灵寿县南寺—新开一带矽线石矿床地质特征及成因

田 贺

（中国建筑材料工业地质勘查中心河北总队，河北 保定 071051）

1 地质概况

矿床位于矿区位于灵寿县西北部南寺—新开一带，距灵寿县县城约70km。赋存在太古界阜平群团泊口组中段含矽线石石英球体钾长浅粒岩中，矿石自然类型亦为矽线石钾长浅粒岩型，同属区域变质矽线石矿床，矿区大地构造位置位于中朝准地台山西断窿五台台拱阜平穹褶束, 区域构造以褶皱和断裂构造为主。褶皱为太古代末期阜平群沉积后形成的挤压强烈的同斜倒转褶曲。褶曲排列紧密，线性清楚，轴向近东西向，延伸4～9km，宽1.5～3km，两翼岩层产状25～40°，以向南陡倾，向北缓倾的膝状背斜和较平缓的向斜为主，间有一些倒转背斜。组成褶皱的地层主要为团泊口组、南营组，因此褶皱对矿体起控矿作用。

2 矿床特征

2.1 矿体规模

矿体赋存在太古界阜平群团泊口组中段(Arft2)含矽线石石英球体钾长浅粒岩中。共有6个矿体，编号为K1、K2……K6。其中K1至K3矿体分布于寒巴矿段，K4矿体分布于新开北沟，K5矿体分布于杜家庄北沟，K6矿体分布于砂子硐矿段。K1、K3为主要矿体，见右图。

K1矿体：分布于寒巴矿段1～2线，东部自然尖灭，西部被断层截断，形态呈似层状。矿体总体走向NW-SE，倾向195～205°，倾角20～22°，走向延伸长度268m。据单工程统计，矿体在TC01中的厚度为5.54m，在TC02中的厚度为3.26m。据单样统计，含矿率最高40.40%，最低为21.92%。矿体平均含矿率为27.99%。含矿率变化系数21%，矿石含矿率稳定。矿体的矿物资源量为9.4万t，占总矿物资源量的23.8%。

K1、K3矿体赋存区地质图

K3矿体：分布于寒巴矿段4～7线，由4个勘查工程控制。两端自然尖灭，形态呈似层状。矿体总体走向近东西向，倾向185～215°，倾角25～35°，走向延伸长度664m。据单工程统计，矿体在TC04中的厚度最大为7.20m，在TC06中的厚度最小为2.30m。单样含矿率最高为40.08%，最低为15.51%。矿体平均含矿率为22.43%。含矿率变化系数31%，矿石含矿率稳定。矿体的矿物资源量为14.1万t，占总矿物资源量的35.8%。各矿体特征见表1。

2.2 矿石类型

矿石自然类型只有一种，即矽线石钾长浅粒岩型。矿石多呈灰白色、灰色、地表风化后呈黄绿色、黄褐色。束状粒状变晶结构，块状构造，有时具弱片麻状构造。矿石主要由矽线石、钾长石组成，含有少量斜长石、石英及磁铁矿。

表1 矿体特征一览表

矽线石以单晶及集合体叠加在钾长石颗粒状矿物上，单晶为长柱状、针状，长1～5mm，宽0.01～0.02mm，柱面竹节状裂开发育，横切面为四边形。集合体束状、放射状，此外还有少量呈毡状、囊状。矽线石含量30%～50%。

2.3 质量特征

(1) 化学组分特征。

矽线石矿石多项化学分析结果详见表2。

表2 矿石多项化学分析结果(%)

矽线石单矿物化学分析结果详见表3。根据冶金工业出版社《非金属矿工业手册》矽线石类矿物精矿化学成分一般要求：SiO2＜42%、Al2O3≥55%、Fe2O3＜1.5%、TiO2＜1.5%、K2O+Na2O＜1%，本矿床符合要求。

表3 单矿物多项化学分析结果(%)

(2) 矿物组分特征。

对6个矿体43件样品中矽线石含量的统计结果如下(见表4)：10%～15%的样品1件，占2%；15%～20%的样品18件，占42%；20%～25%的样品13件，占30%；25%～30%的样品4件，占9%；30%～35%的样品4件，占9%；35%～40%的样品1件，占2%；＞40%的样品2件，占5%。单样最高40.40%，最低13.78%，算术平均22.05%；单工程最高31.63%(TC07)，最低15.28%(TC18)，算术平均20.41%。

2.4 矿石工业利用性能评价

2006年7月，对矿区的矽线石矿进行了小型选矿试验，样品(300kg)加工首先进行破碎、过筛三次，最后制成粒度＜1mm的样品进行试验。选矿方法为磁选、浮选。工艺流程为弱磁选—浮选—强磁选。

表4 矽线石含量统计

选矿的工业指标：矽线石精矿T Al2O3(全铝)＞54%，Fe2O3＜1.5%，TiO2≤1%，K2O＋Na2O≤1%，矽线石回收率≥44%。试样T Al2O3(全铝)36.38%，矽线石Al2O325.47%，矽线石含量40.46%。

经试验，最终精矿T Al2O3(全铝)56.85%，矽线石Al2O352.60%，Fe2O31.17%，TiO20.09%，K2O+Na2O 0.99%，矽线石回收率55.59%，达到了指标要求。

3 矿床成因

通过对矽线石基本特征和矿床成矿地质条件的分析认为，本矿床属于区域变质型矽线石矿床。其形成和富集的机理如下：

(1) 富铝原岩为矽线石成矿提供物质基础，是控制矽线石成矿的矿源层。浅粒岩由长石石英砂岩或硬砂岩经区域变质生成，石英球体系原岩中的砾石，非变质分异的产物。

(2) 矽线石是在中等压力或低压、温度较高的条件下由白云母分解而成。

(3) 从大地构造角度看，我国蓝晶石、矽线石、红柱石矿床主要分布在几组构造带内和不同构造带的复合部位。在构造带内紧密褶曲发育的部位，蓝晶石、矽线石易形成较富矿体。本地区褶皱的异常发育与本区矽线石矿的形成不无关系。

(4) 混合岩化强烈、热变质作用明显的矿床，矽线石聚集成瘤状、粒状[2]。本矿床矽线石即具有这种瘤状集合体，说明其成因与混合岩化作用有很大关系，与本区域普遍混合岩化作用相吻合。

今后矽线石的找矿方向应重点着眼于团泊口组中段，其次是南营组。含矽线石石英球体钾长浅粒岩为其找矿标志。

4 结语

灵寿县南寺—新开一带矽线石矿成矿地质条件较好，交通方便，是一处理想的矽线石矿产地。矽线石特征是，当加热到一定温度时变为富铝红柱石(Al2O3·2SiO2，又称莫来石)和氧化硅(SiO2)混合物，并发生体积膨胀，矽线石的转化温度为1500～1650℃，体积膨胀率为5%～8%。矽线石可作耐火定型材料，用于制作耐火砖、坩埚、电火花塞及高温计套管；也可作耐火不定型材料，如喷涂料、可塑料、捣打料及耐火胶泥等；作冶金原料，可用于冶炼高强度轻质合金，还能吹制各种高铝硅酸盐绝缘体、陶瓷制品、铸造精密部件，本矿床的开发利用前景广阔。

[1]矿产资源工业要求手册编委会.矿产资源工业要求手册(2012年修订本)[M].北京:地质出版社,2012:395-399.

[2]田煦,周开灿,文化川.非金属矿产地质学[M].武汉:武汉工业大学出版社,1989:386-396.

[3]胡兆扬.非金属矿工业手册[M].北京:冶金工业出版社,1992.