遼東石廟子滑石礦床地質特征及成因探討

張金良

（中國建筑材料工業(yè)地質勘查中心遼寧總隊，遼寧 沈陽 110004)

滑石為遼寧省優(yōu)勢礦產資源，廣泛應用于陶瓷、造紙、涂料、塑料、橡膠、防水、建材等領域。本文詳細研究了區(qū)域成礦地質背景、礦床特征，通過滑石單礦物同位素、微量元素、石英包體的測試，初步認為該礦床成因類型屬中低溫區(qū)域變質熱液交代礦床。對今后該地區(qū)滑石資源勘查具有一定的參考意義。

1 區(qū)域地質背景

石廟子滑石礦床大地構造位置位于中朝準地臺膠遼臺隆營口—寬甸臺拱鳳城凸起的東南部[1]。區(qū)域內出露的地層有古元古界遼河群浪子山組、里爾峪組、高家峪組、大石橋組、蓋縣組（表1）。大石橋組三段為滑石礦體的賦存層位，為一套鎂質碳酸鹽建造。礦區(qū)內出露地層為大石橋組三段，厚度385.00m。主要巖性為中厚層夾薄層白云石大理巖，其次為滑石化白云石大理巖、透閃石化白云石大理巖[2]等。地層總體走向北西向，傾向北東向，傾角20°～40°。

表1 遼東地區(qū)遼河群地層簡表

區(qū)域構造形式為褶皺和斷裂。褶皺構造有東西向的營口—草河口緊密線狀的復式向斜褶皺，自北至南依次為：①英洛—草河口—太平哨復向斜、②虎皮峪—紅石砬子復背斜、③蓋縣—岫巖—古樓子復向斜。石廟子滑石礦床位于區(qū)域蓋縣—岫巖—古樓子復向斜中段北翼。斷裂構造主要有東西向太子河盆地南緣斷裂、北東向寒嶺—偏嶺斷裂、北北東向皮口—蘇子溝斷裂帶、北北東向莊河斷裂帶、北西向析木城—岫巖活動斷裂帶。本礦床位于皮口—蘇子溝斷裂帶的西部。

區(qū)域侵入巖發(fā)育，遼河旋回以輝綠巖、輝長巖為主，并伴有少量斜長花崗巖；印支、燕山旋回以二長花崗巖、閃長巖為主。礦區(qū)內巖漿巖不發(fā)育。

2 礦床特征

2.1 礦體特征

礦區(qū)地層呈單斜形態(tài)產出，層間裂隙、層間滑動等次級構造破碎帶發(fā)育。北部發(fā)育有一條斷裂構造（F1），對滑石礦體無影響和破壞。礦區(qū)共發(fā)現(xiàn)4個滑石礦體（圖1），其中②礦體地表出露，其余礦體為隱伏礦體。②號礦體為主礦體，①號礦體次之，其余礦體規(guī)模較小。礦體均呈脈狀，一般走向延長480～1120m，傾向沿深達100～545m，厚1.29～2.68m（表2）。礦體產狀與圍巖基本一致，礦體沿走向的尖滅側現(xiàn)、尖滅再現(xiàn)及隱伏現(xiàn)象較常見。

表2 各礦體規(guī)模、形態(tài)特征表

①、③號礦體：①號礦體控制走向延長920m，傾向延深200m，最大厚度1.61m，最小厚度1.00m，平均1.31m，厚度變化系數(shù)22%，滑石含量50.19%～60.18%，滑石平均含量為52.53%，品位變化系數(shù)4%。埋深19～246m。傾向NE，傾角20°～30°。③號礦體，控制走向延長740m，傾向延深256m，最大厚度2.01m，最小厚度0.84m，平均1.29m，厚度變化系數(shù)33%，滑石含量51.77%～69.26%，滑石平均含量為59.30%，品位變化系數(shù)11%。埋深44～237m。傾向NE，傾角25°～30°。隱伏礦體，脈狀，沿走向不連續(xù)分布（圖2）。

礦石類型為方解石—滑石型。

②、④號礦體：②號礦體控制走向延長1120m，傾向延深545m，最大厚度4.59m，最小厚度0.91m，平均2.07m，厚度變化系數(shù)48%，滑石含量51.08%～69.64%，滑石平均含量為57.58%，品位變化系數(shù)10%。埋深0～327m。傾向NE，傾角20°～25°。脈狀，沿走向連續(xù)分布。④號礦體，控制走向延長480m，傾向延深363m，最大厚度5.52m，最小厚度0.95m，平均2.68m，厚度變化系數(shù)65%，滑石含量50.37%～55.24%，滑石平均含量為52.42%，品位變化系數(shù)4%。埋深68～287m。傾向NE，傾角25°～30°。隱伏礦體，脈狀，沿走向不連續(xù)分布。

礦石類型為白云石—滑石型。

礦體的圍巖主要為白云石大理巖，次為透閃石化白云石大理巖、滑石化白云石大理巖。圍巖蝕變主要為滑石化、透閃石化，其次為硅化、蛇紋石化。礦體與圍巖界線清楚，肉眼易于分辨。礦體中夾石主要為滑石化白云石大理巖,一般以交代殘留體的形式存在，在礦體內呈扁豆狀、透鏡狀，產狀與礦體基本一致。

2.2 礦石質量指標

2.2.1 礦石類型及結構構造

根據(jù)脈石礦物種類，礦石類型劃分為方解石—滑石型和白云石—滑石型。其特征分述如下。

（1）方解石—滑石型：礦石呈灰白色，珍珠光澤，滑感強烈,礦石為鱗片、葉片狀變晶結構，塊狀構造?；?，無色，鱗片狀集合體，正低突起，干涉色二—三級；白云石，無色，自形（菱形）、半自形晶粒狀，粒度一般0.02～0.1mm，具閃突起，干涉色高級白;方解石，無色，他形晶粒狀，粒度0.02～0.07mm，閃突起，干涉色高級白；石英，無色，他形粒狀，粒度0.05～0.20mm，正低突起，干涉色一級黃白。

（2）白云石—滑石型：礦石呈灰白色，珍珠光澤，滑感強烈,礦石為鱗片、葉片狀變晶結構，塊狀構造?；瑹o色，鱗片狀集合體，正低突起，干涉色二—三級；白云石，無色，自形（菱形）、半自形晶粒狀，粒度一般0.02～0.1mm，具閃突起，干涉色高級白。方解石，無色，他形晶粒狀，粒度0.02～0.08mm，閃突起，干涉色高級白；透閃石，無色，長柱狀，集合體呈束狀，橫斷面近菱形，發(fā)育兩組斜交解理，柱長0.2～0.6mm，正中突起，干涉色二級藍綠；石英，無色，他形粒狀，粒度0.05～0.25mm，正低突起，干涉色一級黃白。

2.2.2 礦物成分

（1）方解石—滑石型：主要礦物成分為滑石，含量52.53%～59.30%，次要礦物為方解石28.60%～30.70%，白云石0.25%～0.35%，石英0.80%～2.30%等。

（2）白云石—滑石型：主要礦物成分為滑石，含量52.42%～57.58%，次要礦物為方解石25.80%～27.80%，白云石10.30%～11.70%、透閃石3.20%～6.50%、石英0.60%～2.90%等（表3）。

表3 X射線衍射物相分析（%）

2.2.3 化學成分

①、③號方解石—滑石型礦體CaO 較高，②、④號白云石—滑石型礦體MgO較高。礦石質量較好，滑石含量雖不高，但白度較高，F(xiàn)e2O3的含量較低。礦床滑石含量為55.80%, CaO 含量為22.48%，F(xiàn)e2O3含量為0.17%，白度為90.42%。以滑石含量為標準的工業(yè)指標判定為Ⅲ級品(表4)。

表4 礦石化學成分（%）

3 礦床成因探討

根據(jù)區(qū)域地質背景及礦床地質特征，當成礦熱液交代白云石大理巖時，可按以下方程式生成滑石礦體[4-5]：

李馭亞（1987）、陳從喜（2003）通過對該類型礦床滑石單礦物的同位素、微量元素分析表明，滑石的δO18為12.32～15.75，結果表明成礦熱液為區(qū)域變質熱液，微量元素WSr/ WBa 比值為36.4，與圍巖的WSr/WBa 比值（37.1）接近，而與花崗巖（0.50）相差甚遠，說明成礦物質MgO來源于圍巖白云石大理巖，SiO2來源于圍巖二云石英片巖。石英包體測試結果pH 值為9.25，爆裂溫度271℃[6]。

多期次的區(qū)域變質作用，使富鎂質碳酸鹽巖變質形成了白云石大理巖等變質巖巖石組合，并為滑石礦體的形成提供了鎂質來源，富含SiO2的區(qū)域變質熱液交代圍巖形成滑石礦體，受區(qū)域東西向構造影響而產生的層間裂隙、斷裂破碎帶控制了礦體形態(tài)、產狀和空間分布，并為熱液的運移、滲透、交代提供了空間[7-10]。即是容礦構造，也是控礦構造，它控制了礦體的產出。

綜上所述，石廟子滑石礦床成因類型屬中低溫區(qū)域變質熱液交代礦床。

4 結論

（1）石廟子滑石礦床位于區(qū)域蓋縣—岫巖—古樓子復向斜中段北翼，皮口—蘇子溝斷裂帶的西部。賦存于大石橋組三段鎂質碳酸鹽建造中。

（2）本礦床共圈定4個礦體，礦體均呈脈狀，順層產出。主要礦物成分為滑石，含量55.80%，白度90.42%。礦石為鱗片、葉片狀變晶結構，塊狀構造，礦石自然類型為方解石—滑石型、白云石—滑石型，礦石品級為Ⅲ級品。

（3）礦體形態(tài)、產狀和空間分布受層間擠壓破碎帶的控制。層間擠壓破碎帶是成礦物質運移和沉淀的通道和空間，即是主要的容礦構造，也是主要的控礦構造。它控制了礦體的產出。

（4）通過區(qū)域成礦地質背景、礦床特征的詳細研究，滑石單礦物的同位素、微量元素的測試，初步認為該礦床成因類型屬中低溫區(qū)域變質熱液交代礦床。