辽宁省建平县老松台膨润土矿床地质特征及找矿方向

摘 要：文章通过对建平县老松台钠基膨润土矿地层、构造、蚀变作用等地质特征的研究，查明矿体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，初步确定矿床类型属陆相火山-沉积型矿床。

关键词：膨润土矿；地质特征；陆相火山-沉积；找矿方向

1 成矿地质背景

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。膨润土矿床产于近南北向展布的中生代火山岩构造盆地内。盆地由基底和盖层两部分构成，其中建平群小塔子沟组为结晶基底，上覆地层为白垩系下统义县组。

1.1 地层

1.1.1 盆地基底（建平群小塔子沟组Arjnx）

热水汤～五家子盆地系宁城断凹一部分，其西缘约在老哈河以东，结晶基底为太古宙变质杂岩（建平群小塔子沟组），西缘出露于老哈河东岸的西箭和毕斯营子一带，东缘出露于沙海、大营子和张家湾一带，东缘其北东部片麻理产状倾向南或南西，倾角70°-55°，南东部片麻理产状倾向北西，倾角55°-70°，形成半园弧状盆体边缘。

该组总体呈东西向分布，由于岩浆岩的侵入，产出形态不完整。岩性以黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩为主，夹斜长角闪岩和磁铁石英岩扁豆体。

1.1.2 盆地盖层（白垩系下统义县组K1y）

该组是盆地主要盖层，亦是膨润土成矿的“母岩”。该组岩性复杂，变化较大。在热水汤一带，岩性主要为凝灰岩、安山岩、英安岩、流纹岩、流纹质凝灰岩、安山一流纹质火山碎屑岩，与下伏太古界片麻岩呈角度不整合接触。

1.2 构造

区域内中生代断陷盆地发育，呈北北东向展布，主要有热水汤～五家子盆地，控制了区域白恶系地层分布。断裂构造以北西西向扭性断裂为主，北东向断裂次之。

1.3 岩浆岩

区域上岩浆岩较发育，主要有辽河旋回断石崖岩体，华力西旋回哈通沟岩体，燕山旋回第二期张家湾岩体。

1.4 区域矿产

区域内矿产主要有铁、膨润土、高岭土、沸石等。其中膨润土矿山企业80余家，包括有集体、私营、外资矿山企业。

2 矿区地质

2.1 地层

矿区出露地层主要为建平群白垩系义县组凝灰岩、安山岩和凝灰角砾岩及第四系，第四系厚度0.5～15m。地层总体走向NE～SW，倾向NW，倾角15°～25°。

2.2 构造

矿区处于热水汤～五家子盆地中心，盆地受基底控制，岩层产状受其影响，总体产状北或西，即向盆地中心方向，倾角20°～30°。矿区内未见有断裂构造。

2.3 岩浆活动

矿区内未发现大的岩浆岩体，只发育一些浅成脉岩，主要为长英质脉、闪长岩脉、闪长玢岩脉等。一般规模较小，有些脉体穿插破坏含矿层。

2.4 蚀变作用

矿床内主要蚀变为脱玻璃化作用，矿床的形成是火山玻璃质熔岩及碎屑岩在热水盆地内蚀变作用的结果。主要表现为蒙脱石化，此外有高岭土化和绿泥石化。这种蚀变现象只有在缺少介质条件下才停止。

矿石自然改型特征：矿内经钻探取样测试结果证实，平均深度在100m以下的矿体为钠基膨润土，100m以上为钙基膨润土。产生改型的原因是地表以下一定空间内，在钙基中性水的作用下，大量的ECa2+替换了蒙脱石晶层间原来吸附的ENa+，形成了以钙离子为主的钙基膨润土。随距离地表深度的加大，矿层的封闭条件越来越好，ECa2+离子不具备置换ENa+的条件，因此，地下深部保留了钠基膨润土。

3 矿床特征

3.1 含矿层特征

区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。

3.2 矿体特征

区内共有两条膨润土矿体。分别编号为T1、T2号矿体。

T1号矿体：地表出露宽度10.0～40.0m，走向上延伸1000.0m，走向近东西，倾向350°，倾角15°～20°。矿体赋存于凝灰岩间内，呈似层状产出，层位稳定。矿体由2个钻孔及探槽控制。其中钙基膨润土见矿厚度8.57-9.63m，平均见矿厚度9.07m，矿体厚度稳定，平均蒙脱石含量55.08%，品位变化系数16.33%，出露标高715.10～520.30m，矿体埋深0.0-194.80m；钠基膨润土见矿厚度1.91-6.69m，平均见矿厚度4.30m，平均蒙脱石含量52.59%，品位变化系数7.57%，出露标高545.60～418.40m，矿体埋深137.73-299.05m。矿石呈绿色、浅绿色，蜡状光泽，变余粒状结构，块状构造。吸湿性强，吸水膨胀。

T2号矿体：地表出露宽度5.0～30.0m，走向上延伸400m，走向近南北，倾向290°，倾角20°。矿体赋存于凝灰岩与安山岩接触部位，呈似层状产出，矿体与围岩界线清楚。矿体由探槽控制。蒙脱石含量50.0-55.33%，平均含量51.93%。地表可交换的阳离子以钙离子交换容量为主，矿石属性为钙基膨润土矿，深部未进行钻探验证。

3.3 矿石质量

肉眼观察：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。断口似贝壳状，侵入水中后即分解成碎粒，并有显著的膨胀。

镜下观察：矿石的主要矿物成分由蒙脱石组成，含量40%～80%，一般50%左右，其他矿物见有长石、白云母、石英、磁铁矿和泥质等，粒度相当细小，呈零散状分布。石英无色透明，它形粒状；磁铁矿黑色颗粒，不透明；泥质不透明。

4 矿床成因及找矿标志

4.1 成因类型

中生代侏罗～白垩纪火山活动，在太古界老基底所形成的盆地中沉积了一套火山碎屑岩（火山角砾岩、火山凝灰岩等），夹有少量陆相砂砾石等碎屑物，被后期火山熔岩（英安岩类或安山岩类）所覆盖，形成了一个封闭的碱性水体环境，并有熔岩流的热液作用，使火山碎屑充分水解，蚀变为蒙脱石，形成较厚的膨润土矿层。因此该矿床属陆相火山～沉积型矿床。

4.2 找矿标志

（1）中生代陆相火山沉积盆地是找矿的前提。

（2）矿体赋存于白垩系下统义县组地层中，受岩层控制，为找矿岩性标志。

（3）区内火山碎屑岩普遍存在蒙脱石化，其中蚀变强烈地段形成矿体或成为矿体的顶底板围岩，其特点成为典型的找矿标志。

（4）在矿区中，由于含矿岩层易于风化，在地形上多形成小凹斗地形。

以上四种直接的找矿标志，将为后期在该地区进一步工作提供可靠的地质依据和找矿方向。

参考文献

[1]辽宁省地质矿产局.辽宁区域地質志[M].北京：地质出版社，1989：33-55.

[2]杨占兴.辽宁省成矿系列与成矿区带研究[D].中国地质大学，2006：

10-12.

作者简介：付艳春（1981-），女，辽宁抚顺人，2005年毕业于辽宁工程技术大学，工程师，在职工程硕士，从事矿产地质勘查工作。