法库县高家沟瓷土矿床地质特征及成因探讨

郎亚琴

（中国建筑材料工业地质勘查中心辽宁总队，辽宁 沈阳 110004）

法库县高家沟瓷土矿床地质特征及成因探讨

郎亚琴

（中国建筑材料工业地质勘查中心辽宁总队，辽宁 沈阳 110004）

本文主要阐述了法库县高家沟大型瓷土矿床赋存层位、矿体规模、形态、产状；矿石矿物组成、化学成分等特征，并对矿床成因进行了探讨。

瓷土矿；地质特征；矿床成因；辽宁法库

辽宁省法库县西部陶瓷土资源丰富，是东北地区陶瓷土的主要产地。法库县高家沟大型瓷土矿床是该区陶瓷土代表性矿床。

1 矿床特征

1.1 地层

高家沟瓷土矿床位于辽宁省黑山—彰武中生代断陷盆地中的半拉门—后新秋向斜北东翼。地层属白垩系下统义县组上部层位(K1y2)，岩性为基至酸性火山岩系，按喷发旋回可分为三大段。高家沟瓷土矿区仅见有喷发旋回的上段，划分为上下两部。

(2) 流纹质凝灰角砾岩、流纹质角砾凝灰岩、流纹岩、珍珠岩：本层为含矿层，广布于全矿区。呈缓倾斜层状产出，瓷土化普遍较强烈，大部分形成瓷土岩及瓷土矿。厚度240m。

流纹质凝灰角砾岩、流纹质角砾凝灰岩为矿区含矿层主要岩性、主要成矿母岩。出露于矿区北部及东南隅处，面积约0.3km2。厚度15～175m。

流纹岩为次要成矿母岩，主要出露于矿区中南部，面积约0.2km2。深部呈薄的似层状分布于流纹质凝灰角砾岩或角砾凝灰岩层中。厚度5～62m。

珍珠岩呈透镜状多分布于地表及浅部，亦为次要成矿母岩。另外矿区北缘局部见少量凝灰岩分布，含矿性较差。

1.2 构造

矿区位于半拉门—后新秋向斜北东翼之次级向斜的南端核部，地层总体呈单斜产出，走向北西，倾向以北东为主，局部向北西或南东倾斜。含矿层倾角较缓，一般<16°，盆地基底黑云母安山岩倾角多为30～60°，沿走向、倾斜方向均有起伏。

矿区内发现3条断裂构造，均为成矿后断裂。F1、F2位于矿区东缘，属压扭性断层。F2是F1北部分枝。F1、F2长1 100m和700余m，致使下部安山质凝灰角砾岩逆冲至含矿层之上，导致含矿层在此中断。

F3属张扭性断层。分布于矿区南缘地段，长约500m，使含矿层与其下部黑云母安山岩呈断层接触。

矿区地质概况见图1。

1.3 矿体特征

矿床内共圈定出13个工业矿体，广布于全矿区。由上至下大至呈近水平状平行排列，依次编号为T1～T13。规模较大者呈似层状、较小者呈透镜状产出。矿体总厚度82.55m，赋存深度为3.70～158.38m，总含矿率为57.41%。矿体产状与含矿层总体产状一致，倾角较岩层平缓，一般1～5°，局部略陡。

规模最大的矿体为T6，即矿床的主矿体，呈连续稳定、规则的似层状，分布于全矿区。控制规模：长1 300m，宽1 160m，延展面积为1.0km2，厚度为39.69m。厚度变化系数为56.85%。沿走向、倾向均有分枝复合现象。成矿母岩主要为流纹质角砾凝灰岩或流纹质凝灰角砾岩，局部地段由流纹岩及珍珠岩蚀变而成。

T8、T5、T4也是矿床的主要矿体，呈较连续的似层状产出。控制规模：长1050～1 130m，宽770～690m，厚度6.43～22.00m，厚度变化系数30.27%～60.84%。沿走向及倾向有分枝复合现象。成矿母岩主要为流纹质角砾凝灰岩和流纹质凝灰角砾岩，局部地段为流纹岩蚀变而成。

其余9个矿体呈不连续的透镜状产于矿区局部，长180～530m，宽120～440m，厚度2.00～8.83m。

矿体围岩主要为瓷土岩，次为瓷土化流纹质角砾凝灰岩、瓷土化流纹质凝灰角砾岩、瓷土化流纹岩，其他岩性很少。矿体中夹石较少，厚度2.0～5.8m，呈透镜状分布，岩性与围岩基本一致。围岩、夹石与矿体呈渐变关系。

瓷土岩与瓷土矿的矿化程度相同、化学成分相近，但不够工业指标。二者外观肉眼较难分辨。

矿体及围岩中常见有黄铁矿化、硅化、绿泥石化、碳酸盐化等。

1.4 矿石特征

1.4.1 矿石类型、结构构造

瓷土矿石是经酸性火山碎屑岩及酸性火山熔岩蚀变而成的，继承了母岩的结构、构造及部分矿物成分。据此将矿石划分为4种自然类型。

(1) 流纹质凝灰角砾状矿石：母岩为流纹质凝灰角砾岩，为主要矿石类型。灰绿—灰白色，残余凝灰角砾状结构，残余角砾斑杂构造。角砾多呈棱角状、次棱角状，砾径一般0.2～2.0cm，2.0～5.0cm者少量，主要由流纹岩、珍珠岩、硅质岩，少量凝灰岩、安山岩等组成，含量40%～50%；火山灰级碎屑占30%～40%，直径0.05～2.00mm，由岩屑、晶屑及玻屑组成。岩屑成分基本同角砾；晶屑主要为长石(已蚀变成粘土矿物)、少量黑云母(已褪色析出铁质)；玻屑已脱玻化；其余为更细小的火山尘，占20%左右。火山灰、尘物质为角砾的胶结物。

(2) 流纹质角砾凝灰状矿石：由流纹质角砾凝灰岩蚀变而成，亦为主要矿石类型。残余角砾凝灰状结构，残余角砾斑杂构造。角砾含量30%左右，凝灰及碎屑占70%左右，其余特征基本同流纹质凝灰角砾状矿石。

(3) 流纹状矿石：由流纹岩蚀变而成，为次主要矿石类型。黄白、灰白、浅灰色。脱玻微粒结构、显微鳞片粒状变晶结构，残余流纹构造，局部有气孔构造。

(4) 珍珠状矿石：母岩为珍珠岩，为次要矿石类型。浅灰绿色，残余脱玻微粒结构、隐—微晶结构，残余珍珠状构造。

1.4.2 矿物组成

经偏光显微镜观察及X-射线粉晶衍射分析，确定出矿石矿物组成(见图2)。

(1) 粘土矿物占30%～60%，主要为水云母、高岭石。水云母，灰白—灰绿色、黄白色，显微鳞片状，粒径<0.001mm，集合体呈土状，呈分散状产于矿石中，少数集中为囊状或脉体，占25%～56%；高岭石，灰白色、浅灰色、黄白色，显微鳞片状，粒径<0.001mm，集合体呈条纹状，占15%以下。

(2) 石英占30%～50%，灰白或乳白色。分两个世代，即原生期和蚀变期石英。原生石英主要呈微粒状，粒径0.005～0.008mm，与微粒状长石镶嵌产出，呈斑晶者较少。蚀变期石英多细粒状，粒径0.7～0.8mm，集合体呈不规则团块及网脉分布，常与黄铁矿伴生。

(3) 长石占16%以下，灰白色，主要为少量基质中被保留下来的微粒长石，其边缘留有蚕蚀现象。原生长石多已蚀变为粘土矿物，斑晶者保留板状假象。

(4) 黄铁矿占3%～5%，浅铜黄色，自形粒状，金属光泽，常呈浸染状或小团块状分布。

(5) 绿泥石占5%以下，浅绿色，微晶板状，集合体呈鳞片状、分散状或原生暗色矿物假象出现。

(6) 方解石、白云石，主要呈不规则脉及团块状集合体，稀少分布于矿石中。

磁铁矿、针铁矿，赤铁矿等微量。

1.4.3 矿石物理性质、化学成分

(1) 物理性质：矿石湿时多呈灰绿色、灰白色，次为黄白色或浅灰色，外观土状感强，一般呈块状，指甲可刻划。少量呈松软土状。

手捻较细腻，微具滑感。新鲜面略显蜡状光泽。吸水后具粘性、可塑性，与水混合可形成糊状。干燥后较坚硬，颜色变浅，具粗糙感，体重2.08～2.12g/cm3。塑性指数13.4%～20.6%，白度64.12%～69.81%。

(2) 化学成分：主要矿体矿石的化学成分及其变化见下表。

矿石主要化学成分及其变化(%)

从表中可以看出，主要矿体SiO2、Al2O3含量及LOI均较稳定。SiO2、Al2O3含量的变化系数分别为2.98%～4.58%、0.94%～8.87%。有害组分Fe2O3含量变化较大，变化系数为27.93%～36.52%。各组分变化系数均小于40%，属分布均匀类型。

2 矿床成因探讨

(1) 矿床产于基至酸性火山岩系中，成矿母岩为酸性的火山碎屑岩和酸性火山熔岩，其中SiO2含量73%～80%者有利成矿，这为瓷土矿的形成奠定了物质条件。

(2) 矿石中长石类矿物蚀变的最终矿物为高岭石；另在矿体及蚀变的围岩中，见有浸染状或小团块状黄铁矿，证明瓷土矿是在弱酸性水溶液作用下形成的。成矿母岩在地下水的淋滤作用下，分解出的物质可使地下水呈弱酸性。

(3) 地貌上瓷土矿赋存区多为平缓及低洼区，一般埋藏于地表以下4～120m。在这个深度范围内，地下水淋滤作用强烈，为长石类矿物充分蚀变分解成粘土矿物提供了适宜的物理化学条件。

综上，初步认为高家沟瓷土矿是在低温、低压条件下，酸性火山碎屑岩和酸性火山熔岩受弱酸性地下水溶液长期淋滤作用蚀变形成。

P619.231

A

1007-9386(2011)02-0053-03

2011-01-06