薄杖子鉀長(zhǎng)石礦地質(zhì)特征及開發(fā)應(yīng)用前景

王澤蛟

摘要：通過對(duì)薄杖子鉀長(zhǎng)石礦地質(zhì)特征分析，闡述了該礦床的成因類型，為中酸性侵入巖型。鉀長(zhǎng)石礦嚴(yán)格受沿?cái)嗔亚秩氲难嗌狡趬A性正長(zhǎng)巖小巖株控制，通過巖漿結(jié)晶分離作用而形成，區(qū)內(nèi)礦體基本裸露于地表，地表出露體呈零星分布，礦體形態(tài)均不規(guī)則。礦體的主要礦物為鉀長(zhǎng)石，次要礦物為石英、條紋長(zhǎng)石、絹云母、黑云母、角閃石，副礦物為黃鐵礦、磁鐵礦。礦石自然類型為堿性正長(zhǎng)巖型，工業(yè)類型為玻璃及建筑陶瓷用鉀長(zhǎng)石礦，開發(fā)利用方向?yàn)椴ＡЪ敖ㄖ沾晒I(yè)原料。

關(guān)鍵詞：鉀長(zhǎng)石;地質(zhì)特征;成因類型;開發(fā)利用

中圖分類號(hào)：P619.235 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-1903（2019）01-0060-05

我國的鉀長(zhǎng)石礦分布在多個(gè)省份，儲(chǔ)量較為豐富，但其加工應(yīng)用仍停留在初始階段，沒能得到深加工及高能效的開發(fā)利用，鉀長(zhǎng)石應(yīng)用面較廣，鉀長(zhǎng)石礦合理的開發(fā)利用能夠積極引導(dǎo)該礦種的開發(fā)。本文揭示了遼寧省凌源市薄杖子鉀長(zhǎng)石礦體的形成條件，為開發(fā)利用提供地質(zhì)基礎(chǔ)。遼西地區(qū)礦產(chǎn)資源豐富，但是該礦種在區(qū)域內(nèi)開發(fā)利用程度較低，如果能夠進(jìn)行規(guī)模性的開采，可為本區(qū)礦產(chǎn)的綜合利用做出貢獻(xiàn)。

1區(qū)域地質(zhì)背景

遼寧省凌源市薄杖子鉀長(zhǎng)石礦大地構(gòu)造位置處于華北地臺(tái)（I）北緣，燕山臺(tái)褶帶（Ⅱ），遼西臺(tái)陷（Ⅲ）朝陽穹褶斷束（Ⅳ）中段。其北以NE向凌源-北票斷裂為界，與內(nèi)蒙地軸（Ⅱ）的建平臺(tái)拱（Ⅲ）毗鄰;南以要路溝一錦西NEE向殼斷裂為界，與山海關(guān)臺(tái)拱（Ⅲ）相連（圖1）。

朝陽穹褶斷束呈北北東向展布，其北西和南東兩側(cè)分別為大城子-建昌和金嶺寺-羊山中-新生代火山巖斷陷盆地。單元內(nèi)廣泛分布侏羅紀(jì)-白堊紀(jì)火山巖建造、復(fù)陸碎屑巖建造和元古界-古生界碳酸鹽巖和碎屑巖建造。該區(qū)位于大城子盆地南西端與元古代隆起銜接部，沉積有大面積的元古界碎屑巖及碳酸鹽巖建造。

區(qū)域出露地層從老到新主要有太古界建平群;元古界長(zhǎng)城系、薊縣系、青白口系;古生界寒武系、奧陶系;中生界三疊系、侏羅系、白堊系和新生界第四系（圖2）。

2礦區(qū)地質(zhì)

（1）礦區(qū)地層

礦區(qū)內(nèi)出露的主要地層有長(zhǎng)城系的大紅峪組（CHd）和高于莊組（CHg），薊縣系霧迷山組（JXW），侏羅系藍(lán)旗組（J2z）以及第四系（Q）。

地層的總體走向?yàn)?00°-340°，傾向?yàn)槟衔?。其中大紅峪組和高于莊組傾角較陡為30°～50°;霧迷山組和藍(lán)旗組傾角均較緩，均小于30°。

大紅峪組下部由灰白色中厚層一厚層含燧石結(jié)核及燧石條帶白云巖、灰質(zhì)白云巖、灰紫色含鐵錳質(zhì)白云巖、淺灰色粉砂質(zhì)白云巖組成，地層走向300°-340°，傾向SW，傾角30°～50°。

高于莊組巖性主要為灰一灰黑色薄層板狀灰?guī)r、中厚層燧石條帶灰質(zhì)白云巖夾灰黑色含錳白云巖及頁巖，其底部為灰黑色薄層含錳石英砂巖，下伏大紅峪組。地層產(chǎn)狀為走向300°～340°，傾向SW，傾角35°～50°。

霧迷山組巖性主要為暗灰—灰白色中厚層及薄層含燧石條帶及燧石結(jié)核灰質(zhì)白云巖，地層走向350°～350°，傾向SW，傾角10°～30°。

藍(lán)旗組巖性主要由安山巖及火山碎屑巖組成。地層走向320°～330°，傾向NE，傾角5°-10°。

第四系全新統(tǒng)主要以土黃一黃褐色黃土、砂質(zhì)亞粘土與砂礫石層堆積為主。

（2）構(gòu)造

區(qū)內(nèi)發(fā)育單斜構(gòu)造和兩條斷層。

單斜構(gòu)造：地層組合為長(zhǎng)城系大紅峪組、高于莊組及薊縣系霧迷山組，分別由兩個(gè)斷層分割成獨(dú)立的單斜構(gòu)造，總體產(chǎn)狀變化不大，走向300°～350°，傾向SW，傾角10°～50°。

正斷層F4：為區(qū)域白師溝正斷層的北部分支，上盤為霧迷山組，下盤為大紅峪組，斷裂走向345°～360°，傾向SW，傾角40°～50°。

逆斷層F5：為區(qū)域落陽臺(tái)山弧形斷層的北部分支，上盤為大紅峪組，下盤為高于莊組，斷裂走向320°～350°，傾向SW，傾角40°～50°。

（3）巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿巖發(fā)育不強(qiáng)烈，主要巖漿巖為正長(zhǎng)巖小巖株，也是鉀長(zhǎng)石礦的成礦母巖，位于逆斷裂F5的上盤。

3礦床地質(zhì)

3.1礦體特征

區(qū)內(nèi)共發(fā)育鉀長(zhǎng)石礦體7條（處），礦體呈脈狀、透鏡狀及不規(guī)則橢圓狀展布，礦體長(zhǎng)度23～154m，水平厚度2.5～48.7m，平均品位為SiO2：59.28%～63.50%，AI2O3：17.65%～20.48%，F(xiàn)e2O 3：0.60%-4.63%，K2O：3.61%-13.36%，Na2O：0.24%-6.56%;CaO：0.39%-0.69%，MgO：0.20%～0.32%，TiO2：0.078%-0.38%，SO3：0.018%～0.041%，P2O5：0.019%～0.19%，白度28.0%-46.6%，其中Ca、Mg、Ti、S、P及白度為組合分析結(jié)果。礦體中Fe203含量普遍較高，采用現(xiàn)代先進(jìn)的選礦工藝，除鐵后可獲得低品位鉀長(zhǎng)石礦體。其特征見表1。

從礦產(chǎn)分布圖中可以看出礦體主要是不規(guī)則的幾何體形態(tài)，而且礦體大小不一，分布也不均勻（圖3、圖4）。

3.2礦石質(zhì)量

經(jīng)基本分析樣品及組合分析樣品的測(cè)試結(jié)果知，礦石化學(xué)成分主要為SiO2、A12O3、Fe2O3、K2O、Na2O等，其次為CaO、MgO、TiO2、SO3、P2O5等。其中，鐵平均含量略有偏高，其余主要化學(xué)成分及雜質(zhì)含量均滿足建筑陶瓷及玻璃用化學(xué)成分含量要求。礦體礦石主要化學(xué)成分見表2。

3.3礦石礦物特征

礦石主要礦物為鉀長(zhǎng)石（約占75%～95%）、石英（約占3%～8%），少量條紋長(zhǎng)石（約占3%～5%），微量黑云母、角閃石、絹云母、黃鐵礦、磁鐵礦等。

鉀長(zhǎng)石：肉紅色，半自形一自形板狀晶體，粒狀，粒徑一般0.2～0.8mm，斑晶0.8～2.0mm，絹云母化、泥化發(fā)育，正交偏光下格子雙晶發(fā)育。

石英：白色一乳白色，它形粒狀晶體，粒徑在0.1～1.0mm左右，晶體干凈透明，無解理，分布均勻。

條紋長(zhǎng)石：淺肉紅色，半自形一它形板狀，粒徑0.2～0.8mm，高嶺土化發(fā)育。

絹云母：鱗片狀，少部分白云母化，晶體以集合體形式分布于鉀長(zhǎng)石間隙之間。

黑云母：?jiǎn)纹忡R下呈黃綠色—褐色，多色性顯著，片狀，粒徑為0.1-0.4mm，綠泥石化強(qiáng)烈。

角閃石：半自形柱狀，平均粒度1.0mm，強(qiáng)烈綠泥石化。

黃鐵礦：淺黃色，粒度在0.5～4.0mm左右，呈粒狀、浸染狀分布于巖石中。

磁鐵礦：黑色、灰黑色，呈粒狀、浸染狀分布于巖石中。

礦石自然類型為堿性正長(zhǎng)巖型，工業(yè)類型為玻璃及建筑陶瓷用鉀長(zhǎng)石礦。

4礦床成因及找礦標(biāo)準(zhǔn)

礦床的成礦母巖為正長(zhǎng)巖，主要位于斷裂的上盤，綜合分析成礦條件及礦體地質(zhì)特征，認(rèn)為該區(qū)鉀長(zhǎng)石礦受沿?cái)嗔亚秩氲难嗌狡趬A性正長(zhǎng)巖小巖株控制，該巖體局部地段富集為鉀長(zhǎng)石礦，礦床成因?yàn)橹兴嵝郧秩霂r型鉀長(zhǎng)石礦床（遼寧省有色地質(zhì)局一。九隊(duì)，2016）。隨著巖漿的逐步冷卻，通過結(jié)晶分離作用（鄧晉福等，2004），鉀長(zhǎng)石開始初步結(jié)晶，而后富集成礦。

由于其成礦母巖為巖漿巖，其儲(chǔ)礦空間多受構(gòu)造影響，礦體規(guī)模大小不一，地表有時(shí)僅僅出現(xiàn)露頭，其深部有可能形成大規(guī)模的礦體。在有物化探異常地區(qū)要進(jìn)行深部驗(yàn)證，在斷裂構(gòu)造發(fā)育地段，中酸性侵入巖出露的地區(qū)，應(yīng)視為礦體形成的主要標(biāo)志。

5開發(fā)利用前景

鉀長(zhǎng)石礦開發(fā)利用較早，隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展，應(yīng)用的領(lǐng)域也越來越廣，目前其主要用途為制作陶瓷、玻璃、搪瓷、磨料等。鉀長(zhǎng)石礦在全國范圍內(nèi)分布較廣、儲(chǔ)量較多。遼寧的營(yíng)口和海城地區(qū)有一定的儲(chǔ)量，其Fe2O3含量也比較低，有利于工業(yè)選煉（胡波等，2005）。而薄杖子的鉀長(zhǎng)石礦除了Fe2O3含量超標(biāo)外，其余的K2O、Na2O、SiO2、A12O3含量均符合技術(shù)要求。根據(jù)當(dāng)前的選煉技術(shù)要求，該地區(qū)的鉀長(zhǎng)石礦可供工業(yè)利用。其中Ⅵ、Ⅶ號(hào)礦體中鐵含量較低，其他分析項(xiàng)目品位也符合工業(yè)開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，是今后開發(fā)利用優(yōu)先考慮的礦體。

6結(jié)語

我國鉀長(zhǎng)石礦產(chǎn)資源豐富，在許多的省份均有分布，有些地區(qū)鉀長(zhǎng)石礦產(chǎn)資源已經(jīng)成為當(dāng)?shù)氐膬?yōu)勢(shì)非金屬礦產(chǎn)資源。遼寧省凌源市薄杖子地區(qū)鉀長(zhǎng)石礦產(chǎn)資源還沒有得到充分的發(fā)揮利用，當(dāng)?shù)貙?duì)于該礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用程度也不高。今后應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)與省區(qū)外鉀長(zhǎng)石企業(yè)之間的聯(lián)系，進(jìn)而引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，加強(qiáng)該地區(qū)鉀長(zhǎng)石礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用。為地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。