辽宁省彰武县后新秋镇小四家子陶瓷粘土矿成因探讨

摘 要：小四家子瓷土矿矿床成因主要是在低温低压的条件下，酸性火山碎屑岩和酸性火山熔岩，受弱酸性地下水溶液的淋滤、蚀变作用，蚀变而成的矿床。

关键词：陶瓷粘土矿；找矿标志；彰武

辽宁省彰武县后新秋镇小四家子陶瓷粘土矿位于黑山至彰武中生代断陷盆地的半拉门至后新秋向斜盆地北东翼的盆地边缘，缓倾斜向斜盆地中。产于白垩系义县组酸性火山岩中的粘土（高岭土）矿。

1 区域地质背景

矿区位于新华夏构造松辽沉降带黑山至彰武中生代断陷盆地中的半拉山-后新秋向斜盆地北东翼的盆地边缘。褶皱构造呈一缓倾斜的向斜，为呈NW向340°左右向斜盆地，义县组上段（K1y3）灰白色流纹岩组成盆地的轴心。盆地中心地层倾角10-15°，总体走向与地盆一致。断裂构造受新华夏系构造影响，以NNW向，压扭性断裂构造为主，NE向压扭性断裂为辅，前者比较发育，规模大小不一，一般长3-4km，宽0.5-10m，沿NW320-350°方向展布，倾向NE，倾角65-70°，局部近于直立。二组构造均为成矿后期构造，与矿化无明显关系。

1.1 地层

盆地内堆积了一套显示北北东向的白垩系下统义县组内陆湖相酸性喷发火山岩系。这套火山系大致可划分为三个较大的喷发旋回，每一喷发旋回以强烈的喷发至平静的溢出相交替。从整体上看，每一喷发旋回岩浆有从中基性向中酸性演变的现象，喷发物有由多到少的趋势。该粘土（高岭土）的矿化和赋存与酸性-中性喷发火山碎屑岩及其后期的热液作用有密切关系。

下白垩统义县组：区域内出露地层为一套呈北东向分布的白垩系，内陆湖相基性到酸性火山喷发到喷溢火山岩系。在一些冲沟及低洼处有第四系残、坡、冲积层。分述如下：

白垩系下统义县组火山岩系从喷发到溢出大致可划分出三个旋回，从下至上可分为下、中、上三段：

下段（K1y1）：分布在菜家沟至胡家沟一带。底部紫红色粗面质集块岩，安山质角砾集块岩。顶部暗灰色玄武安山岩及玄武岩。

中段（K1y2）：分布在测区东、北部二吉百-大四家子-后新秋一带。

中段下部（K1y2-1）：主要为灰绿色安山质集块岩；绿色安山质集块角砾岩。该层的顶部为紫红色英安岩，夹紫色流纹岩、黑曜岩、珍珠岩。厚约350m，与下伏地层为整合接触关系。

中段上部（K1y2-2）：主要为绿灰色角闪安山岩，灰白色流纹岩。灰绿色凝灰岩及角砾凝灰岩，其底部有绿色安山集块角砾岩。分布于测区南部和西南部。厚度大于300m。

上段（K1y3）：分布在苇子沟至赵家一带。

上段下部（K1y3-1）：在小四家子一带，呈零星出露。主要为灰白色流纹质凝灰岩，灰白色、灰绿色角砾凝灰岩互层，局部夹流纹质熔岩角砾岩，在凝灰岩中赋存灰白色、淡绿色粘土矿，厚度200m左右。

上段上部（K1y3-2）：在小四家子-社稷阁南部及朝阳沟、赵家沟一带。以浅灰色、灰紫色、浅玫瑰红色流纹岩为主，其中夹流纹质熔岩角砾岩、灰白色流纹质凝灰岩及少量紫色安山岩扁豆体，顶部赋存珍珠岩矿，厚度250m左右。

第四系全新统：以残坡积为主、多为土黄色土壤、岩块及砂质粘土，在沟谷及沿岸多为冲积的松散状泥砂，绝大部分为农田耕地。厚度在数十厘米至数十米不等。

1.2 岩浆岩

区域上岩浆活动主要为喷发及喷溢作用，侵入岩不发育，而与中生代晚期火山活动相伴随的岩浆活动有酸性至中性超浅成侵入岩。岩石种类有次英安岩、次流纹岩。此外晚期的辉绿岩脉、闪长岩脉及细晶岩脉等亦可见。次火山岩在成因上与区内火山喷发岩同源、在时间上与火山喷发岩同时，在空间分布上与区内火山喷发岩基本一致，多沿北北西方向分布，呈脉状产出。

1.3 区域矿产

区内的矿产除南部赵家沟金矿外，主要是与火山岩有关的非金属矿。具有工业意义的矿产有珍珠岩、黑曜岩、粘土矿、沸石矿等。珍珠岩有十家子、阿古庙、水泉。黒曜岩分布在阿古庙至胡家沟一带，粘土矿分布在古树子、白银花、大泉眼。沸石在后新秋、大四家子、罗锅沟一带。除前新秋瓷土矿外，还有敖胡 、屈家沟、古树子、刘邦屯及土城子珍珠岩矿；古树子及白银花膨润土矿；罗锅沟、敖胡 、屈家沟、土城子、大四家子、大泉眼、洼子丝光沸石和斜沸石矿等。

2 矿床成因

小四家子粘土矿，矿体呈似层状由酸性火山碎屑岩或熔岩的蚀变产物。

（1）火山构造洼地或断陷盆地：在火山岩构造洼地或断陷盆地中堆积的一套酸性火山岩系是成矿的物质基础。小四家子火山岩构造洼地中的火山岩是内陆陆相堆积的，成矿之后在不同地段，受不同酸碱溶液的作用，形成不同类型的粘土矿床。（2）火山岩构造洼地中的火山岩都有不同程度的土化现象：从瓷土矿体本身和近矿围岩的化学成分看，SiO2含量都在68%以上。一般在70-75%，因此瓷土矿形成的先决条件原岩必须是酸性火山碎屑岩或熔岩。（3）瓷土矿的埋藏深度一般在地表以下5-100m，标高0m以上这样一个深度地下水的淋滤作用强烈，可促进酸性火山岩中的长石类矿物充分蚀变，分解成为粘土类矿物。

在前新秋瓷土矿和小四家子瓷土矿的矿体中有星点状黄铁矿和呈晶簇状的石英细脉存在，这证明瓷土矿是在酸性水溶液中形成的。

根据以上几点，小四家子瓷土矿矿床成因为：在低温低压的条件下，酸性火山碎屑岩和酸性火山熔岩，受弱酸性地下水溶液的淋滤、蚀变作用，蚀变而成的矿床。

3 找矿标志

从瓷土矿床的形成条件、成因、矿床特征，找矿标志大致可以归纳为：（1）地层层位标志：法库-彰武一带的瓷土矿均赋存在义县组层位中。（2）有利岩性标志：酸性火山碎屑岩和熔岩，这二种岩性SiO2含量均较高，色泽浅为灰白色-浅灰色。在灰白色层状流纹岩的下部存在瓷土矿。因此，该岩性可作为一个找矿标志。（3）地貌标志：矿体所在部位多为正地形里的负地形。（4）伴生矿产标志：瓷土矿赋存的地区，常有膨润土矿、珍珠岩和沸石矿等火山作用的非金属矿产伴生，可在同一区内，也可在其附近。因此这些伴生矿产可作为间接找矿标志。

4 远景预测

小四家子陶瓷粘土矿，限于投入工作量太少，探获的砂质高岭土资源量较小，而高岭土矿化体的规模较大（地表），且矿体呈似层状，严格受酸性火山碎屑岩、酸性熔岩控制。区内流纹质凝灰岩、流纹质凝灰角砾岩、流纹岩、英安质凝灰岩、流纹质熔岩角砾岩含矿层位分布面积较大且稳定，均有不同程度的土化。矿化区面积大于10km2；在0.12km2范围内已探获砂质高岭土约20万吨，且钻孔见矿率为100%，按此矿化区面积10km2预测，粘土矿（砂质高岭土）远景可达200万吨以上，有望形成中型（200万吨）高岭土矿床。

参考文献

[1]金永鑫，董军.辽宁省彰武县后新秋镇小四家子陶瓷粘土矿地质普查报告[R].2010.

[2]辽宁省地质矿产勘查局.1/20万区域地质调查报告[R].1979.

作者简介：王飞（1980-），男，辽宁朝阳人，2003年毕业于辽宁工程技术大学，工程师，从事矿产地质勘查及研究工作。