山东大季家透闪石矿区赵家矿段矿床地质特征

安生海

（中国建筑材料工业地质勘查中心山东总队，山东 济南 250100）

大季家透闪石矿区位于山东省蓬莱市大季家镇。中国建筑材料工业地质中心山东总队对该矿区进行了野外地质调查工作，通过野外调查以及室内研究，笔者对该矿区地质特征、矿床地质特征、矿床成因进行了系统研究，分析了透闪石利用前景。

1 矿区地质概况

1.1 地层

矿区位于华北板块(Ⅰ)胶辽隆起区(Ⅱ)胶北隆起(Ⅲ)胶北断隆(Ⅳ)胶北凸起(Ⅴ)东北部[1]。区内镁质碳酸盐岩发育，均受到一定程度的区域变质作用和岩浆活动的影响，对透闪石矿床的形成极为有利。

区内地层主要为古元古代粉子山群(Ht1F )，主要岩性为：白云石大理岩、青灰色大理岩、硅质大理岩夹黑云变粒岩、绢云石英片岩、透闪岩、菱镁矿、滑石片岩、滑石绿泥石片岩、斜长角闪岩等。据其岩性差异及组合特征，自下而上分为小宋组、祝家夼组、张格庄组、巨屯组、岗嵛组。其中张格庄组为富镁碳酸盐岩相含矿建造，其原岩主要为一套钙镁质碳酸盐岩夹钙镁硅酸盐岩，为浅海相沉积，该层夹有斜长角闪岩，反应该地区尚有基性的熔岩流喷出，是火山喷发作用所致，该区经历了高绿片岩相—低角闪岩相变质[2]。

1.2 构造

矿区褶曲构造、节理裂隙发育，断裂构造发育一般。褶曲轴面走向约310°，倾向北东，倾角60～70°。矿化多发育于褶曲转折端及其附近。矿区发育两条平移断层F1和F2，F1走向近东西，F2为北东向。矿区各种小构造发育，有小褶曲、层间破碎和节理裂隙，其中层间破碎和节理裂隙对矿化有直接影响。

1.3 岩浆岩

中生代侏罗纪燕山早期玲珑序列大庄子单元(J3ηγLd)大面积分布于矿区西南部，岩性为含斑粗—中粒二长花岗岩，与张格庄组三段呈侵入接触关系。另外，还见有基性岩脉、闪长岩脉、花岗岩及花岗斑岩脉、长英岩脉等，长数十至百余米，宽1～5m。岩脉一般位于含矿带之外，对矿体影响甚小。

1.4 区域变质作用

该区位于胶北隆起区域变质区，在高温高压作用下，古元古代粉子山群镁质碳酸盐岩遭受区域变质作用，使得原来稳定的矿物平衡组合被新条件下稳定的矿物组合所代替，产生一系列的角闪石相岩石组合。透闪石矿便是钙镁质碳酸盐岩发生区域变质作用的产物[3-5]。

2 矿床地质特征

2.1 矿体特征

该矿床为镁质碳酸盐岩区域变质型透闪石矿床[6](图1)，赋存于张格庄组三段白色白云石大理岩中，呈脉状、透镜状及不规则状产出，矿体产状与围岩产状一致(图2)。含有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号三个矿体，矿体由透闪石、滑石组成，同一矿体中，两者往往相对独立分布，亦有共生或透闪石矿包容滑石矿现象。其一般规律是自内向外依次出现滑石—透闪石—白云石大理岩，自上而下为透闪石—滑石—蛇纹石，但各矿体分带现象不尽完整，矿体中常有几厘米至一米以上平行排列的透镜状及不规则状夹石，夹石为白云石、方解石、滑石大理岩及透闪石大理岩。

图1 大季家透闪石矿区赵家矿段地质略图

Ⅰ号矿体位于矿段中部，矿体走向300°，倾向北东，倾角80°，矿体长380m，宽2.18m，延深50m。主要由透辉—透闪石矿组成，含矿率56%。

图2 大季家矿区赵家矿段00线地质剖面图

Ⅱ号矿体走向305°，被断层F1、F2分为三段，中段与西段垂直断距约20m，中段与东段横向平移160m。中、西两段均倾向北东，倾角80°，长600m，宽1.5m；东段倾向南西，倾角69～85°，宽1.27～25.33m，平均宽9.89m，长900m，延深50～150m。矿体主要为透闪石矿，含矿率77%，局部零星为滑石矿，含量为19%。本矿体深部多见蛇纹石化，矿体向深部尖灭。

Ⅲ号矿体位于断层以西，走向305°，倾向北东，倾角84°，长320m，厚4.26～13.53m，平均厚8.9m，延深50m，由透闪石矿组成，含矿率100%。

2.2 矿石质量

矿石自然类型主要为含白云石—方解石透闪石型。 白色、少数呈浅绿色、玫瑰色，组成矿石的矿物成分主要为透闪石54%～100%、平均72%，方解石0～35%、平均18%，白云石0～25%、平均10%，白度72.5%～90.7%、平均81.12%。矿石的结构主要为纤状—针柱状变晶结构(图3a)。矿石的构造主要为块状构造(图3b)。矿石主要化学成分为SiO2、MgO、CaO、A12O3、Fe2O3、LOI 、K2O、Na2O、TiO2，各矿体化学组分含量见表1。

表1 矿体化学组分 (单位：%)

2.3 围岩和夹石特征

围岩主要为白色白云石大理岩。白色、巨厚层、细粒变晶结构，块状构造，岩石质地细腻。矿物成分：白云石78%～95%、平均88%，方解石5%，石英6%。围岩化学成分为(%)：SiO27.0、MgO 20.3、CaO 29.67、A12O30.21、Fe2O30.27、LOI 37.36、K2O 0.03、Na2O 0.03、TiO20.04。围岩中常见的蚀变作用有硅化、碳酸岩化、深部普遍蛇纹石化。

夹石主要为滑石、透闪大理岩、滑石大理岩，次为蛇纹石大理岩、石英岩。常呈条带状、透镜状、浸染状或不规则状夹于矿体之中。透闪大理岩、滑石大理岩中方解石含量50%～80%、平均60%，滑石、夹石主要化学成分见表2。

表2 夹石主要化学成分 (单位：%)

2.4 成矿物质来源

矿床赋存于张格庄组三段(Htzg3)，岩性以白云石大理岩为主，局部夹透闪岩、斜长角闪岩、云母片岩及长石石英岩。其成矿物质来源于浅海相沉积的碳酸盐岩夹钙镁硅酸盐岩建造。

3 利用前景

透闪石为新型节能矿产资源，具有熔点低、易于干燥等优点，主要用于节能增产的陶瓷原料，制作釉面砖、日用细瓷器、工艺瓷、陶瓷锦瓷等，取得显著的节能效果。此外，其还可用作玻璃原料，造纸及橡胶、涂料的填料。

(1) 在现有陶瓷生产中，加入少量透闪石，即可降低烧结温度50～100℃，可节能20%～30%，并提高瓷化程度和白度。

(2) 透闪石是釉面砖卫生陶瓷低温快烧的好原料，可降低釉烧温度和釉的膨胀系数，降低釉料成本。

(3) 在瓷质砖生产中，加入7%～15%的透闪石，坯体瓷化温度低，烧成范围宽(1 160～1 180℃)，坯釉结合性能好，坯体尺寸规整不变形。具有良好的热膨胀特性和助熔效果，其有利于快速升温和成瓷后的快速冷却，可显著缩短烧成周期，降低成本。