薄杖子钾长石矿地质特征及开发应用前景

王泽蛟

摘要：通过对薄杖子钾长石矿地质特征分析，阐述了该矿床的成因类型，为中酸性侵入岩型。钾长石矿严格受沿断裂侵入的燕山期碱性正长岩小岩株控制，通过岩浆结晶分离作用而形成，区内矿体基本裸露于地表，地表出露体呈零星分布，矿体形态均不规则。矿体的主要矿物为钾长石，次要矿物为石英、条纹长石、绢云母、黑云母、角闪石，副矿物为黄铁矿、磁铁矿。矿石自然类型为碱性正长岩型，工业类型为玻璃及建筑陶瓷用钾长石矿，开发利用方向为玻璃及建筑陶瓷工业原料。

关键词：钾长石;地质特征;成因类型;开发利用

中图分类号：P619.235 文献标识码：A 文章编号：1007-1903（2019）01-0060-05

我国的钾长石矿分布在多个省份，储量较为丰富，但其加工应用仍停留在初始阶段，没能得到深加工及高能效的开发利用，钾长石应用面较广，钾长石矿合理的开发利用能够积极引导该矿种的开发。本文揭示了辽宁省凌源市薄杖子钾长石矿体的形成条件，为开发利用提供地质基础。辽西地区矿产资源丰富，但是该矿种在区域内开发利用程度较低，如果能够进行规模性的开采，可为本区矿产的综合利用做出贡献。

1区域地质背景

辽宁省凌源市薄杖子钾长石矿大地构造位置处于华北地台（I）北缘，燕山台褶带（Ⅱ），辽西台陷（Ⅲ）朝阳穹褶断束（Ⅳ）中段。其北以NE向凌源-北票断裂为界，与内蒙地轴（Ⅱ）的建平台拱（Ⅲ）毗邻;南以要路沟一锦西NEE向壳断裂为界，与山海关台拱（Ⅲ）相连（图1）。

朝阳穹褶断束呈北北东向展布，其北西和南东两侧分别为大城子-建昌和金岭寺-羊山中-新生代火山岩断陷盆地。单元内广泛分布侏罗纪-白垩纪火山岩建造、复陆碎屑岩建造和元古界-古生界碳酸盐岩和碎屑岩建造。该区位于大城子盆地南西端与元古代隆起衔接部，沉积有大面积的元古界碎屑岩及碳酸盐岩建造。

区域出露地层从老到新主要有太古界建平群;元古界长城系、蓟县系、青白口系;古生界寒武系、奥陶系;中生界三叠系、侏罗系、白垩系和新生界第四系（图2）。

2矿区地质

（1）矿区地层

矿区内出露的主要地层有长城系的大红峪组（CHd）和高于庄组（CHg），薊县系雾迷山组（JXW），侏罗系蓝旗组（J2z）以及第四系（Q）。

地层的总体走向为300°-340°，倾向为南西。其中大红峪组和高于庄组倾角较陡为30°～50°;雾迷山组和蓝旗组倾角均较缓，均小于30°。

大红峪组下部由灰白色中厚层一厚层含燧石结核及燧石条带白云岩、灰质白云岩、灰紫色含铁锰质白云岩、浅灰色粉砂质白云岩组成，地层走向300°-340°，倾向SW，倾角30°～50°。

高于庄组岩性主要为灰一灰黑色薄层板状灰岩、中厚层燧石条带灰质白云岩夹灰黑色含锰白云岩及页岩，其底部为灰黑色薄层含锰石英砂岩，下伏大红峪组。地层产状为走向300°～340°，倾向SW，倾角35°～50°。

雾迷山组岩性主要为暗灰—灰白色中厚层及薄层含燧石条带及燧石结核灰质白云岩，地层走向350°～350°，倾向SW，倾角10°～30°。

蓝旗组岩性主要由安山岩及火山碎屑岩组成。地层走向320°～330°，倾向NE，倾角5°-10°。

第四系全新统主要以土黄一黄褐色黄土、砂质亚粘土与砂砾石层堆积为主。

（2）构造

区内发育单斜构造和两条断层。

单斜构造：地层组合为长城系大红峪组、高于庄组及蓟县系雾迷山组，分别由两个断层分割成独立的单斜构造，总体产状变化不大，走向300°～350°，倾向SW，倾角10°～50°。

正断层F4：为区域白师沟正断层的北部分支，上盘为雾迷山组，下盘为大红峪组，断裂走向345°～360°，倾向SW，倾角40°～50°。

逆断层F5：为区域落阳台山弧形断层的北部分支，上盘为大红峪组，下盘为高于庄组，断裂走向320°～350°，倾向SW，倾角40°～50°。

（3）岩浆岩

区内岩浆岩发育不强烈，主要岩浆岩为正长岩小岩株，也是钾长石矿的成矿母岩，位于逆断裂F5的上盘。

3矿床地质

3.1矿体特征

区内共发育钾长石矿体7条（处），矿体呈脉状、透镜状及不规则椭圆状展布，矿体长度23～154m，水平厚度2.5～48.7m，平均品位为SiO2：59.28%～63.50%，AI2O3：17.65%～20.48%，Fe2O 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及白度为组合分析结果。矿体中Fe203含量普遍较高，采用现代先进的选矿工艺，除铁后可获得低品位钾长石矿体。其特征见表1。

从矿产分布图中可以看出矿体主要是不规则的几何体形态，而且矿体大小不一，分布也不均匀（图3、图4）。

3.2矿石质量

经基本分析样品及组合分析样品的测试结果知，矿石化学成分主要为SiO2、A12O3、Fe2O3、K2O、Na2O等，其次为CaO、MgO、TiO2、SO3、P2O5等。其中，铁平均含量略有偏高，其余主要化学成分及杂质含量均满足建筑陶瓷及玻璃用化学成分含量要求。矿体矿石主要化学成分见表2。

3.3矿石矿物特征

矿石主要矿物为钾长石（约占75%～95%）、石英（约占3%～8%），少量条纹长石（约占3%～5%），微量黑云母、角闪石、绢云母、黄铁矿、磁铁矿等。

钾长石：肉红色，半自形一自形板状晶体，粒状，粒径一般0.2～0.8mm，斑晶0.8～2.0mm，绢云母化、泥化发育，正交偏光下格子双晶发育。

石英：白色一乳白色，它形粒状晶体，粒径在0.1～1.0mm左右，晶体干净透明，无解理，分布均匀。

条纹长石：浅肉红色，半自形一它形板状，粒径0.2～0.8mm，高岭土化发育。

绢云母：鳞片状，少部分白云母化，晶体以集合体形式分布于钾长石间隙之间。

黑云母：单偏光镜下呈黄绿色—褐色，多色性显著，片状，粒径为0.1-0.4mm，绿泥石化强烈。

角闪石：半自形柱状，平均粒度1.0mm，强烈绿泥石化。

黄铁矿：浅黄色，粒度在0.5～4.0mm左右，呈粒状、浸染状分布于岩石中。

磁铁矿：黑色、灰黑色，呈粒状、浸染状分布于岩石中。

矿石自然类型为碱性正长岩型，工业类型为玻璃及建筑陶瓷用钾长石矿。

4矿床成因及找矿标准

矿床的成矿母岩为正长岩，主要位于断裂的上盘，综合分析成矿条件及矿体地质特征，认为该区钾长石矿受沿断裂侵入的燕山期碱性正长岩小岩株控制，该岩体局部地段富集为钾长石矿，矿床成因为中酸性侵入岩型钾长石矿床（辽宁省有色地质局一。九队，2016）。随着岩浆的逐步冷却，通过结晶分离作用（邓晋福等，2004），钾长石开始初步结晶，而后富集成矿。

由于其成矿母岩为岩浆岩，其储矿空间多受构造影响，矿体规模大小不一，地表有时仅仅出现露头，其深部有可能形成大规模的矿体。在有物化探异常地区要进行深部验证，在断裂构造发育地段，中酸性侵入岩出露的地区，应视为矿体形成的主要标志。

5开发利用前景

钾长石矿开发利用较早，随着经济技术发展，应用的领域也越来越广，目前其主要用途为制作陶瓷、玻璃、搪瓷、磨料等。钾长石矿在全国范围内分布较广、储量较多。辽宁的营口和海城地区有一定的储量，其Fe2O3含量也比较低，有利于工业选炼（胡波等，2005）。而薄杖子的鉀长石矿除了Fe2O3含量超标外，其余的K2O、Na2O、SiO2、A12O3含量均符合技术要求。根据当前的选炼技术要求，该地区的钾长石矿可供工业利用。其中Ⅵ、Ⅶ号矿体中铁含量较低，其他分析项目品位也符合工业开发标准，是今后开发利用优先考虑的矿体。

6结语

我国钾长石矿产资源丰富，在许多的省份均有分布，有些地区钾长石矿产资源已经成为当地的优势非金属矿产资源。辽宁省凌源市薄杖子地区钾长石矿产资源还没有得到充分的发挥利用，当地对于该矿产资源的开发利用程度也不高。今后应当加强与省区外钾长石企业之间的联系，进而引进先进的技术和设备，加强该地区钾长石矿产资源的开发利用。为地区经济社会发展做出贡献。