吉林靖宇夹信子一带钾长石矿地质特征和找矿远景

左耀东

(中国建筑材料工业地质勘查中心吉林总队，吉林 长春 130033)

工作区所属Ⅳ级成矿带为Ⅳ-17安口-那尔轰火山渣-硅藻土-石灰岩-钾长石-Au-Cu-Fe-Ni-Ag-Cr-石膏-泥炭-煤矿带。吉林省共发现16处长石矿产，其中6处分布于该成矿区带中。工作区现有一处勘查区，本次工作通过开展路线地质调查、地质剖面测量及槽探等工作，又发现矿点3处。

1 区域成矿条件

伟晶岩型长石矿的形成受温度、压力、挥发性组分、岩浆岩、围岩和地质构造条件的限制。该类型长石矿体形态较简单，多为似层状、透镜状、墙状和脉状，一般规模较大[1]。

1.1 地层

区域出露地层有太古界三合屯群批州岩组(Arsp)，新远古界青白口系南芬组(Qb2n)、震旦系桥头组(Z1q)、万隆组(Z1w)，中生界下白垩统石人组(K1s)、小南沟组(K1x)，新生界新近系四方顶子组(Ns)、第四系全新统(Qhal)(图1)。与钾长石伟晶岩体有关地层为太古界三合屯群批州岩组(Arsp)[2]。

图1 区域地质图

1.2 构造

区内以断裂构造为主，可分为北东向压性断裂和东西向压性断裂。北东向压性断裂走向北东50～60°，倾向南东，倾角60～70°，断层两侧岩石强烈挤压破碎，局部构造透镜体繁多；东西向压性断裂被北东向断裂所错断。区内断裂构造多被掩盖。

1.3 岩浆岩

侵入岩较为发育，时代为中—新太古代，均有不同程度变质，出露岩性为东北岔变花岗岩(Ar3D)、岭前屯变花岗岩(Ar3L)、白山镇片麻岩(Bgn)、会全栈片麻岩(Hgn)以及脉岩，其中以东北岔变花岗岩最发育，构成了规模巨大的岩体。脉岩为钾长石伟晶岩、花岗细晶岩、花岗斑岩、流纹斑岩、闪长岩、煌斑岩等。钾长石伟晶岩脉岩与围岩界线不清晰[3]。

2 矿床地质特征

某钾长石矿位于本区南部，为该区仅有的钾长石矿区。

2.1 地层

矿区内出露地层简单(图2)，主要有太古界批州岩组(Arsp)和新生界古近系四方顶子组(Ns)及第四系全新统(Qhal)。

图2 矿区地质简图

(1)太古界批洲岩组(Arsp)。

变质表壳岩以残留(捕虏)体形式产出，主要分布在东北岔变花岗岩(Ar3D)中，主要岩石类型为斜长角闪岩、角闪斜长片麻岩及磁铁石英岩等。钾长石矿体多分布在批洲岩组周边，为钾长石矿体围岩。

(2)新近系四方顶子组(Ns)。

主要分布在该矿区南部，主要为气孔状玄武岩、致密块状玄武岩。岩石具磁性，地表有磁异常分布。

2.2 构造

区域性东西向大梁户—五斤顶子压性断裂从该矿区内通过，为第四系覆盖，钾长石矿未出露，但断裂为后期钾长石伟晶岩就位提供了存储空间。

2.3 岩浆岩

区内大面积出露的主要为太古代晚期东北岔变花岗岩(Ar3D)，脉体主要为钾长石伟晶岩脉。钾长石伟晶岩脉主要分布在矿区北部，规模较大的伟晶岩脉构成钾长石矿体，走向北东东—近东西向，总体产状倾向北，倾角50～60°，规模较小的呈不规则状零星分布，多数达不到钾长石矿工业要求[4]。

3 矿体地质特征

3.1 矿体特征

区内共发现3个含矿带(编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)，圈定7条钾长石工业矿体、3条钾长石脉。Ⅰ号含矿带共6条工业矿体，Ⅲ号含矿带共1条工业矿体。7条钾长石工业矿体长173～790m，延伸38～250m，厚度8.49～66.53m；矿体呈不规则脉状，沿走向具有膨缩现象；地表总体呈近东西向展布，总体走向250～255°，倾向345°，倾角60～75°；矿体赋存标高为408～713m，埋深0～246m；矿体四周均未封闭(表1)。Ⅱ号含矿带共3条钾长石脉，不满足工业指标要求。

表1 矿体特征一览表

含矿带围岩主要为斜长角闪岩、角闪斜长片麻岩、花岗质片麻岩等。矿体与围岩呈清晰的过渡关系(伟晶岩—混合岩—片麻岩)，甚少出露地表且易遭受风化剥蚀。

3.2 矿石类型

根据矿石的结构、构造、矿物成分特征，将钾长石矿自然类型确定为钾长石伟晶岩型[6]。矿石矿物主要为钾长石，由于风化，易与周围矿物剥离；钾长石为不规则板状晶体，粒度极大，大于10.0mm，见条纹结构，晶体中具交代文象结构，晶体的局部被一些半自形斜长石和片状白云母交代，含量65%～75%。其余矿物为石英、斜长石。部分矿体见有白云母和粒状黝帘石，含量5%左右。

3.3 矿石化学成分

本矿区共采集刻槽样308件，岩心样154件(表2)。矿区钾长石矿矿石化学成分有以下特点：①K2O与Na2O呈消长关系(当K2O的值高时，Na2O的值则低)；②当K2O＞8.00%时，K2O与Na2O的比值一般大于2∶1。

表2 Ⅰ、Ⅲ含矿带矿石化学成分 (单位：%)

矿区取全分析样品2件，分析结果如表3所示：①有益组分K2O平均含量11.01%、SiO2平均含量67.26%、Al2O3平均含量16.80%、Na2O平均含量2.71%；②有害组分Fe2O3平均含量为0.14%，低于规定标准，工业利用无影响，不含S、P有害组分。

表3 矿石化学全分析结果 (单位：%)

矿石的化学组分主要表现为K2O和Al2O3含量深部大于地表(表4)，Fe2O3含量深部较低，原因是地表矿石受风化淋滤作用。

表4 化学成分地表与深部平均含量对比 (单位：%)

3.4 工业应用

依据工业指标、不同产品对钾长石矿石中有用组分及有害组分含量的要求划分长石精矿粉，本矿区为合格品；用于平板玻璃的长石精矿，为Ⅱ级品；经高温煅烧后的玻璃体达优等品要求，白度为74.6，属高端釉料。

4 矿床成因和找矿标志

4.1 矿床成因

钾长石矿床成因类型为伟晶岩型，且混合岩化作用及区域变质作用与矿床形成有直接关系，大体上可以分为以下两个阶段。

(1)混合岩化作用：在太古代五台运动过程中，区域变质作用已达角闪岩相，高温高压并伴随热梯度的不断增高，主期变质作用所形成的区域变质岩石开始产生选择性重熔，混合岩化作用，岩石中一些离子半径大而且活泼的元素，如Si、K、Na等元素率先重熔，形成共结岩浆，对原有岩石进行选择性交代，其结果带入大量的K、Na、Si，带出Fe、Mg、Ca等元素，从而形成条纹—条带状片麻岩等，即太古界批洲岩组斜长角闪岩、角闪斜长片麻岩及磁铁石英岩[5]。

(2)伟晶作用：早古生代末期，受加里东运动影响，在区域构造应力的作用下，太古代变质岩中形成了一组近南北向的张性断裂。中生代早期，发生了印支运动，伴随大量岩浆侵入，岩浆期后的含矿熔浆就位于近东西—北东向压性断裂构造中，在相对封闭和高温、高压的环境中，慢慢冷却结晶形成钾长石伟晶岩带[7]。由于钾长石伟晶岩中富含大量的K、Na、Si、Al及挥发组分，挥发组分的存在降低了矿物结晶温度，延缓了结晶时间，致使原地早期结晶的较细粒花岗质脉体通过重结晶作用和分异作用形成伟晶岩体。在慢慢的冷却过程中，得到了充分的分异、结晶，最终成为钾长石矿[6]。

4.2 找矿标志

批州岩组作为钾长石伟晶岩的围岩，本区钾长石矿赋存在花岗伟晶岩中呈脉状产出，一般花岗伟晶岩脉本身即为矿体。

由于钾长石伟晶岩富硅，耐风化、抗腐蚀，因而形成的陡峭悬崖及凸起的山岗是找矿的地貌标志。钾长石伟晶岩中钾长石一般结晶颗粒粗大，浅红—肉红色，散落在山坡及沟谷中的钾长石伟晶岩岩转石也是找矿的重要标志[7]。

5 找矿远景

本区太古界地层较发育，为一套富含铁质的中深区域变质的火山—沉积变质岩系。其中三合屯岩群批州岩组是鞍山式铁矿的重要赋矿层位之一，目前发现的钾长石矿主要分布在批州岩组角闪岩、斜长角闪片麻岩中，区域上批州岩组有一定的分布。找矿重点和方向在上营子、龙岗山脉等批州岩组出露地方，在该区域地形条件有利及风化程度好的地区可能找到新的钾长石矿床[8]。