辽西下河套石膏矿地质特征及找矿方向探讨

柳忠杰

（中国建筑材料工业地质勘查中心辽宁总队，辽宁 沈阳 110004 ）



【其 他】

辽西下河套石膏矿地质特征及找矿方向探讨

柳忠杰

（中国建筑材料工业地质勘查中心辽宁总队，辽宁 沈阳 110004 ）

【摘 要】本文详细介绍了辽西下河套石膏矿床地质特征，总结了主要找矿标志，为进一步在辽西地区寻找石膏矿床指明了方向。

【关键词】海相沉积矿床；地质特征；找矿方向；下河套石膏矿

下河套石膏矿是在2010年普查找矿中发现的，该矿床赋存于下寒武统毛庄组地层中。本次勘查工作首次在辽西地区毛庄组地层中发现石膏工业矿体，这是继辽阳地区碱厂组、馒头组发现石膏矿床之后，辽宁总队在石膏找矿勘查工作中的又一次重大突破。该成果的取得进一步丰富了石膏矿床成矿理论，对辽西地区石膏找矿勘查有重要的指导意义。

本文在详细研究矿床地质特征的基础上，总结了该矿床成因，并归纳了主要找矿标志，为进一步在辽西地区寻找石膏矿床指明了方向。

1 区域地质背景

矿床大地构造位置处于中朝准地台（Ⅰ）燕山台褶带（Ⅱ）辽西台陷（Ⅲ）朝阳穹褶断束（Ⅳ）的南半部［1］。

区域内最古老的基底为太古界建平群，盖层为上元古界震旦系，古生界寒武系，下、中奥陶统，中、上石炭统，二叠系，中生界下、中三叠统，侏罗系、白垩系地层呈角度不整合覆于其上，地层发育完整。

区域北北东—北东向构造发育，主要褶皱构造有南营子—野猪沟倾伏向斜，次为崔家沟背斜。断裂构造不发育。

岩浆岩不发育。

2 矿床地质特征

2.1 矿区地质

2.1.1 地层

矿区出露地层主要为第四系，中奥陶统马家沟组，下奥陶统亮甲山组及冶里组，上寒武统凤山组、长山组和崮山组，中寒武统张夏组和徐庄组，下寒武统毛庄组、馒头组和老庄户组。含膏地层为下寒武统毛庄组。

2.1.2 构造

矿区位于南营子—野猪沟向斜盆地中部南东翼，地层呈单斜产出。走向NE30°，倾角25°。地层产状十分稳定。

矿区内未见断裂构造。

2.1.3 岩浆岩

矿区内未见岩浆岩。

2.2 含膏带岩石组合特征

（1）徐庄组（∈2x），厚97.66m。

③层深灰色厚层白云岩。该层顶部夹少量灰黑色薄层粉砂岩。厚度41.83m。

②层灰色、灰紫色中厚夹薄层白云质粉砂岩。厚度18.89m。

①层紫红色泥岩。石膏矿化普遍发育，厚度36.94m。

（2）毛庄组（∈1mz），石膏矿化普遍发育，厚69.82m。

⑥层灰色、紫灰色白云质灰岩。厚度2.90m。

⑤层Ⅰ膏层：灰色白云质硬石膏。厚度2.275m。

④层紫红色白云质泥岩。厚度48.88m。

③层紫红色、暗紫色粉砂岩。厚度12.22m。

②层Ⅱ膏层：灰色、灰白色石膏、硬石膏。厚度2.39m。

①层灰黑色泥质白云岩。厚度3.24m。

（3）馒头组（∈1m）：石膏矿化普遍发育，厚46.90m。

⑥层灰色厚层白云岩。厚度7.95m。

⑤层紫红色白云质泥岩。厚度7.93m。

④层黄灰色中厚层白云岩。厚度5.14m。

③层紫红色白云质泥岩。厚度14.91m。

②层同生角砾状白云质泥岩。厚度1.75m。

①层紫红色白云质泥岩。厚度9.22m。

2.3 矿体特征

根据普查区石膏和硬石膏层产出层序，由上至下划分为两个膏层，既Ⅰ膏层和Ⅱ膏层，分别介绍如下。

2.3.1 Ⅰ膏层

Ⅰ膏层呈层状赋存于毛庄组顶部⑥层灰色、紫灰色白云质灰岩之下，底板为紫红色白云质泥岩。矿体沿走向延长2 076m，沿倾向延深600m。膏层产状与顶底板围岩产状一致，矿体厚度2.13～2.18m，石膏含量66.16%～77.57%。呈单斜产出，走向为NE30°，倾向NW，倾角25°。矿体埋深412.61～555.87m。

2.3.2 Ⅱ膏层

Ⅱ膏层呈层状赋存于毛庄组底部③层紫红色、暗紫色粉砂岩之下，底板为灰黑色泥质白云岩。矿体沿走向延长2 076m，沿倾向延深600m。膏层产状与顶底板围岩产状一致，矿体厚度2.16～2.36m，石膏含量55.10%～65.63%。呈单斜产出，走向为NE30°，倾向NW，倾角25°。矿体埋深462.16～618.27m，距Ⅰ膏层48.30～61.10m。

2.4 矿石质量

2.4.1 矿石结构与构造

矿石常见原生结构有：叶片状结构、纤维状结构、粒状结构。

矿石原生构造主要为块状构造。

2.4.2 矿石矿物组成

矿石有用矿物成分为石膏和硬石膏，杂质矿物主要有白云石、方解石、粘土矿物等。

（1）石膏（CaSO4·2H2O）：灰白、青灰色，晶质块状，硬度2，指甲能刻动。镜下观察：无色透明，负突起低，具不明显糙面，常见晶形有鳞片状、纤维状、柱状、粒状及不规则状。

（2）硬石膏（CaSO4）：灰白或青灰色，晶质块状，半透明，硬度3.5。镜下观察：无色透明，正突起中度，截面呈板状、粒状、柱状、不规则粒状。

（3）白云石［CaMg（CO3）］和方解石（CaCO3）：呈微细粒状与石膏或硬石膏混生或呈微细层与石膏、硬石膏交互产出。镜下观察：无色透明，呈他形不规则粒状，粒度0.016～0.048mm。

（4）粘土矿物：为矿石中杂质，经差热分析，均为水云母。

2.5 矿石自然类型

矿石自然类型主要为硬石膏、石膏，少量脉膏。

（1）硬石膏：青灰色，岩心表面呈白色。晶质，块状，半透明。可见矿物顺层排列组成微层理。硬度3.5。硬石膏含量达70%以上。含少量石膏、碳酸盐、粘土质等。

（2）石膏：青灰色。晶质，块状，半透明。质软，硬度2。

（3）脉膏：乳白色，纤维状结构，呈脉状分布，主要矿物有石膏，次要矿物有白云石。石膏以细脉状充填于层间或裂隙中，局部形成不规则细脉状及团块状，脉宽一般为2～15mm，系硬石膏经水化作用形成，广泛分布于石膏矿体上下围岩中。

2.6 矿层围岩

Ⅰ膏层顶板，岩性灰色、紫灰色白云质灰岩，与下伏膏层界线清晰。岩石主要矿物成分为方解石65%，次为白云石25%，另有少量石膏、硬石膏、石英等。岩石为粉晶砂屑结构，块状构造。层厚2.90～3.30m。

Ⅰ膏层底板，岩性为紫红色白云质泥岩，岩石主要矿物组成为水云母类矿物，次为白云石、氧化铁及纤维石膏，另有少量石英、斜长石和赤铁矿。岩石为隐晶泥质结构，块状构造。层厚43.43～48.88m。该层内纤维石膏发育，呈微薄层状或脉状，顺层面或沿节理、裂隙分布，也有呈团块状的石膏出现。纤膏单层厚一般为2～15mm，最大可达4cm。纤膏层间距0.2～0.8m不等。石膏纯净。

Ⅱ膏层顶板，岩性为紫红色、暗紫色粉砂岩，与下伏膏层界线清晰。岩石呈粉砂结构，块状构造。岩石主要由碎屑80%，填隙物20%组成。碎屑为棱角状，粒径为0.05mm±，由石英、长石、云母等组成。填隙物为铁质、钙质等。该层内纤维石膏发育。

Ⅱ膏层底板，岩性为灰黑色泥质白云岩，与上覆矿层界线呈渐变过渡关系。岩石呈微晶结构，块状构造。岩石主要矿物组成为白云石，次为粘土质、氧化铁和少量石膏。该层石膏矿化较强，石膏呈团块状、星点状产出，纤膏则呈层状或脉状出现，含膏量可达10%。

3 矿床成因及找矿方向

3.1 矿床成因及找矿标志

综上所述，本石膏矿床应属滨海的潮坪泻湖相碎屑岩—碳酸盐岩建造中的石膏、硬石膏海相沉积矿床［2］。

找矿标志：

（1）含膏地层（毛庄组）较发育，要具有一定的厚度，含膏地层厚度一般在60m以上。

（2）膏层赋存于固定的地层层位，区内所见膏层均赋存于毛庄组顶底部地层中。

（3）膏层在地表风化后形成次生白云质灰岩（灰黄色蜂窝状，质轻），可作为直接找矿标志。

（4）地表指相矿物：石膏、硬石膏、天青石、白云石与红层及石盐假晶出现，也是石膏找矿的重要线索。

（5）石膏矿床还需要有良好的保存条件，如：要有盖层、构造不发育、埋藏要有一定深度。

3.2 找矿方向探讨

综合分析整个辽西地区大地构造及早、中寒武世岩相古地理特征，认为以下4个沉积盆地可作为今后石膏找矿远景区。

依据各远景区找矿潜力的大小排序为：①凌源野猪沟—南营子向斜盆地；②喀左中三家子盆地；③喀左羊角沟楼子山盆地；④南票盆地。

其中凌源野猪沟—南营子向斜盆地成矿条件最为优越，找矿潜力巨大。该盆地沉积面积大，地层发育齐全。红层厚度大，近150m，且纤膏细脉发育。馒头组、毛庄组、徐庄组都具备形成石膏矿床的地质条件。

该盆地内下河套石膏矿已探明资源量1 000万t以上，矿床规模达中型。

该盆地地层呈单斜产出，倾角25°。地层产状十分稳定。断裂构造不发育，且含膏层位顶板有几十米厚的隔水层—泥岩。以上各项对石膏的保存及开发利用均较有利。而且地表找矿标志明显，从下河套至老庄户一带，沿含膏带走向发育厚度为0.5～2.50m、灰黄色蜂窝状次生白云质灰岩，系石膏层在地表风化溶蚀后的产物。

其他盆地也都具备形成石膏矿床的地质条件，只是地质工作程度较低，目前尚无深部工程验证。

【参考文献】

［1］辽宁省地质矿产局.辽宁省区域地质志［M］.北京：地质出版社，1989：708-709，723.

［2］薛武.我国石膏矿产时空分布概况及成矿特点初探［J］.建材地质，1986（4）：32-33.

Geological Features and Prospecting Direction of Gypsum Mine in the Xiahetao of Western Liaoning

LIU Zhong-jie
（Liaoning Branch of China National Geologic Exploration Center of Building Materials Industry， Shenyang 110004， China）

Abstract:This paper introduces the geological features of gypsum mine in Xiahetao of western Liaoning in detail， and sums up the main prospecting signs， that points out direction for further searching gypsum mine in the western part of Liaoning.

Key words:marine deposit mine； geological features； prospecting direction； gypsum mine in the Xiahetao

【中图分类号】P619.261

【文献标识码】A

【文章编号】1007-9386（2016）02-0054-03

【收稿日期】2015-11-03