辽宁建平县四节梁地区膨润土矿床地质特征及找矿方向

肖万山

（吉林大学地球科学学院，吉林 长春 130061）

辽宁建平县四节梁地区膨润土矿床地质特征及找矿方向

肖万山

（吉林大学地球科学学院，吉林 长春 130061）

辽宁省建平县沙海乡四节梁地区膨润土矿体赋存于下白垩统义县组。区内共圈定出3个矿体，矿体呈似层状、透镜状产出。矿石类型属钙镁基膨润土。在矿区及外围下白垩统义县组中—酸性火山碎屑岩分布地区具备发现膨润土矿床的找矿前景。

膨润土矿；地质特征；找矿方向；辽宁建平县四节梁地区

膨润土是非金属矿中最重要的矿产之一，目前已经广泛应用于石油开采、钢铁铸造、冶金球团、化工涂料、陶瓷、医药、环保等领域，市场需求潜力巨大。因此，加强膨润土矿的找矿、勘探工作，扩大资源储量非常有必要。

1 区域地质背景

辽宁建平县四节梁地区膨润土矿大地构造位置处于中朝准地台(Ⅰ)、内蒙地轴(Ⅰ2)、建平台拱(Ⅰ)、宁城断凹(Ⅰ)之东部，南东与燕山台褶带相邻。

区域出露地层有新生界第四系全新统(Q4)，中生界下白垩统阜新组(K1f )、九佛堂组(K1jf )、义县组(K1y)，上侏罗统土城子组(J3t)、中侏罗统蓝旗组(J2l )，古生界奥陶系(O)、寒武系(∈)以及中、上元古界及太古界建平群。

区域内中生代断陷盆地发育，呈北北东向展布，主要有宁城盆地、喀左盆地，控制了区域白垩系地层分布。

区域火山岩较发育，以白垩纪义县期喷出岩为主，古近系—新近系玄武岩次之。义县期火山岩主要分布于宁城盆地东南部，主要岩石类型为流纹质熔结凝灰岩，其次为黑云母辉石安山岩和凝灰岩。

区内侵入岩以燕山晚期二长花岗岩、流纹斑岩、安山玢岩和燕山早期二长花岗岩为主，次为华力西期闪长岩、花岗岩。

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)(见图1)，现由上至下分述如下：

(1) 第四系全新统(Q4)。

由腐植土、黄色砂质粘土及粉质粘土等组成，遍布全区冲沟两侧，厚度0.5～10m。

(2) 中生界下白垩统义县组(K1y)。

岩性主要为紫红、褐黄、紫灰色黑云母安山岩、辉石安山岩、凝灰岩等，厚度＞200m。岩石类型划分如下：

①K1y5：紫红色含角砾安山岩。

②K1y4：安山质凝灰角砾岩。

③K1y3：黑云母安山岩和辉石安山岩。

图1 辽宁建平县四节梁地区膨润土矿区地质简图

④K1y2：浅蓝色凝灰角砾岩及凝灰岩

⑤K1y1：安山岩夹球形风化安山岩。

⑥β：玄武岩。

2.1.2 构造

矿区位于宁城盆地南部，构造总体为北北西向单斜，主要由多个较缓的褶曲形成，局部呈舒缓褶曲，总体倾向30～100°，倾角5～25°。

矿区内未见较大的褶皱与断裂构造，受区域断裂构造影响，层间裂隙和破碎带发育，局部发育小型褶曲。

2.1.3 岩浆岩

区内除火山岩外，可见流纹斑岩(λπ)呈不规则状侵入，分布在矿区北东，出露长500m，宽10～20m。

2.2 矿体特征

膨润土矿体赋存于中生界下白垩统义县组浅蓝色凝灰质角砾岩及凝灰岩中，地表覆盖厚度0.8～15m。矿体总体走向北西—南东，倾向北东、东。区内共圈定出3个矿体，分别编号为①、②、③矿体。各矿体规模、形状及产状见表1。

表1 各矿体规模、形状、产状

①号矿体：分布在矿区东北部，似层状产出，呈北西—南东向延伸(见图2)。矿体沿走向出露长度1 500m，出露宽度30m，矿体厚度3～20m，平均厚度7.96m，厚度变化系数0.68。矿体倾向北东，倾角4～10°。矿石品位40%～81.27%，平均品位59.95%，品位变化系数9%。矿体局部见有夹层，夹层主要为凝灰角砾岩和低品位矿化体，夹层厚度1～4m。矿体赋存标高+635～+680m。

图2 辽宁建平县四节梁地区膨润土矿9-9′勘探线剖面图

②号矿体：分布在矿区西南部，似层状产出，呈近北西—南东向延伸(见图3)。矿体沿走向长度约2 000m，宽度20m，平均厚度5.66m，厚度变化系数0.87。矿体倾向北东，倾角5～12°。平均品位60.68%，品位变化系数12%。矿体局部见有夹层，夹层主要为凝灰质角砾岩和低品位矿化体，夹层厚度1～4m。矿体赋存标高+635～+650m。

图3 辽宁建平县四节梁地区膨润土矿4-4′勘探线剖面图

③号矿体：分布在矿区西北部，分布范围相对较小(见图4)。矿体呈透镜状，总体走向推测长度130m，宽40m，钻孔控制厚度21.9m，厚度变化系数0.19。平均品位66.74%，品位变化系数14%。

2.3 矿石质量及矿石类型

膨润土矿石呈白色，湿时为淡绿、淡青及浅色色调，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，土状构造者风干后不易裂开，断口呈似贝壳状，硬度1.5，密度1.68g/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。

图4 辽宁建平县四节梁地区膨润土矿2-2′勘探线剖面图

矿石的主要矿物成分为蒙脱石，其他矿物见有长石、白云母、石英、磁铁矿和泥质等，粒度细小，呈零散状分布。石英无色透明，他形粒状；磁铁矿为黑色颗粒，不透明；泥质不透明。

化学全分析结果见表2，膨润土主要由含水铝硅酸盐矿物组成，其化学组分主要为SiO2、Al2O3和 H2O，其次为Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O等。

表2 膨润土矿石平均化学成分

蒙脱石含量是评价膨润土质量最重要的指标，①、②、③号矿体矿石中蒙脱石含量分别为59.95%、60.68%和66.74%。按蒙脱石可交换性阳离子种类划分，矿石主要以钙离子交换容量为主，镁离子交换容量次之(见表3)。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，矿区膨润土矿石属钙镁基膨润土。

表3 膨润土矿石理化性能

2.4 矿体围岩和夹石

矿体的顶板围岩为中—酸性凝灰角砾岩、凝灰岩及安山岩，顶板围岩中矿体与围岩界线不清楚，呈渐变过渡关系。底板围岩为安山岩，矿体与底板围岩界线清楚，肉眼易于分辩。

矿体内的夹石主要有火山角砾凝灰岩、凝灰岩及低品位矿化体，呈层状、扁豆状，产状与矿体基本一致。

夹1：分布在①号矿体内，呈层状，倾向北东，倾角4～10°。夹石长1 000m，总平均厚度3.87m。

夹2：分布在②号矿体内，呈层状，倾向北东，倾角5～15°。夹石长577m，总平均厚度3.3m。

夹3：分布在③号矿体内，扁豆状。推测长350m，控制厚度1.9m。

3 矿床成因

矿床赋存于中生界下白垩统义县组，为安山质凝灰岩或集块岩水解型膨润土矿床。膨润土矿的物质来源来自中酸性至酸性岩浆的火山喷发，其原岩为中—酸性火山角砾凝灰岩、凝灰岩，经水解脱玻化形成。

安山质凝灰岩水解是通过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(膨润土矿床)。

本区内矿体形态、产状和空间分布受火山岩盆地大小及基底控制。

4 找矿标志及找矿方向

含矿岩层易于风化，区内植被稀疏且覆盖度小、旱季地表有较宽裂纹和蚂蚁洞倒出白色土粉等都可作为直接或间接找矿标志。

本区膨润土矿体严格受地层层位控制，在矿区及外围中生界下白垩统义县组中—酸性火山碎屑岩分布地区具备发现膨润土矿床的找矿前景，资源潜力很大。

[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.

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[3]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.

[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.

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Geological Characteristics and Prospecting Direction of Bentonite Deposit in Sijieliang Area Jianping County , Liaoning Province

XIAO Wan-shan
(College of Earth Science, Jilin University, Changchun 130061, China)

Bentonite deposit in Sijieliang area Shahai town Jianping county of Liaoning province lies in Lower Cretaceous Yixian Formation. Three orebodies are delineated,which assumed like stratoid and lenticular forms.The ore type is Ca-Mg-base bentonite. The intermediate-acid pyro-clastic rock of the Lower Cretaceous Yixian Formation in the mining area and the periphery has prospect of finding bentonite deposit.

bentonite deposit; geological characteristics; prospecting direction; Shahai town Jianping county of Liaoning province

P619.255

A

1007-9386(2017)02-0055-04

2017-01-09