吉林省磐石市烟筒山镇碱场膨润土矿床地质特征

付宝山， 姜福平， 权承珍， 于陕吉

1.吉林省区域地质矿产调查所，吉林 长春130011；2.吉林省地质调查院，吉林 长春130061；3，延吉市国土资源局，吉林 延吉133000；4，吉林省第三地质调查所，吉林 四平 136000



吉林省磐石市烟筒山镇碱场膨润土矿床地质特征

付宝山1， 姜福平2， 权承珍3， 于陕吉4

1.吉林省区域地质矿产调查所，吉林 长春130011；2.吉林省地质调查院，吉林 长春130061；3，延吉市国土资源局，吉林 延吉133000；4，吉林省第三地质调查所，吉林 四平 136000

烟筒山镇碱场膨润土矿床赋存于白垩系下统营城子组流纹岩顶部及安山岩底部的层间接触带部位，为后期热液蚀变层控型矿床。矿石可用于机械铸造和干燥剂等。矿石质量较好，易选，易加工并且开发经济效益好。因此，总结该矿床地质特征，对区域找矿具有指导意义。

膨润土矿床；层间接触带；热液蚀变；矿石质量；烟筒山

0 引言

矿区位于吉黑褶皱系（Ⅱ）、吉林优地槽褶皱带（Ⅲ2）、吉林复向斜（Ⅲ22）、双阳—磐石褶皱束（Ⅲ22-1）中东部位，即双阳盆地东南部边缘。古生代地层以基底形式断续出露，中、新生代地层为盆地的主体，主要是白垩系营城子组一套中酸性火山岩。

1 区域地质概况

区域出露地层有石炭系鹿圈屯组，由凝灰质砂板岩夹大理岩透镜体组成。矿区附近分布白垩系营城子组，为一套中酸性火山岩。第四系分布在饮马河流域及现代沟谷洼地中；主要构造为饮马河断裂，其两侧分布有中生代断陷盆地。

1.1 地层

区内地层从老到新分述如下：

1.1.1 石炭系鹿圈屯组

该组为矿区最老地层，零星分布。岩性为硅化碎屑灰岩：碎屑结构，块状构造，岩石由砂屑、内碎屑、泥晶、亮晶、杂基组成，砂屑呈浑圆状、长椭圆状，粒径0.1～1.0 mm，占30%～35%，由硅质岩组成；内碎屑少见，长条状、椭圆状，＜5%；泥晶粒度＜0.03 m，分布砂屑间隙中，占60%～65%；亮晶粒度 ＞0.5 mm，占3%以下；杂基＜5%。

1.1.2 白垩系下统营城子组

营城子组在区内分布广范，呈角度不整合于磨盘山组之上，倾向220°，倾角7°～11°，由流纹岩及安山岩组成。下部为流纹岩，灰白-粉红色，斑状结构，球粒状构造，斑晶为透长石、钠长石，质量分数3%左右，基质由纤维状长英质球粒和少量石英及隐晶质组成，以球粒为主，粒径0.5～1.5 mm，占80%以上。上部为安山岩，灰色，斑状结构、流动构造，斑晶为斜长石、角闪石，斜长石粒径0.5～2 mm，质量分数5%，角闪石自形柱状，粒径0.2～1 mm，占4%，定向分布，基质为隐晶质，镜下鉴定，具交织结构，主要矿物成分为斜长石，粒径0.1 mm，定向分布，质量分数90%以上。

膨润土矿赋存于流纹岩与安山岩接触带部位。

1.1.3 第四系全新统

主要分布在饮马河两岸及现代河谷，厚度3～10 m，由腐殖土、残坡积及冲洪积物等组成。

1.2 构造

矿区构造有北东向和北西向，西部为饮马河断裂，舒缓波状，较紧闭，长度200 m左右。在采坑中见有流纹质集块岩、珍珠岩及石英闪长玢岩岩墙，表明区内有火山裂隙通道（见图1）。

图 1 烟筒山镇碱场膨润土矿区域地质图Fig.1 Regional geological map of Jianchang bentonite deposit of Yantongshan Town

2 矿区地质特征

2.1 火山活动

矿区火山活动时间是燕山期，属于裂隙-中心-裂隙式喷溢。第一期为喷溢期，分布范围广、时间长，有流纹岩及流纹质角砾熔岩；间歇后第二期喷发作用强度较弱，为喷溢侵入期，形成安山岩及石英闪长玢岩，石英闪长玢岩呈岩墙状，沿火山裂隙通道上侵。

2.2 蚀变与矿化

燕山期频繁的火山活动，为成矿提供了成矿母岩及多期次火山气液。火山裂隙为热液循环提供了良好的通道，受后期风化、地表水淋滤作用，中酸性熔岩及火山岩在先酸后碱的环境中，于流纹岩与安山岩接触界面部位发生膨润土化、脱玻化、沸石化、蒙脱石化作用，矿化以流纹岩为主，安山岩次之。

2.3 矿体特征

矿体赋存于白垩系下统营城子组流纹岩与安山岩层间接触带部位，共有三条矿体，呈层状互相平行，由上至下分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿体，矿体产状与地层总体产状相近，倾向220°、倾角7°～11°。

Ⅰ号矿体在矿区中部，北西向条带状，长约700 m，宽30～40 m。矿体层位稳定，分布范围较广，为主矿体。沿走向控制矿体长400 m，沿斜深控制宽70～100 m。厚7.8～24.1 m，平均厚度16.13 m。

Ⅱ号矿体位于Ⅰ号矿体下部，呈扁豆状，长180 m，宽140 m，厚度2～6 m，最大厚度10 m，与Ⅰ号矿体间距8.0 m。

Ⅲ号矿体由2个工程控制斜深100 m，厚2～4.4 m。矿体特征见图2。

3 矿石质量

3.1 矿石表观特征

膨润土矿石，灰白色、紫红色、浅绿色，土状，含水较高者为蜡状，油脂光泽及土状光泽，吸水后迅速膨胀，细腻具滑感。变余流纹结构及变余安山结构，块状构造。局部见流纹岩球粒及脱玻化的珍珠岩残块， 矿物成分主要为蒙脱石，质量分数60%～70%，见少量石英、方英石和长石等。

3.2 矿石吸湿率

矿石吸湿率测试结果：Ⅰ号矿体吸湿率最高19.44%，平均14.07%，吸湿率与蒙脱石质量分数呈正相关，一般蒙脱石质量分数在60%以上，吸湿率可达14以上。表明该矿用于生产干燥剂质量较佳。

图 2 烟筒山镇碱场膨润土矿床地质图Fig.2 Geological map of Jianchang bentonite deposit of Yantongshan Town

3.3 矿石强度

干、湿压强度及热湿拉强度，样品取自Ⅰ号矿体，测试结果，干压强度0.513 MPa，湿压强度0.05 MPa，热湿拉强度0.011 MPa，透气性210。满足铸造用膨润土一级品质量标准。

3.4 矿石质量

评价膨润土矿床质量的主要指标为蒙脱石质量分数（通过测试样品吸蓝量求得），胶质价、膨胀倍数、pH值3项指标评价，矿区三条矿体质量情况见表1。

3条矿体吸蓝量在矿区平面及剖面上没有明显变化，蒙脱石质量分数与矿体厚度、形态、产状无相关关系。Ⅰ号矿体蒙脱石质量分数变化区间42.0%～94.6%，平均值68.52%。Ⅱ号矿体蒙脱石平均值65.49%，Ⅲ号矿体蒙脱石平均值70.67%。胶质价：矿石中胶质价与吸蓝量呈正相关关系，矿体胶质价质量分数表明矿石分散性能良好。

pH值：本矿区膨润土矿pH值变化区间5.8～6.5，波动不大，说明pH值与矿石中其他物性没有相关性。

膨胀倍：矿石的膨胀倍与蒙脱石质量分数总体正相关。

综合上述膨润土矿石蒙脱石质量分数、吸湿率区域内早白垩系中酸性火山岩发育，蕴含着同类型膨润土矿床的可能性较大。

及强度等特征可知，矿体质量较佳。

表 1 烟筒山碱厂膨润土矿体参数统计表Table 1 Ore body parameter statistics of Jianchang bentonite deposit of Yantongshan Town

4 矿床成因

碱场膨润土矿床为后期热液蚀变层控型矿床。矿体赋存于早白垩系的火山岩中，成矿母岩为中酸性火山岩，并以流纹岩为主。膨润土矿体形成在两种火山岩体之间。后期形成的安山岩覆盖在流纹岩之上，产生屏蔽效应，接触部位是后期构造应力的敏感区，即产生层间滑动、层间揉皱和层间破碎，裂隙发育，空间连通性好，火山期后及后期火山活动产生的水蒸气和二氧化碳为主的气液，在压差、温差和浓度差的驱动下，沿此层间环境渗流、扩散和贮存，形成水化环境，对岩石进行改造和重新组合进而形成烟筒山镇碱场膨润土矿床。

［1］ 刘 蕾，修丹丹，刘 丽，何 欣.吉林烟筒山膨润土改型实验研究［J］.吉林地质，2001，（1）.

［2］ 杨 静，朱 航，靖 哲.刘房子钠基膨润土矿石质量研究及应用［J］.吉林地质，2008，（3）.

［3］ 侯 丽，毛 荐，潘海斌.吉林省磐石市膨润土矿石质量特征及加工技术性能［J］.吉林地质，2013，（2）.

Geological features of Jianchang bentonite deposit in Yantongshan Town of Panshi City， Jilin Province

FU Bao-shan1， JIANG Fu-ping2， QUAN Cheng-zhen3， YU Shan-ji4
1. Regional Geological and Mineral Resources Survey of Jilin Province， Changchun 130022， Jilin， China； 2. Institute of Geological Survey of Jilin Province， Changchun 130061， Jilin， China；3.Bureau of Land and Resources of Yanji City ， Yanji 133000， Jilin， China；4.The Third Geological Survey of Jilin Province， Siping 136000， Jilin， China

Jianchang bentonite deposit of Yantongshan Town occurred in the lower Cretaceous Yingchengzi Formation，the contact zone between rhyolite top and andesite bottom layer， and it is a stratabound deposit of the late hydrothermal alteration. Ores can be used for mechanical casting and drying， etc. Ore quality is good， easy to ore dressing and processing， meanwhile ore has good economic benefits of development. Therefore， the geological features of the ore deposit are summarized， and it has the guiding signifi cance for the regional prospecting.

bentonite deposit； contact zone； hydrothermal alteration； ore quality； Yantongshan

P619.25+5

B

1001—2427（2015）03 - 67 -3

2014-12-05；

2015-09-15

付宝山（1958—），男，吉林长春人，吉林省区域地质矿产调查所工程师.