辽宁省法库县膨润土矿床地质特征及找矿方向

肖万山（中国建筑材料工业地质勘查中心辽宁总队，辽宁 沈阳　110004）

辽宁省法库县膨润土矿床地质特征及找矿方向

肖万山
（中国建筑材料工业地质勘查中心辽宁总队，辽宁 沈阳110004）

辽宁省法库县包家屯地区膨润土矿体赋存于下白垩统义县组，矿体呈似层状产出。矿石类型属钙镁基膨润土。珍珠岩矿体与膨润土矿体呈共生关系。义县组酸性火山熔岩、火山碎屑岩广泛分布，该区域应为今后找矿远景区。

膨润土矿；地质特征；矿床成因；找矿方向；辽宁省法库县

辽宁省法库县是全国闻名的陶瓷生产基地，打造法库陶瓷千亿产业集群，建成法库“中国陶瓷谷”已成为振兴沈阳老工业基地的重要举措之一。随着法库“中国陶瓷谷”建设规模不断扩大，对生产陶瓷的主要原料膨润土、珍珠岩等矿产品的需求将不断增长。因此，查清资源总体情况，为“陶瓷谷”的建设提供后备矿山原料基地，十分必要。

1　区域地质背景

矿区位于辽宁省法库县包家屯乡孤树子村，大地构造位置处于中朝准地台(Ⅰ)、华北断坳(Ⅱ)、下辽河断陷(Ⅲ)、法库断凸(Ⅳ)的西部，黑山至彰武中生代断陷盆地中的半拉门—后辛秋向斜的南东翼。

区域出露地层有下元古界辽河群浪子山组(Pt1l)、大石桥组(Pt1d)、盖县组(Pt1gx)，中生界下白垩统义县组(K1y)、九佛堂组(K1jf )，中白垩统孙家湾组(K2s)及第四系全新统(Q4)。

区域内较大规模的褶皱构造为半拉门—后辛秋向斜，向斜轴向大致呈北东向20°，矿区位于该向斜南东翼。断裂构造主要发育土城子断层及白音花断层，土城子断层为北北东向平推断层，白音花断层与土城子断层构成“人”字型构造。

区内侵入岩是与中生代燕山晚期火山活动相伴随的中—酸性超浅成侵入岩。岩石种类有次流纹岩和次安山玢岩，呈脉状产出，一般延长几十米至数百米。

2　矿床地质特征

2.1矿区地质概况

2.1.1 地层

矿区内出露的地层有中生界下白垩统义县组(K1y)及第四系全新统(Q4)冲积层(见下页图)，现分述如下：

(1) 第四系全新统(Q4)。

主要为冲积物及残坡积物，由黄土、粉质粘土及流纹岩碎块等组成，一般厚5～10m，最厚可达20m以上，分布在矿区低洼处。

(2) 中生界下白垩统义县组(K1y)。

义县组由上至下岩性如下：①K1y-λ：暗紫色流纹岩、球状流纹岩，为膨润土矿体顶板；②K1y -gel：膨润土，即矿体赋存层位；③K1y -υλ：珍珠岩，为膨润土矿体底板之一；④K1y -υπ：霏细流纹岩，为膨润土矿体底板之一；⑤K1y-tf：火山角砾凝灰岩、凝灰岩，为膨润土矿体底板之一。

辽宁省法库县包家屯地区膨润土矿地质简图

2.1.2 构造

矿区断裂构造较发育，正断层共有3条，分别为F1、F2、F3，各断层特征详见表1。

表1　矿区各断层特征

2.2矿体特征

膨润土矿体呈似层状产出，顶板为流纹岩，底板为珍珠岩、霏细流纹岩或火山角砾凝灰岩。走向近东西向，倾向北东，倾角15～20°。矿体出露东西长约300m，南北宽约160m，平均厚度16.61m。

2.3矿石质量及矿石类型

膨润土矿石湿时为白、玫瑰红、浅黄、淡绿色等浅色调，风干后为白色，土状—油脂光泽，手触有滑润感，土状及块状构造。风干后极易破碎，块状构造者风干后不易裂开，断口呈似贝壳状，硬度1.5，密度1.55g/cm3，平均湿度约21%，浸入水中后即分解成碎粒，并有显著的膨胀。

膨润土主要由蒙脱石组成，此外还含有极少量的绿高岭石、石英、蛋白石、磁铁矿及泥质。石英无色透明，他形粒状；磁铁矿为黑色颗粒，不透明；蛋白石无色透明，不规则粒状；泥质不透明，反光下为乳白色。

蒙脱石含量是衡量膨润土质量的重要指标，该矿石蒙脱石含量高达71.33%，平均53.50%。根据DZ/T 0206-2002《高岭土、膨润土、耐火粘土矿产地质勘查规范》膨润土矿石类型属性划分标准：若可交换性阳离子没有超过交换容量的50%时，则以最多交换量的两种阳离子进行复合命名的原则，该矿石属钙镁基膨润土。膨润土矿理化性能见表2。

表2　膨润土矿石理化性能

2.4 矿体围岩和夹石

矿体顶板为暗紫色流纹岩。矿体底板为灰黑色珍珠岩，粉红、翠色霏细流纹岩或灰绿色、黄褐色火山角砾凝灰岩。矿体顶底板与矿体界线清晰，肉眼易分辨。

矿体中见有一处夹石，仅见于ZK203，呈透镜体状，岩性为火山角砾凝灰岩，厚度3.30m。

3　共生珍珠岩矿体特征

珍珠岩矿体与膨润土矿体呈共生关系，赋存于流纹岩、膨润土矿体的下部，或与膨润土呈相互过渡关系。矿区内主要分布在1线和2线南(Ⅱ矿体)，1线北端也见有矿体分布(Ⅲ矿体)。矿体总体呈向北东倾斜的似层状或透镜体状(Ⅲ矿体)产出，倾角一般约10°。矿体埋深40～80m，为隐伏矿体。

Ⅱ矿体控制最大长度约320m、宽约300m，平均厚度28.78m；Ⅲ矿体控制长度150m，宽90m，厚度8.46m。

矿石为灰黑、黄绿、浅灰色的玻璃质，具玻璃光泽，珍珠构造发育。镜下观察：单偏光下呈无色透明或微带浅黄，玻璃质体，珍珠状构造发育，珍珠球直径最大达1cm以上，圆弧状裂开极明显，珍珠结构和圆弧状裂开沿流向拉长，并偶见极微量的透长石斑晶，沿裂开处局部见脱玻璃化作用形成的针状、串珠状、星点状雏晶，具流状构造。珍珠岩矿化学成分见表3。

表3　珍珠岩矿石平均化学成分(%)

4矿床成因及找矿方向

4.1矿床成因

矿床赋存于中生界下白垩统义县组，属酸性火山熔岩、火山碎屑岩水解型矿床。其原岩为富含火山玻璃的酸性熔岩及火山碎屑岩—流纹岩、火山角砾凝灰岩、凝灰岩。在外营力作用下，水解脱玻而形成。

火山玻璃水解是通过H+或H3O+(水合氢离子)作用，促使玻璃体解体。当水解脱玻阶段完成之后，进入漫长的矿物晶出期，此时水介质环境(排水补水状况，pH值)、碱金属和碱土金属离子的流失状况及铝的赋存状态等决定着新矿物的形成，在排水补水较充分的碱性水介质中则形成蒙脱石即膨润土矿床。

4.2控矿因素及找矿方向

矿床控矿因素明确，主要受地层岩性控制，为下白垩统义县组酸性火山熔岩、火山碎屑岩在地下水作用下发生蒙脱石化蚀变的产物。

因此，在法库县西部包家屯—叶茂台一带，义县组酸性火山熔岩、火山碎屑岩广泛分布区域，具备形成膨润土矿的条件，具有较大的资源潜力，应为今后找矿远景区域。

[1]辽宁省地质矿产局.辽宁省区域地质志[M].北京:地质出版社, 1989:252-257,708-709.

[2]董军.辽宁省彰武县三道沟地区膨润土矿床特征及成因探讨[J].矿产与地质,2015,29(2):221-224.

[3]李英雷,宋广超.内蒙古鄂伦春自治旗大杨树一带膨润土矿地质特征[J].地质与资源,2010,19(4):306-310.

[4]刘殿鹤,张雪花.辽宁省二道河膨润土矿床地质特征及成因探讨[J].化工矿产地质,2015,37(2):85-86.

[5]中华人民共和国国土资源部.DZ/T 0206-2002 高岭土、膨润土、耐火粘土矿产地质勘查规范[S].北京:地质出版社,2003.

Geological Characteristics and Prospecing Direction of Bentonite Deposit of Faku in Liaoning

XIAO Wan-shan
(Liaoning Team of Geological Survey Center of China Building Materials Industry, Shenyang 110004, China)

Bentonite deposit in Baojiatun area of Faku in Liaoning lies in lower Cretaceous Yixian formation, the ore body assumed like stratoid.The ore type is Ca-Mg-base bentonite. The pearl ore depends on a symbiotic relationship with the bentonite deposit.The area which the acid volcanic lava and pyroclastic rock widely distribute should be the prospecting prospect area in the future.

bentonite deposit; geological characteristics; genesis of mineral; prospecing direction; Faku in Liaoning

P619.255

A

1007-9386(2016)03-0046-02

2016-01-27