吉林靖宇夾信子一帶鉀長石礦地質特征和找礦遠景

左耀東

(中國建筑材料工業地質勘查中心吉林總隊，吉林 長春 130033)

工作區所屬Ⅳ級成礦帶為Ⅳ-17安口-那爾轟火山渣-硅藻土-石灰巖-鉀長石-Au-Cu-Fe-Ni-Ag-Cr-石膏-泥炭-煤礦帶。吉林省共發現16處長石礦產，其中6處分布于該成礦區帶中。工作區現有一處勘查區，本次工作通過開展路線地質調查、地質剖面測量及槽探等工作，又發現礦點3處。

1 區域成礦條件

偉晶巖型長石礦的形成受溫度、壓力、揮發性組分、巖漿巖、圍巖和地質構造條件的限制。該類型長石礦體形態較簡單，多為似層狀、透鏡狀、墻狀和脈狀，一般規模較大[1]。

1.1 地層

區域出露地層有太古界三合屯群批州巖組(Arsp)，新遠古界青白口系南芬組(Qb2n)、震旦系橋頭組(Z1q)、萬隆組(Z1w)，中生界下白堊統石人組(K1s)、小南溝組(K1x)，新生界新近系四方頂子組(Ns)、第四系全新統(Qhal)(圖1)。與鉀長石偉晶巖體有關地層為太古界三合屯群批州巖組(Arsp)[2]。

圖1 區域地質圖

1.2 構造

區內以斷裂構造為主，可分為北東向壓性斷裂和東西向壓性斷裂。北東向壓性斷裂走向北東50～60°，傾向南東，傾角60～70°，斷層兩側巖石強烈擠壓破碎，局部構造透鏡體繁多；東西向壓性斷裂被北東向斷裂所錯斷。區內斷裂構造多被掩蓋。

1.3 巖漿巖

侵入巖較為發育，時代為中—新太古代，均有不同程度變質，出露巖性為東北岔變花崗巖(Ar3D)、嶺前屯變花崗巖(Ar3L)、白山鎮片麻巖(Bgn)、會全棧片麻巖(Hgn)以及脈巖，其中以東北岔變花崗巖最發育，構成了規模巨大的巖體。脈巖為鉀長石偉晶巖、花崗細晶巖、花崗斑巖、流紋斑巖、閃長巖、煌斑巖等。鉀長石偉晶巖脈巖與圍巖界線不清晰[3]。

2 礦床地質特征

某鉀長石礦位于本區南部，為該區僅有的鉀長石礦區。

2.1 地層

礦區內出露地層簡單(圖2)，主要有太古界批州巖組(Arsp)和新生界古近系四方頂子組(Ns)及第四系全新統(Qhal)。

圖2 礦區地質簡圖

(1)太古界批洲巖組(Arsp)。

變質表殼巖以殘留(捕虜)體形式產出，主要分布在東北岔變花崗巖(Ar3D)中，主要巖石類型為斜長角閃巖、角閃斜長片麻巖及磁鐵石英巖等。鉀長石礦體多分布在批洲巖組周邊，為鉀長石礦體圍巖。

(2)新近系四方頂子組(Ns)。

主要分布在該礦區南部，主要為氣孔狀玄武巖、致密塊狀玄武巖。巖石具磁性，地表有磁異常分布。

2.2 構造

區域性東西向大梁戶—五斤頂子壓性斷裂從該礦區內通過，為第四系覆蓋，鉀長石礦未出露，但斷裂為后期鉀長石偉晶巖就位提供了存儲空間。

2.3 巖漿巖

區內大面積出露的主要為太古代晚期東北岔變花崗巖(Ar3D)，脈體主要為鉀長石偉晶巖脈。鉀長石偉晶巖脈主要分布在礦區北部，規模較大的偉晶巖脈構成鉀長石礦體，走向北東東—近東西向，總體產狀傾向北，傾角50～60°，規模較小的呈不規則狀零星分布，多數達不到鉀長石礦工業要求[4]。

3 礦體地質特征

3.1 礦體特征

區內共發現3個含礦帶(編號為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)，圈定7條鉀長石工業礦體、3條鉀長石脈。Ⅰ號含礦帶共6條工業礦體，Ⅲ號含礦帶共1條工業礦體。7條鉀長石工業礦體長173～790m，延伸38～250m，厚度8.49～66.53m；礦體呈不規則脈狀，沿走向具有膨縮現象；地表總體呈近東西向展布，總體走向250～255°，傾向345°，傾角60～75°；礦體賦存標高為408～713m，埋深0～246m；礦體四周均未封閉(表1)。Ⅱ號含礦帶共3條鉀長石脈，不滿足工業指標要求。

表1 礦體特征一覽表

含礦帶圍巖主要為斜長角閃巖、角閃斜長片麻巖、花崗質片麻巖等。礦體與圍巖呈清晰的過渡關系(偉晶巖—混合巖—片麻巖)，甚少出露地表且易遭受風化剝蝕。

3.2 礦石類型

根據礦石的結構、構造、礦物成分特征，將鉀長石礦自然類型確定為鉀長石偉晶巖型[6]。礦石礦物主要為鉀長石，由于風化，易與周圍礦物剝離；鉀長石為不規則板狀晶體，粒度極大，大于10.0mm，見條紋結構，晶體中具交代文象結構，晶體的局部被一些半自形斜長石和片狀白云母交代，含量65%～75%。其余礦物為石英、斜長石。部分礦體見有白云母和粒狀黝簾石，含量5%左右。

3.3 礦石化學成分

本礦區共采集刻槽樣308件，巖心樣154件(表2)。礦區鉀長石礦礦石化學成分有以下特點：①K2O與Na2O呈消長關系(當K2O的值高時，Na2O的值則低)；②當K2O＞8.00%時，K2O與Na2O的比值一般大于2∶1。

表2 Ⅰ、Ⅲ含礦帶礦石化學成分 (單位：%)

礦區取全分析樣品2件，分析結果如表3所示：①有益組分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有害組分Fe2O3平均含量為0.14%，低于規定標準，工業利用無影響，不含S、P有害組分。

表3 礦石化學全分析結果 (單位：%)

礦石的化學組分主要表現為K2O和Al2O3含量深部大于地表(表4)，Fe2O3含量深部較低，原因是地表礦石受風化淋濾作用。

表4 化學成分地表與深部平均含量對比 (單位：%)

3.4 工業應用

依據工業指標、不同產品對鉀長石礦石中有用組分及有害組分含量的要求劃分長石精礦粉，本礦區為合格品；用于平板玻璃的長石精礦，為Ⅱ級品；經高溫煅燒后的玻璃體達優等品要求，白度為74.6，屬高端釉料。

4 礦床成因和找礦標志

4.1 礦床成因

鉀長石礦床成因類型為偉晶巖型，且混合巖化作用及區域變質作用與礦床形成有直接關系，大體上可以分為以下兩個階段。

(1)混合巖化作用：在太古代五臺運動過程中，區域變質作用已達角閃巖相，高溫高壓并伴隨熱梯度的不斷增高，主期變質作用所形成的區域變質巖石開始產生選擇性重熔，混合巖化作用，巖石中一些離子半徑大而且活潑的元素，如Si、K、Na等元素率先重熔，形成共結巖漿，對原有巖石進行選擇性交代，其結果帶入大量的K、Na、Si，帶出Fe、Mg、Ca等元素，從而形成條紋—條帶狀片麻巖等，即太古界批洲巖組斜長角閃巖、角閃斜長片麻巖及磁鐵石英巖[5]。

(2)偉晶作用：早古生代末期，受加里東運動影響，在區域構造應力的作用下，太古代變質巖中形成了一組近南北向的張性斷裂。中生代早期，發生了印支運動，伴隨大量巖漿侵入，巖漿期后的含礦熔漿就位于近東西—北東向壓性斷裂構造中，在相對封閉和高溫、高壓的環境中，慢慢冷卻結晶形成鉀長石偉晶巖帶[7]。由于鉀長石偉晶巖中富含大量的K、Na、Si、Al及揮發組分，揮發組分的存在降低了礦物結晶溫度，延緩了結晶時間，致使原地早期結晶的較細?；◢徺|脈體通過重結晶作用和分異作用形成偉晶巖體。在慢慢的冷卻過程中，得到了充分的分異、結晶，最終成為鉀長石礦[6]。

4.2 找礦標志

批州巖組作為鉀長石偉晶巖的圍巖，本區鉀長石礦賦存在花崗偉晶巖中呈脈狀產出，一般花崗偉晶巖脈本身即為礦體。

由于鉀長石偉晶巖富硅，耐風化、抗腐蝕，因而形成的陡峭懸崖及凸起的山崗是找礦的地貌標志。鉀長石偉晶巖中鉀長石一般結晶顆粒粗大，淺紅—肉紅色，散落在山坡及溝谷中的鉀長石偉晶巖巖轉石也是找礦的重要標志[7]。

5 找礦遠景

本區太古界地層較發育，為一套富含鐵質的中深區域變質的火山—沉積變質巖系。其中三合屯巖群批州巖組是鞍山式鐵礦的重要賦礦層位之一，目前發現的鉀長石礦主要分布在批州巖組角閃巖、斜長角閃片麻巖中，區域上批州巖組有一定的分布。找礦重點和方向在上營子、龍崗山脈等批州巖組出露地方，在該區域地形條件有利及風化程度好的地區可能找到新的鉀長石礦床[8]。