辽西地区膨润土矿控矿条件与地质特征探析

2019-01-03于政海

中国金属通报 2019年5期

关键词：膨润土辽西燕山

于政海

（葫芦岛八家矿业股份有限公司，辽宁葫芦岛 125316）

1 区域地质背景

大地构造单元位于中朝准地台（Ⅰ）内蒙地轴（Ⅱ）东段南缘，建平台拱（Ⅲ）宁城断凹（Ⅳ）的次一级构造五家子～热水汤中生代火山岩盆地中。在中生代火山岩构造盆地内存在大量钠基膨润土矿床，基底和盖层是盆地的两大主要地质构成。

2 矿床地质特征

2.1 构造特征

辽西地区膨润土矿床受不同地质构造单元控制，主要分布于华北地台北部，横跨燕山台褶带和内蒙地轴带。比如燕山台褶带与内蒙地轴交接部位的建平～凌源膨润土矿区，燕山台褶带辽西台陷东侧的阜新～黑山地区膨润土矿区等。

在区域成矿年代上经历了太古代时期的优地槽发育，形成了部分以中基性火山岩和变质岩为主体的结晶基地层；中晚元古代—古生代是裂谷地槽的发育阶段，形成了大面积的碎屑岩、粘土岩和碳酸盐岩沉积。自中生代以来，该地区已进入沿海太平洋大陆边缘活动带的发育阶段。强烈的造山运动导致形成类似于地槽的平台褶皱，并形成钙碱性大陆火山岩和灰色（红色）碎屑岩[1，2]。

2.2 矿床基本特征

该区域内膨润土矿主要赋存于白垩系义县组火山岩系中的凝灰岩层内及安山岩与凝灰岩接触部位，按矿石类型可划分为钙基膨润土及钠基膨润土。根据本区矿物组合类型，确定为蒙脱石型膨润土矿。矿体基本呈层状、似层状产出，倾角较缓，一般不超过40°，向深部有变水平趋势。

地表长度从几十米至上千米不等，厚度几米至几十米，矿体近矿围岩主要为凝灰质岩类，远矿围岩主要为安山质岩类，部分矿体以黑曜岩顶板为明显标志层。矿石类型为钙质土和钠质土，前者主要位于地表及浅部矿层，后者位于其下。

2.3 矿石基本特征

通过岩矿鉴定和X-射线衍射分析，确定膨润土矿石矿物成分较简单，矿石矿物主要为蒙脱石，含量一般50%～70%，最高可达90%，次为方石英、斜长石、方解石和少量石英、伊利石、沸石、蛋白石、火山岩碎屑等。通过对膨润土阳离子的交换性能测试，确定辽西膨润土矿石以钙基膨润土为主，钠基膨润土为辅，两者为共生关系，前者主要位于地表及浅部层位，后者主要位于前者的下部。

3 控矿地质条件

3.1 控矿构造

矿区控矿构造主要包括断裂构造和盆地构造，膨润土矿床多受两者联合控制。

（1）断裂构造。包括地台型断裂体系和滨太平洋构造带断裂体系。前者表现为EW向构造系统，如凌源～北票、太平庄～迟家杖子、要路沟～锦西断裂；后者表现为NE-NNE、NW向断裂构造体系及逆冲～推覆构造，如张家营子～刀尔登、朱碌科～中三家、朝阳～药王庙、哈尔套～锦西断裂及金岭寺～羊山盆地西缘等逆冲-推覆构造。

EW向断裂为基底（岩石圈）断裂，它们是区域构造单元划分的界线。NE向断裂主要控制着燕山期断陷盆地的发生、发展以及火山喷发、沉积作用。因而，区域膨润土矿床的分布与上述断裂有着密切的关系。

（2）盆地构造。中、新生代盆地是该区域控矿构造的另一主要元素，主要为进入大陆边缘活动带发育阶段出现的陆相盆地，且分布密集，规模较大。按盆地生成时期分为：晚印支～早燕山期、中燕山期、晚燕山期、末燕山期和早燕山期。中、晚燕山期为盆地主要发育阶段。中燕山期主要发育有金岭寺～羊山盆地（规模最大）、北票～哈尔脑盆地、汤神庙盆地、凌源三十家子盆地、郭家店盆地等；晚燕山期主要发育有宁城盆地、四官营子盆地、阜新～义县盆地等。上

述盆地沿印支期、燕山期、喜山期或更早期生成的断裂带发育，呈北东-北北东向雁行排列，组成多字型构造型式，如凌源三十家子盆地沿凌源～北票断裂带发育；宁城盆地沿太平庄～迟家杖子断裂带发育；郭家店盆地沿朱碌科-刀尔登断裂带发育；阜新～义县盆地沿哈尔套～锦州断裂带发育等等。

不同时期的盆地基本上均由三套建造组成，其规律是下部为碎屑岩组成的复陆屑式建造；中部为大陆火山岩建造；上部为碎屑岩夹多层有机岩组成的灰色、红色复陆屑式建造。膨润土矿赋矿层位均为大陆火山岩建造。

3.2 层位、岩性控矿

辽西典型膨润土矿床赋矿层位主要为白垩系义县组（K1y）火山岩系里，即盆地构造三套建造的中部-大陆火山岩建造。据不完全统计，辽西地区膨润土矿主要产于该（建造）层位的下部角砾凝灰岩、凝灰质砂岩、流纹岩、和流纹质含砾凝灰岩中。矿区基底为太古界（建平群）片麻岩系。

在缺少上述层位、岩性控矿因素的地区均未发现膨润土矿床，证明了辽西地区膨润土矿床均受火山岩建造控矿，成矿物质主要来源于火山碎屑或熔岩等造岩物质，即成岩物质。同时也说明了该类矿床的成因为火山沉积成因。

经对比中国东部沿海地区广泛发育的陆相火山沉积岩系非金属矿床（李广有，2005），发现辽西膨润土矿床与其成矿时代（同为侏罗-白垩纪为主）、成因类型（同为火山沉积）、成矿物质来源（同为成岩物质）、控矿条件（盆地构造）近乎一致，说明两者之间有着相同的成矿机理与成矿模式（李广有，2006），即大量炽热的火山碎屑空落入火山湖盆水体内或火山灰流入湖盆水体中经水介脱玻及蚀变作用（含长石晶屑的蚀变）而成或熔岩通过空落或溢流入湖盆地经水介脱玻和蚀变交代矿化作用而成。成岩与成矿是同时形成的。