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中國菱鎂礦資源地質特征


一、 礦床時空分布及成礦規律
  中國層控晶質菱鎂礦礦床產出的地層時代較多,主要有太古宙、元古宙、泥盆紀和三疊紀,其中又以元古宙的菱鎂礦最為重要,儲量占全國總儲量的95.34%。各個時代的層控菱鎂礦礦床,礦層多產于各地層單元的中上層位,如太古宇粉子山群的明村埠大理巖組(山東)、太古宇贊皇群上部的紅鶴組(河北)、元古宇遼河群上部的大石橋組(遼寧)、元古宇野馬山群(甘肅)、震旦系上統燈影組(四川)、泥盆系中統上部的薩阿爾明組(新疆)、三疊系上統波里拉里組(西藏)。
  從大地構造位置上看,中國層控菱鎂礦礦床主要分布于中朝準地臺的膠遼臺隆(遼寧省營口大石橋至海城一帶、山東省掖縣一帶),其余為山西隆起(河北省邢臺縣)、華北斷坳(安徽省霍丘縣)、祁連山褶皺祁連山間隆起帶(甘肅省肅北縣)、揚子準地臺四川臺坳(四川省甘洛漢源地區)、岡底斯-念青唐古拉褶皺系那曲褶皺帶(西藏自治區類烏齊縣)和天山褶皺系南天山冒地槽褶皺帶(新疆維吾爾自治區和靖縣)。
  菱鎂礦礦床在區域上的分布主要受白云巖、區域地質構造、區域變質作用和巖漿作用等綜合因素控制。白云巖是層控菱鎂礦礦床形成的礦源層,對礦層定位起著重要作用。遼寧省營口大石橋至海城一帶,含鎂碳酸鹽巖建造東西向延長50km,厚度穩定,最厚約3 000m,為菱鎂礦的形成奠定了豐富的物質基礎。區域地質構造控制了礦床的分布和規模,尤其是褶皺構造。區域變質作用和巖漿作用有利于菱鎂礦成礦作用的進行,如膠遼臺隆元古宙發生了綠片巖相至角閃巖相區域變質作用,同時產生了近東西向的復向斜和走向斷裂,以及出現混合巖化作用和(或)花崗巖侵位,這為菱鎂礦礦床的形成創造了有利的條件。
二、 礦床成因類型

  《中國礦床》將中國菱鎂礦礦床按產出地質條件分為:層控晶質菱鎂礦礦床、超基性巖中的風化淋濾隱晶質菱鎂礦礦床和第四紀湖相水菱鎂礦礦床三大類。
  層控晶質菱鎂礦礦床,如前所說有多個成礦時代,其中以元古宙層控菱鎂礦最為重要。它們產于厚大的鎂質碳酸鹽巖建造中(厚度為404~2 946m),礦體圍巖大多數為白云石大理巖,少數為滑石綠泥片巖、絹云母片巖、黑云母片巖和千枚巖。區域性控制構造有復向斜(遼寧省營口大石橋至海城一帶)、復背斜同斜褶皺(山東掖縣粉子山一帶)。區域性變質為綠片巖相至鐵鋁石榴石角閃巖相。有的礦床,如粉子山礦床有退化變質。近礦圍巖蝕變有:菱鎂礦化、硅化、滑石化、白云石化。礦體多呈似層狀、透鏡狀、不規則似層狀,有的有分支。礦體產狀大體與圍巖一致。有的礦體沿走向變為白云石大理巖。礦體規模一般較大,走向延長1 000至5 000多米,含礦帶厚數十米至數百米。常見礦石構造有:薄層狀、放射狀(菊花狀)、斑點狀、花斑狀、蠕蟲狀、塊狀等。礦石主要礦物為菱鎂礦,次要礦物有白云石、滑石、蛋白石、石英、斜綠泥石、透閃石和方柱石等,微量礦物有磁鐵礦、赤鐵礦和黃鐵礦等。
  超基性巖中的風化淋濾型隱晶質菱鎂礦礦床,見于內蒙古達爾罕茂明安聯合旗烏珠爾和烏拉特中后聯合旗索倫山地區察漢奴魯。為鉻鐵礦的共生礦產,均為小型礦床。礦床與超基性巖面型風化殼有關。礦體產狀水平,或裸露于地表,或距地表下10~30m。菱鎂礦呈網脈狀。礦體呈礦巢狀、透鏡狀或不規則狀。含礦帶分布面積很大,但厚度不大。礦石以隱晶質菱鎂礦為主,含有蛋白石、玉髓、石英、方解石和褐鐵礦等。礦石質量不好。
第四紀湖相水菱鎂礦礦床,產于西藏班戈錯、杜佳里湖及奇林湖,以班戈錯礦床為最大。  水菱鎂礦礦體產于:Ⅰ1次級階地(一級階地第一次級階地)、Ⅱ2-Ⅲ3次級階地(二級階地第二次級階地至三級階地第三次級階地),以及近代水下湖濱和湖底。水菱鎂礦礦石構造主要有:角礫狀-礫狀致密層狀和粉面狀。礦石結構主要有:含粗晶-細粉晶、鮞狀和粉晶泥晶。水菱鎂礦砂礫和其他成分的扁圓砂礫構成梯形砂礫層。該層的水菱鎂礦砂是經短期湖水搬運再沉積的產物。鮞粒水菱鎂礦在湖相或溫泉相沉積中均有可能形成,它的存在表明是動蕩和較暖和的水體中沉積的。
三、 典 型 礦 床
(一) 海城菱鎂礦
  遼寧省營口大石橋至海城不僅是我國,而且也是世界著名的菱鎂礦產地。區內有太古宙花崗質巖石-綠巖地體、古元古代遼河群和新元古代青白口系。此外還有古元古代變基性巖、三疊紀-侏羅紀花崗巖和脈巖等。
  海城菱鎂礦是該帶中最大的菱鎂礦,由西南至東北分別為:王家堡子、金家堡子和下房身三個礦段。該礦床發現于1913年,雖然1945年以前日本人在該區作了一些地質調查,但是大規模的地質勘探工作是在解放后進行的。至今累計探明菱鎂礦礦石8.84億t,其中王家堡子礦段2.42億t、金家堡子礦段3.56億t、下房身礦段2.86億t。礦石組分含量:MgO 41%~47%,CaO 0.6%~6%,SiO2 0.6%~3.5%。
  礦床出露地層為古元古界遼河群大石橋組二段和三段。三段為云母片巖層,三段自下而上為菱鎂礦大理巖夾千枚巖層;下部菱鎂礦礦體;中部白云石大理巖夾菱鎂礦大理巖;上部菱鎂礦體夾白云石大理巖、千枚巖;白云石大理巖夾千枚巖、菱鎂礦大理巖,局部有菱鎂礦。礦床內巖漿巖有石英斑巖、輝綠玢巖和煌斑巖等。
  菱鎂礦礦層分為:下部菱鎂礦層、中部白云石大理巖中的菱鎂礦層、上部菱鎂礦層。下部菱鎂礦礦層為主礦層,呈似層狀,走向長3 625m,水平厚度一般為100~300m,平均205m。上部礦層走向長也為3 625m,水平厚度13~200m,平均為137m。中部白云石大理巖中的菱鎂礦層長110~769m,平均厚6~55m。3個礦層共有44個礦體,其中王家堡子礦段21個、金家堡子礦段14個、下房身礦段7個、金家堡子與下房身礦段之間2個。下部菱鎂礦礦層中有可煅燒高純鎂礦的特級品礦石。
礦石構造以致密塊狀為主,條帶狀、放射狀較少。礦石粒度以中粒(5~10mm)和粗粒(10~50mm)為主。礦石礦物主要為菱鎂礦,少量有滑石、透閃石、白云石和斜綠泥石。菱鎂礦呈白色、灰白色,個別淺肉紅色。
(二) 小圣水寺菱鎂礦礦床
  該礦床也位于營口大石橋至海城的成礦帶內。發現于1914年,1945年以前日本人做過一些地質工作。解放后做了大規模的地質勘探工作,累計探明菱鎂礦礦石2.93億t。礦石質地優良,平均組分含量:MgO 45.77%~46.58%、SiO2 0.75%~1.09%、CaO 0.63%~1.42%。
  礦床出露地層為古元古界遼河群大石橋組二段和三段。二段由絹云母千枚巖、千枚巖夾黑云母石英片巖等組成。三段自下而上為:下部白云石大理巖與千枚巖互層、中部白云石大理巖及菱鎂礦層、上部白云石大理巖與千枚巖互層。

  礦層賦存于大石橋組三段中部。共有37個礦體,呈層狀、似層狀,主要礦體有8個。單個礦體長300~1 155m,厚19~75m。礦石按菱鎂礦晶體大小可分為細粒(小于2mm)、中粒(2~10mm)、粗粒(10~50mm)、巨粒(大于50mm)。細粒、中粒和粗粒礦石互相穿插。
  礦石構造可分為7種:塊狀構造、片狀構造、薄層狀構造、條帶狀構造、放射狀構造、球墨狀構造、蠕蟲狀-虎皮狀構造。
  礦石的礦物成分除主要礦物菱鎂礦外,尚有不等量的白云石、滑石、蛋白石、石英、斜綠泥石,以及微量的黃銅礦、黃鐵礦和赤鐵礦等。
(三) 粉子山菱鎂礦

  礦床位于山東萊州境內。早在1935年日本人即在該區作過地質調查,1941年開始開采。解放后為了滿足耐火材料和煉鎂工業的需要進行了多次勘查工作,累計探明礦石儲量1.41億t,其中粉子山中心礦區2 290萬t,粉子山外圍礦區1.19億t。礦石組分:粉子山中心礦區,MgO45.33%,CaO0.70%,SiO24.08%;粉子山外圍礦區,MgO48.58%,CaO0.55%,SiO21.21%。
  菱鎂礦賦存在古元古界粉子山群張各莊組第三段第二巖帶中,含礦巖帶為數層菱鎂礦和片巖類、菱鎂礦和白云石大理巖互層(圖4.2.4)。礦體呈層狀、似層狀,共有18層礦,其中粉子山中心礦區7層,主礦體是第五層礦,長7 500m、寬45m、厚0~40m;粉子山外圍礦區11層,主礦體是第三層礦,長7 500m、寬45m、厚0~40m。
  礦石為細-中-粗粒不等粒結構,細粒結構之礦石一般為高品位礦石,而中、粗粒者多為雜質高之礦石。構造為中厚層及條帶狀構造。菱鎂礦呈乳白色,風化后呈粉紅色。
(四) 優游山菱鎂礦

  該礦也位于山東萊州境內,地質工作程度相對不高,解放前做過一些地質調查,解放后,省冶金工業廳第五勘探隊于1960年提交了“山東掖縣菱鎂礦區優游山礦床1960年度初步勘探總結報告”。累計探明儲量為1.34億t。礦石平均品位:MgO43.0%,CaO2.0%,SiO24.0%。
  礦體賦存在古元古界粉子山群明村埠大理巖組中,主要巖石為大理巖、綠泥石滑石片巖、云母片巖、白云巖、菱鎂礦等。共有5層礦,主礦體為第3層,長1 200m、寬35m、厚0~80m。
  礦石為結晶質菱鎂礦,粗、中、細粒結晶均有,以粗粒為主。礦石成分除了菱鎂礦外,常有滑石、綠泥石、蛇紋石、黑云母、白云母、絹云母、石英等。還有微量的磷灰石、黃鐵礦。
(五) 巴下菱鎂礦
  該礦位于西藏自治區類烏齊縣,地質工作差,只是作過初步檢查。
  礦體產于中生界白云巖和白云質灰巖中(圖4.2.6)。共有6個礦體,均呈不規則狀,長軸與白云巖走向一致,礦體與圍巖呈漸變關系,但接觸帶附近常見角礫狀菱鎂礦,而白云巖呈網格狀穿插其間;同時,白云巖中亦多見交代菱鎂礦橢球體。其中,Ⅰ號礦體長250m、寬63m。礦石平均品位:MgO46.81%、CaO0.35%、SiO20.16%;Ⅲ號礦體長510m、寬128m,礦石平均品位:MgO44.02%、CaO3.82%、SiO20.23%;Ⅳ號礦體長235m、寬59m,礦石平均品位MgO44.71%、CaO2.55%、SiO21.23%。目前只計算了Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ三個礦體儲量,合計為5 710萬t。菱鎂礦為乳白色,略帶肉紅色,隱晶質結構,帶狀、塊狀構造。礦石中含少量鐵質、方解石、白云石及微量蛇紋石等。

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