、花崗細(xì)晶巖、花崗斑巖、流紋斑巖、閃長巖、煌斑巖等。鉀長石偉晶巖脈巖與圍巖界線不清晰[3]。

2 礦床地質(zhì)特征

某鉀長石礦位于本區(qū)南部，為該區(qū)僅有的鉀長石礦區(qū)。

2.1 地層

礦區(qū)內(nèi)出露地層簡單(圖2)，主要有太古界批州巖組(Arsp)和新生界古近系四方頂子組(Ns)及第四系全新統(tǒng)(Qhal)。

圖2 礦區(qū)地質(zhì)簡圖

(1)太古界批洲巖組(Arsp)。

變質(zhì)表殼巖以殘留(捕虜)體形式產(chǎn)出，主要分布在東北岔變花崗巖(Ar3D)中，主要巖石類型為斜長角閃巖、角閃斜長片麻巖及磁鐵石英巖等。鉀長石礦體多分布在批洲巖組周邊，為鉀長石礦體圍巖。

(2)新近系四方頂子組(Ns)。

主要分布在該礦區(qū)南部，主要為氣孔狀玄武巖、致密塊狀玄武巖。巖石具磁性，地表有磁異常分布。

2.2 構(gòu)造

區(qū)域性東西向大梁戶—五斤頂子壓性斷裂從該礦區(qū)內(nèi)通過，為第四系覆蓋，鉀長石礦未出露，但斷裂為后期鉀長石偉晶巖就位提供了存儲空間。

2.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)大面積出露的主要為太古代晚期東北岔變花崗巖(Ar3D)，脈體主要為鉀長石偉晶巖脈。鉀長石偉晶巖脈主要分布在礦區(qū)北部，規(guī)模較大的偉晶巖脈構(gòu)成鉀長石礦體，走向北東東—近東西向，總體產(chǎn)狀傾向北，傾角50～60°，規(guī)模較小的呈不規(guī)則狀零星分布，多數(shù)達(dá)不到鉀長石礦工業(yè)要求[4]。

3 礦體地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)3個含礦帶(編號為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)，圈定7條鉀長石工業(yè)礦體、3條鉀長石脈。Ⅰ號含礦帶共6條工業(yè)礦體，Ⅲ號含礦帶共1條工業(yè)礦體。7條鉀長石工業(yè)礦體長173～790m，延伸38～250m，厚度8.49～66.53m；礦體呈不規(guī)則脈狀，沿走向具有膨縮現(xiàn)象；地表總體呈近東西向展布，總體走向250～255°，傾向345°，傾角60～75°；礦體賦存標(biāo)高為408～713m，埋深0～246m；礦體四周均未封閉(表1)。Ⅱ號含礦帶共3條鉀長石脈，不滿足工業(yè)指標(biāo)要求。

表1 礦體特征一覽表

含礦帶圍巖主要為斜長角閃巖、角閃斜長片麻巖、花崗質(zhì)片麻巖等。礦體與圍巖呈清晰的過渡關(guān)系(偉晶巖—混合巖—片麻巖)，甚少出露地表且易遭受風(fēng)化剝蝕。

3.2 礦石類型

根據(jù)礦石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、礦物成分特征，將鉀長石礦自然類型確定為鉀長石偉晶巖型[6]。礦石礦物主要為鉀長石，由于風(fēng)化，易與周圍礦物剝離；鉀長石為不規(guī)則板狀晶體，粒度極大，大于10.0mm，見條紋結(jié)構(gòu)，晶體中具交代文象結(jié)構(gòu)，晶體的局部被一些半自形斜長石和片狀白云母交代，含量65%～75%。其余礦物為石英、斜長石。部分礦體見有白云母和粒狀黝簾石，含量5%左右。

3.3 礦石化學(xué)成分

本礦區(qū)共采集刻槽樣308件，巖心樣154件(表2)。礦區(qū)鉀長石礦礦石化學(xué)成分有以下特點：①K2O與Na2O呈消長關(guān)系(當(dāng)K2O的值高時，Na2O的值則低)；②當(dāng)K2O＞8.00%時，K2O與Na2O的比值一般大于2∶1。

表2 Ⅰ、Ⅲ含礦帶礦石化學(xué)成分 (單位：%)

礦區(qū)取全分析樣品2件，分析結(jié)果如表3所示：①有益組分K2O平均含量11.01%、SiO2平均含量67.26%、Al2O3平均含量16.80%、Na2O平均含量2.71%；②有害組分Fe2O3平均含量為0.14%，低于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，工業(yè)利用無影響，不含S、P有害組分。

表3 礦石化學(xué)全分析結(jié)果 (單位：%)

礦石的化學(xué)組分主要表現(xiàn)為K2O和Al2O3含量深部大于地表(表4)，F(xiàn)e2O3含量深部較低，原因是地表礦石受風(fēng)化淋濾作用。

表4 化學(xué)成分地表與深部平均含量對比 (單位：%)

3.4 工業(yè)應(yīng)用

依據(jù)工業(yè)指標(biāo)、不同產(chǎn)品對鉀長石礦石中有用組分及有害組分含量的要求劃分長石精礦粉，本礦區(qū)為合格品；用于平板玻璃的長石精礦，為Ⅱ級品；經(jīng)高溫煅燒后的玻璃體達(dá)優(yōu)等品要求，白度為74.6，屬高端釉料。

4 礦床成因和找礦標(biāo)志

4.1 礦床成因

鉀長石礦床成因類型為偉晶巖型，且混合巖化作用及區(qū)域變質(zhì)作用與礦床形成有直接關(guān)系，大體上可以分為以下兩個階段。

(1)混合巖化作用：在太古代五臺運動過程中，區(qū)域變質(zhì)作用已達(dá)角閃巖相，高溫高壓并伴隨熱梯度的不斷增高，主期變質(zhì)作用所形成的區(qū)域變質(zhì)巖石開始產(chǎn)生選擇性重熔，混合巖化作用，巖石中一些離子半徑大而且活潑的元素，如Si、K、Na等元素率先重熔，形成共結(jié)巖漿，對原有巖石進行選擇性交代，其結(jié)果帶入大量的K、Na、Si，帶出Fe、Mg、Ca等元素，從而形成條紋—條帶狀片麻巖等，即太古界批洲巖組斜長角閃巖、角閃斜長片麻巖及磁鐵石英巖[5]。

(2)偉晶作用：早古生代末期，受加里東運動影響，在區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力的作用下，太古代變質(zhì)巖中形成了一組近南北向的張性斷裂。中生代早期，發(fā)生了印支運動，伴隨大量巖漿侵入，巖漿期后的含礦熔漿就位于近東西—北東向壓性斷裂構(gòu)造中，在相對封閉和高溫、高壓的環(huán)境中，慢慢冷卻結(jié)晶形成鉀長石偉晶巖帶[7]。由于鉀長石偉晶巖中富含大量的K、Na、Si、Al及揮發(fā)組分，揮發(fā)組分的存在降低了礦物結(jié)晶溫度，延緩了結(jié)晶時間，致使原地早期結(jié)晶的較細(xì)?；◢徺|(zhì)脈體通過重結(jié)晶作用和分異作用形成偉晶巖體。在慢慢的冷卻過程中，得到了充分的分異、結(jié)晶，最終成為鉀長石礦[6]。

4.2 找礦標(biāo)志

批州巖組作為鉀長石偉晶巖的圍巖，本區(qū)鉀長石礦賦存在花崗偉晶巖中呈脈狀產(chǎn)出，一般花崗偉晶巖脈本身即為礦體。

由于鉀長石偉晶巖富硅，耐風(fēng)化、抗腐蝕，因而形成的陡峭懸崖及凸起的山崗是找礦的地貌標(biāo)志。鉀長石偉晶巖中鉀長石一般結(jié)晶顆粒粗大，淺紅—肉紅色，散落在山坡及溝谷中的鉀長石偉晶巖巖轉(zhuǎn)石也是找礦的重要標(biāo)志[7]。

5 找礦遠(yuǎn)景

本區(qū)太古界地層較發(fā)育，為一套富含鐵質(zhì)的中深區(qū)域變質(zhì)的火山—沉積變質(zhì)巖系。其中三合屯巖群批州巖組是鞍山式鐵礦的重要賦礦層位之一，目前發(fā)現(xiàn)的鉀長石礦主要分布在批州巖組角閃巖、斜長角閃片麻巖中，區(qū)域上批州巖組有一定的分布。找礦重點和方向在上營子、龍崗山脈等批州巖組出露地方，在該區(qū)域地形條件有利及風(fēng)化程度好的地區(qū)可能找到新的鉀長石礦床[8]。