河北省滦平县安纯沟门蛭石矿矿床地质特征

刘会军

摘 要：蛭石经过高温焙烧体积迅速膨胀8～20倍，焙烧后比重130～180kg/m3，具有体重轻、保温、隔热、隔音、耐火、耐冻、无毒、无味、无副作用等特点，广泛用于建筑、冶金、农林园艺、土壤调节剂、饲料添加剂、污水吸附剂、海水油污吸附剂行业，用途十分广泛。该文介绍了河北省滦平县安纯沟门蛭石矿矿床地质特征、矿石质量、矿床成因与找矿标志。

关键词：蛭石矿 矿床特征 矿床成因 找矿标志

中图分类号：P618. 41 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）01（a）-0064-02

1 区域地质条件

矿区位于中朝准地台（Ⅰ2）燕山台褶带（Ⅱ22）承德拱断束（Ⅲ32）大庙穹断束（Ⅳ202）构造单元的西缘（滦平盆地北缘）。区内出露地层主要为太古界单塔子群变质岩系，次有中生代火山—沉积岩地层。红石砬—大庙—娘娘庙东西向区域性深断裂由普查区北侧通过，断裂构造较发育，褶皱次之。岩浆岩发育一般，有早元古代超基性岩体及燕山期各类脉岩侵入。（见图1）

1.1 地层

區内出露地层主要为太古界变质岩系、中生界火山岩及新生界第四系。

1.1.1 太古界

太古界单塔子群白庙组（Arb）：分布于矿区的北部及全普查区，变质岩系是由各类型变粒岩和混合岩化角闪斜片麻岩组成，局部夹磁铁石英岩，它的原岩应是硅铁泥质建造岩石。该组地层分布广泛，占区域面积的60%以上。蛭石矿的母岩（超基性—辉石角闪石岩体），顺层侵入产于该组地层中，片麻理总体走向40 °，倾向130 °，倾角40～60 °。

1.1.2 中生界

中生界白垩系西瓜园组（K1x）：分布于普查区东南部滦平盆地中，以河湖相碎屑岩及陆相沉积岩建造为主。岩性组合主要由灰黄色和黄色巨厚层砾岩，凝灰质砾岩组成，次为含砾粗砂岩、泥质粉砂岩、灰黑色页岩、泥岩等。以正断层与太古界白庙组地层接触，区域内出露面积占区域面积的40%。岩层总体走向北东30 °，倾向340 °，倾角20～15 °。

1.1.3 新生界第四系

新生界第四系全新统（Q4）：分布于河谷两岸及部分沟谷中，以冲洪积、残坡积物为主，岩性为砂砾石、砂质粘土、亚粘土组成，厚3～1.5 m。

1.2 构造

由于受区域性红石砬—大庙—娘娘庙东西向深断裂构造影响，近东西向及北东向断裂构造较发育。

F1正断层：分布于普查区北部，西部分布于白庙组地层中，东部分布于白庙组地层与西瓜园组接触处。出露长80 km、破碎带宽10～15 m，总体走向60 °、倾向南东、倾角55～60 °。

F2正断层：分布于普查区东部西瓜园组地层与白庙组地层接触处，北端与（F1）正断层相交，出露长30 km、破碎带宽5～7 m，总体走向20 °、倾向南东、倾角50 °。

褶曲构造不发育，主要分布于古老的变质岩系及中生界地层中，多为宽缓的向斜或背斜构造呈现，轴向多为东西向。

1.3 岩浆岩

岩浆岩不发育，仅在普查区西北处。现有早元古代闪长岩体（δ12），及矿区内蛭石矿成矿母岩辉石角闪石岩（ψLo）。

1.3.1 闪长岩体（δ12）

岩体长轴方向近东西，出露面积约1 km2左右，灰色或浅绿色.矿物成分主要为中性斜长石（40%）、角闪石（35%）、黑云母（15%）及微量磁铁矿、磷灰石、钛铁矿、榍石等。粗粒全晶质、自形—半自形粒状结构或似斑状结构，块状构造。

1.3.2 辉石角闪石岩（ψLo）

辉石角闪石岩呈似层状或宽脉状顺层断续分布于单塔子群白庙组地层中，由西至东有北窝铺岩体、三道河岩体及本矿区岩体，在地表因风化多为负地形出现。一般东西长300～500 m，宽50～70 m。矿石呈自形—半自形晶，中粒状结构，块构状构造。主要矿物成分为角闪石（40%）、辉石（25%）、斜长石（15%）、黑云母（15%），部分角闪石、辉石蚀变成蛭石，辉石角闪石岩是蛭石成矿之母岩。

1.3.3 脉岩

主要有花岗斑岩、石英正长斑岩、闪长玢岩、正长岩，一般长数10～100 m，宽1～2 m，多沿断裂破碎带分布于单塔子群白庙组地层中。

1.4 赋矿层位

蛭石矿体赋存于早元古代超基性辉石角闪石岩体（ψLo）的顶部。

2 矿体特征

矿体呈近北东带状（层状）分布，矿体长1180 m，厚度42.9～54.6 m，平均厚度49.78 m，厚度较稳定。矿体走向40 °，倾向140 °，倾角60 °。

3 矿石质量

3.1 矿石自然类型

小白旗蛭石矿石属超基性岩（辉石角闪石岩）风化壳型蛭石矿床。根据矿体和矿石质量特征，可划分两种矿石类型，即半疏松和疏松矿石类型。矿石结构为柱粒状鳞片变晶结构、局部交代结构，疏松块状构造为主，片状构造次之，蛭石含量为50%～75%。

本区矿石类型主要以疏松蛭石类型为主，次为半疏松类型。

3.2 矿石结构、构造

蛭石矿石为鳞片变晶结构，局部有交代结构，以疏松块状、块状构造为主，片状、条痕状构造较少。

3.3 矿石矿物成分及含量

矿物成分主要有蛭石、辉石、角闪石矿物和副矿物磁铁矿、磷灰石及蚀变矿物绿泥石、绿帘石、滑石、褐铁矿组成。

矿石中有用矿物成分为蛭石，其颜色以黄色、黄褐色、褐色为主，暗绿色、黑绿色、黑色次之，珍珠光泽、油脂—玻璃光泽，蛭石多呈鳞片状，最大片径10 mm，最小片径小于1 mm，大多数在1～4 mm之间。蛭石含量30%～75%。

3.4 矿石化学成分及微量元素

矿石化学成分中，SiO2平均44.94%，Al2O36.41%，Fe2O35.67%，FeO 2.56%，TiO20.28%，MnO0.08%，MgO21.54，；CaO3.73%，K2O1.55%，Na2O0.56%，P2O50.23%，H202.82%，LOS11.34。

3.5 矿石中有益有害组分

3.5.1 矿石中有益组分含量

矿石中有用矿物成分为蛭石，蛭石含量30%～75%。

3.5.2 矿石中有害元素含量

脉石矿物主要为辉石、角闪石残留矿物，呈粒状、柱状，粒径一般为1～3 mm，最大粒径5 mm左右，含量20%～50%，次为蚀变矿物，黑云母化、绿泥石、绿帘石、滑石含量5%～20%。

3.6 矿石品级

矿石品位（含矿率）的高低，是衡量蛭石矿石的重要标志。它涉及到资源储量估算中蛭石矿量的多少，關系到今后开发利用。为此，对全区蛭石57件样品进行了品位（含矿率）数理统计见表1。

由表可知，该矿最高含矿率为350.45 kg/m3，最低含矿率为155.57 kg/m3，平均含矿率253.0 kg/m3，品位变化系数（Vc）为35%，属较均匀型。

3.7 蛭石矿物理特征

物理性能，主要指蛭石的膨胀率、容重、粒度（片径）。

蛭石矿物的膨胀率、粒度（片径）、容重（蛭石生料容重、熟料容重）是衡量质量好坏的重要物理性能，它直接涉及到蛭石在工业上的利用价值。国家建筑材料工业地质工程勘查研究院测试中心按蛭石鳞片大小分四个等级，在膨胀温度950℃进行单矿物物性测试。Ⅰ级品鳞片>4 mm，线膨胀倍数12.8倍、体膨胀倍数（未测）、生料容重696（kg/m3）、熟料容重54（kg/m3）；Ⅱ级品鳞片2～4 mm，线膨胀倍数16.7倍、体膨胀倍数5.5倍，生料容重810（kg/m3）、熟料容重78（kg/m3）；Ⅲ级品鳞片1～2 mm，线膨胀倍数（未测试），体膨胀倍数为5.1倍，生料容重850（kg/m3）、熟料容重104（kg/m3）；Ⅳ级品<1mm，体膨胀倍数为4.1倍，生料容重876（kg/m3），熟料容重120（kg/m3）。全区蛭石（Ⅰ～Ⅳ）品级平均值，线膨胀14.75倍、体膨胀4.9倍、生料容重808（kg/m3）、熟料容重89（kg/m3）。

3.8 矿体围岩和夹石

矿体内含有少量的单塔子群白庙组变质岩夹层及蚀变弱的辉石角闪石岩残留体。变质岩夹层岩石，颜色较浅，辉石角闪石岩残留体较坚硬含蛭石少，易与蛭石矿石区别，经手选可以剔除。

4 矿床成因及找矿标志

4.1 矿床成因

该蛭石矿床产于太古代超基性辉石角闪石岩岩体顶部，矿体成因大致经历两个阶段。

黑云母形成阶段，辉石角闪岩体其本身岩浆活动后期，在气成热液作用下岩体中的辉石、角闪石蚀变成黑云母。该阶段的蚀变作用、在岩体的膨大部位或岩体侵入前峰最为强烈，蚀变矿物黑云母最多；在岩体垂直方向上，岩体上部较下部生成的黑云母多。至此，黑云母的形成为下阶段蛭石的形成奠定了物质基础。

蛭石形成阶段，黑云母生成之后，在漫长的地质构造、岩浆岩活动及风化作用下，使黑云母化的辉石角闪石岩体中的黑云母长期受到地下水浸蚀及水化作用，使黑云母失去碱金属（K、Na）离子，Ca2+离子重新排列，黑云母结构发生变化而生成蛭石。

由上所述，蛭石成因应是岩体中的辉石、角闪石经过热液蚀变生成黑云母，黑云母经长期的地下水和地表水的水化作用而生成蛭石。

4.2 找矿标志

滦平县虎什哈镇三道河蛭石矿、滦平县邓厂北窝铺蛭石矿及本蛭石矿，均产于太古界地层中的超基性岩体中，因超基性岩体含较多的辉石、角闪石经热水事件后变成黑云母，黑云母进一步水化变成蛭石，故蛭石矿床形成与超基性岩体有密切关系。因此，古老的超基性岩体可作为找蛭石矿床首要成矿条件。

蛭石除了观察颜色、光泽、鳞片大小外，可用火焰烧法，置于酒精火焰上焙烧，质量好的蛭石会很快膨胀10～15倍，颜色由暗色变为银色或金黄色；还可以用刻划法，用指甲在蛭石晶体面上刻划一痕迹，蛭石面上遗留下一条向里凹陷的线条，可与黑云母区分。

5 矿石加工技术性能

将矿石由采场运输至选矿加工厂后，过筛，将大块矿石进行粉碎与筛底下的细粒矿石合并一起，再在烘窑中进行焙烧一定温度后使蛭石膨胀出窑后，用鼓风机的风力进行风选矿，可得到熟料蛭石矿粉。

6 结论

河北省滦平县安纯沟门蛭石矿资源储量1123万t以上，经过详查后资源储量有望增加。

参考文献

[1] 河北省北京市天津市区域地质志[M].地质出版社，1989.

[2] 河北省滦平县安纯沟门乡小白旗村蛭石矿普查地质报告.承德市国土资源规划设计院，2011.