永兴镁矿矿体特征、矿床成因及找矿标志

永兴镁矿矿体特征、矿床成因及找矿标志

接利

辽宁省第七地质大队有限责任公司118003

一、矿体地质

矿体特征

海城市牌楼镇庙沟村永兴镁矿矿床属沉积变质型菱镁矿床，矿体赋存于辽河群大石桥组三段下部灰白色—浅灰色，厚层—巨厚层菱镁大理岩之中；其主要矿石类型为灰白色厚层—巨厚层菱镁矿；矿体大部分被第四系掩盖，仅局部出露。矿体围岩多为千枚岩、菱镁大理岩、白云石大理岩。含矿带走向80-110°，倾向北，倾角51-54°。已经工程控制的工业矿体有五条，均赋存于菱镁大理岩中，其编号为MgⅠ、MgⅡ、MgⅢ，MgⅣ、MgⅤ，其中MgⅠ号矿体为主要矿体。

MgⅠ号矿体

MgⅠ号矿体为参加资源量估算的主矿体，分布于勘查区东部第四系下，矿体推测长度600m，真厚度24.96～159.24m（附表9），平均厚度74.01m，垂直厚度为42.19～278.48m（附表9）。产状335°～350°∠35°～70°，与地层产状基本一致。该矿体地表由TC7-1、TC11-1探槽控制。深部由8、4、0、3、7、11勘探线的28个钻孔控制，根据钻孔揭露矿体呈似层状板状分布。矿体赋存标高70～-320m。矿体围岩为白云石大理岩、菱镁大理岩，矿石为灰白色菱镁矿，经估算，该矿体矿石资源量为34768.81kt，占全区的82.83%。该矿体部分地段遭受后期热液蚀变和煌斑岩脉的影响，矿石质量降低，形成了蚀变大理岩，局部见有滑石化菱镁矿。矿体中夹层较少，产状基本与矿体一致，一般长2～200m，厚1～20m，岩性为煌班岩、白云石大理岩、菱镁矿大理岩等。MgⅠ号矿体以一、三级品为主，分别占43.98%和33.05%，有少量特级、二级和四级品矿石。

MgⅡ号矿体

矿体位于勘查区中部，在MgⅠ矿体的西部延伸方向。矿体推测长度400m，真厚度2.24～14.16m，平均厚度5.15m，垂直厚度为4.62～14.16m，矿体呈透镜状，产状336°∠55°。位于19与27勘探线之间，由ZK19-2，ZK27-1，ZK27-2钻探工程控制。矿体围岩为菱镁大理岩、白云石大理岩。经估算，该矿体矿石资源量为1440.86kt，占全区的3.34%。MgⅡ号矿体主要为二、三级品矿石，含少量一级品矿石。

MgⅢ号矿体

位于Ⅱ号矿体上层，矿体呈透镜状，矿体推测长度200m左右，真厚度7.81～11.25m，平均厚度9.53m，垂直厚度为12.69～18.27m，产状336°∠55°。位于19勘探线，由ZK19-1，ZK19-2钻探工程控制，矿体围岩为大理岩。经估算，该矿体矿石资源量为1485.32kt，占全区的3.54%。MgⅢ号矿体全部为一级品矿石。

MgⅣ号矿体

位于Ⅲ号矿体上层，矿体呈扁豆状，矿体推测长度200m左右，厚度5.73m，垂直厚度为9.52m（附表9），产状336°∠55°。位于19勘探线，由ZK19-2钻探工程控制。矿体围岩为大理岩。经估算，该矿体矿石资源量为422.28kt，占全区的1.01%。矿石全部为三级品。

MgⅤ号矿体

矿体位于勘查区西部，2013年详查工作时，该矿体只由坑探工程控制。2016年在矿区西部进行补充详查工作，在100、102勘探线上施工4个钻孔，该矿体由本次施工的4个钻孔和旧采坑巷道工程控制。矿体推测长度300m左右，矿体产状在勘查区西部发生变化，产状为：20°∠55°，根据钻孔见矿情况，估算矿体厚度1.49～38.31m，平均厚度14.40m，垂直厚度为2.00～62.00m。矿体围岩为菱镁矿大理岩、白云石大理岩。经估算，该矿体矿石资源量为3899.36kt，占全区的9.28%。矿石以三级品为主，含有少量一、四级品矿石。

二、矿石质量

（一）矿石矿物成分

矿物成分主要为菱镁矿，含量多在90%以上，其余为白云石、方解石、滑石、石英、绿泥石等。

1、菱镁矿

呈白色、灰白色，少部分为肉红色，半自形粒状变晶结构。矿物晶形完好，菱面体解理和晶纹较为发育，玻璃光泽，硬度为5左右。干涉色为高级白色，一轴晶，负光性。（见照片4-1）

2、白云石

白色、灰白色，细粒。含量1—5%，可分为原生白云石和后期白云石化的产物，白云石分布在菱镁矿的颗粒间，其光性方位与菱镁矿一脉状或网格状分布，脉状白云岩内具有晶洞。

3、方解石

灰白色、白色，细粒，中细粒粒状变晶结构，单偏光下无色，具闪突起，正交偏光下干涉色高级白，一轴晶负光性，粒径为2～5mm左右。含量1%左右。（见照片4-2）

4、滑石

灰白色、粉红色、灰绿色，呈薄膜状、透镜状、鳞片状、团块状、柱状及不规则形状，交代了菱镁矿，分布于菱镁矿颗粒间，具有油脂光泽，硬度为1，二轴晶，正光性，2V=10°，含量在1～5%，最多可达10%左右。

5、绿泥石

鳞片状或聚鳞片状。可分为斜绿泥石和叶绿泥石。叶绿泥石呈云母假象，含量较少，仅在局部地段矿体中的夹层及顶、底板白云大理岩中。斜绿泥石为浅绿色的鳞片状或聚鳞片状。一般为白色及浅绿色，含量不定，局部地段分布在主矿体夹层及底板白云大理岩中，并交代了滑石和菱镁矿。

6、石英

白色及灰白色，含量1%左右，呈细脉状分布于菱镁矿及白云大理岩层面及节理、裂隙中。

三、矿石类型及品级

（一）矿石自然类型

矿石按菱镁矿结晶成度划分为晶质菱镁矿矿石和隐晶质菱镁矿矿石，该勘查区为晶质菱镁矿矿石。

（二）晶质型菱镁矿型矿石

晶质型菱镁矿型矿石为勘查区主要矿石类型，岩性为菱镁矿大理岩。其矿物成分：菱镁矿94—99%，石英1—2%，方解石1-2%，滑石少量，不透明矿物微量。组构特征：粒状变晶结构，菱镁矿多数呈近等轴粒状，紧密排列，多数粒径＜0.1mm，有时少数粒径稍大，往往呈大小不等的不规则斑点、斑块或小团块状集合体。石英，方解石呈粒状集合体分布。化学成份：MgO35.84—47.78%、CaO0.01—8.88%、SiO20.00—16.26%。

矿石按矿物组合划分，该勘查区菱镁矿矿石为纯菱镁矿型矿石，主要由菱镁矿组成，其他杂质很少，但有时含有较多的炭质物。按矿石的构造特征划分为块状矿石和条带状矿石。

（三）矿石工业类型（品级）

在划分菱镁矿自然类型的同时，根据菱镁矿的矿石质量和相关化学成份的差异，具体划分矿石的工业类型的品级。

（1）品级划分的依据

依据中华人民共和国地质矿产行业标准（DZ/T0202—2002）《铝土矿、冶镁菱镁矿地质勘查规范》查的菱镁矿矿石品级划分如表4-2。

表4-2工业品级划分

（2）各品级矿石分布情况

庙沟菱镁矿矿床品级分为T级、一级、二级、三级、四级品，其中主要为一级品和三级品，分别占42.15%和37.32%。特级品分布在勘查区东侧的MgⅠ号矿体中，资源量为332+333类：3373.92kt；一级品主要分布在勘查区东侧的MgⅠ号矿体中，占一级品总量的86.47%，其余分布在MgⅡ、MgⅢ、MgⅤ矿体中；二级品主要分布在勘查区东侧的MgⅠ号矿体中，占二级品总量的92.95%，其余分布在勘查区中部的MgⅡ号矿体中；三级品主要分布在勘查区东侧的MgⅠ号矿体中，占一级品总量的73.35%，其余分布在勘查区中部的MgⅡ、MgⅢ号矿体和勘查区西部的MgⅤ号矿体中；四级品主要分布在勘查区东部的MgⅠ和西部的MgⅤ号矿体中。

四、矿石结构构造

该勘查区菱镁矿石均为晶质菱镁矿，按菱镁矿晶体颗粒的大小不同，将其分为细粒、中粒、粗粒和巨晶（粒）四种，总体以中粒粒状结构、中粗粒粒状结构为主，局部见有巨粒粒状、细粒粒状结构。此外，菱镁矿石中还见有鲕状和球粒状结构，鲕粒的核为石英，鲕粒由菱镁矿或白云石及方解石构成。

矿石的构造可分为薄层状、致密块状构造、条带状构造、放射状（菊花状）构造。以致密块状、放射状（菊花状）构造的矿石为主，其次为条带状矿石，而薄层状矿石少见。

1、薄层状构造：菱镁矿结晶受层理控制，层面上往往有滑石或炭质薄膜。

2、致密块状构造：主要由细、中粒结晶质菱镁矿组成，致密坚硬，有时可见缝合线和叠层石。

3、条带状构造：菱镁矿体下部矿石具有条带状构造，条带黑白相间，白色条带由菱镁矿及少量白云石组成，条带宽1-5mm，黑色条带由菱镁矿、绿泥石及炭质组成，条带宽0.2-1mm。

4、放射状（菊花状）构造：由粗粒和巨粒菱镁矿组成，结晶较好，晶体较粗大，晶面有条纹，晶体聚集成放射状和菊花状。

五、矿石的化学成分及其变化规律

各矿体中矿石中MgO品位变化系数：MgⅠ号矿体为1.73%，MgⅡ号矿体为1.17%，MgⅢ号矿体为0.80%，MgⅣ号矿体为2.89%，MgⅤ号矿体为1.99%。品位变化系数均属均匀型，说明矿体化学成份向两侧及向深部变化均不大。

勘查区各矿体中矿石中MgO、CaO、SiO2含量变化范围为MgO35.84—47.78%、CaO0.01—8.88%、SiO20.00—16.26%。总的来说，本区菱镁矿石MgO的含量较高，CaO、SiO2的含量相对较低，详参见附表1。矿石中MgO的含量在三度空间上的变化不大，品位变化系数属均匀型，反映了原始沉积的特点，尤其在横向上的变化具有韵律，更证明了这一特征。CaO的含量受后期热液影响，在构造裂隙方向上具有突变现象，如果除去影响，则CaO含量在三度空间上也是趋于均匀的。SiO2的含量在主矿体的上、下盘与围岩接触部分含量较高，展布方向与矿层方向一致，也反映了沉积的韵律。矿体中MgO与CaO、SiO2的含量具有负消长关系，当MgO含量增高时，CaO、SiO2的含量相对降低，反之当MgO的含量降低时，则CaO、SiO2的含量相对升高，反映沉积环境的变化。

由于耐火材料、烧结熔制及提炼金属镁用菱镁矿石对Fe2O3和Al2O3含量没有要求，而K2O、Na2O、及TiO2、MnO、P2O5、S等含量均甚少，对矿石质量没有影响。

六、矿体围岩和夹石

（一）、矿体围岩

菱镁矿矿体围岩为白云石大理岩及千枚岩。矿体与围岩的变余层理大体平行，多为突变接触关系，少数为渐变接触关系。当矿体围岩为白云石大理岩时，则围岩中常见硅化、滑石化。

一般菱镁矿矿体与千枚岩围岩为整合关系，接触界线清楚。矿体与白云石大理岩围岩也为整合关系，但接触不清楚，为渐变关系。

（二）矿体中夹层情况

矿体中主要夹层以煌斑岩为主，局部见有菱镁大理岩、白云大理岩。夹层以不连续的似层状、透镜状出现，煌斑岩夹层多产于MgⅠ号矿体中，一般长度为2～100m，最长为200m左右，厚1～15m，最厚可达20m左右。菱镁大理岩、白云大理岩夹层产状与矿体产状一致，但连续性较差，白云石大理岩与矿体的界线明显，而菱镁矿大理岩则与矿体界线不明显，按化学成分进行圈定。

七、矿床成因及找矿标志

（一）矿床成因分析

菱镁矿含矿层只产于辽河群大石桥岩组三岩段下部菱镁大理岩地层中，其它层位未见。菱镁矿层具有层理构造（局部可见斜层理构造）、条带状构造、缝合线构造、鲕状和球粒构造等变余原生沉积组构，白云大理岩层面上或菱镁矿与白云大理岩接触面上可见藻类化石及叠层石，反映了菱镁矿的原始沉积特征。

菱镁矿呈层状，与顶底板围岩均为整合接触，产状一致。矿层顶板为千枚岩和二云片岩；矿层底板为白云大理岩，再向下则变为纯质白云大理岩，反映了物质成份渐变过渡关系及原始物质沉积的连续性。这一特定的沉积建造，反映了当时的古地理环境是海退末期形成泻湖，并不断缩小，又在海进初期泻湖逐渐扩大并与广海相连的演变过程。高质量的菱镁矿出现在海退末期；高质量白云岩形成于海进初期。推测其形成机制是：首先是在海退的晚期，在泻湖盆地水体中富集了大量的Mg（HCO3）2及其含镁的络盐，物化条件适宜时则沉积了大量的MgCO3，形成菱镁矿。MgCO3沉积后，又一次海进的初期，海水中Mg（HCO3）2浓度降低，Ca（HCO3）2浓度相对增高，因而沉积了大量的白云岩[（Mg，Ca）CO3]。沉积菱镁矿、白云岩形成后又经历了漫长的地质历史时期，遭受到褶皱、断层、倒转及岩浆的作用，使矿床受到了改造，产生了很多后期蚀变矿物石英、方解石、绿泥石、滑石等，使矿石的质量、品级降低。总之，菱镁矿床应为泻湖镁质碳酸盐沉积变质矿床，后期的岩浆作用、热液作用和构造变形作用，使得该矿床受到不同程度的破坏和改造。

（二）找矿标志

（1）辽东古元古代沉降区为找矿的大地构造前题。

（2）大石桥岩组三岩段下部为找矿的地层前题。

（3）海退末期泻湖环境为找矿的古地理前题。

（4）菱镁矿大理岩为找矿的岩性标志。

（5）千枚岩及白云石大理岩为找矿的围岩标志。