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浅谈膨润土矿地质特征及经济意义

发表时间：2020/11/4 来源：《基层建设》2020年第21期作者：朱安彦

[导读] 摘要：本文根据金昌红泉膨润土矿开展地质普查工作研究成果，结合膨润土矿形成的地质条件，总结了成矿规律，提出找矿方向。

        金昌红泉膨润土有限责任公司甘肃省 737202
        摘要：本文根据金昌红泉膨润土矿开展地质普查工作研究成果，结合膨润土矿形成的地质条件，总结了成矿规律，提出找矿方向。这将更加具体地把握和理解类似矿床产出特征与分布规律，发挥膨润土在社会经济发展中的重要作用，具有重要的现实经济意义。
        关键词：膨润土；地质特征；经济意义
        一、金昌红泉膨润土矿区的地理位置和自然地理概况
        （一）地理位置
        矿区属金昌市所辖，位于金昌火车站北北西直距12公里，东距金昌市中心直距11公里。地理坐标：东经102度03分30秒，北纬38度28分40秒。
        （二）自然地理概况
        矿区所处地形为低缓丘陵的山间盆地，南北两端为中山区，海拔在1750-2000米，最高2175米，盆地内部比高20-80米，两侧比高100-200米，地形总的变化趋势是西向东逐渐变低变缓。
        盆地内部地形较平缓，覆盖厚度0.5-5米，两侧地形陡峻，无植被，侵蚀剥蚀呈梳状。
        二、膨润土矿区域地质特征概况
        （一）、区域地层情况
        区内出露地层有前长城系、长城-蓟县系、震旦系、泥盆系、石炭系、二迭系、三迭系、第三系及第四系。
        （二）区域构造情况
        区内构造以断裂为主，褶皱次之，构造线总体方向为北西60度左右。
        吕梁运动形成该区的基本构造轮廓，后经加里东，海西及燕山等运动多次承袭性复活，而形成现在的构造形迹。
        前长城系为基底岩系，在本区构成龙首山-北大山复式向斜之南翼，长城-蓟县系和震旦系为-不完整的复式向斜，不整合于前长城系之上，古生界除泥系为-单斜构造外，石炭系及二迭系则构成给一个较为开阔的向斜盆地构造，控制着膨润土矿的展布，其他地层均为单斜构造，层间裙曲不甚发育。
        主要断裂走向与区域构造线方向基本一致，其中以走向逆断层为主，且多分布于不同系或统之间，规模大、倾角陡，证据明显，正断层及平断层不发育，规模小，且交斜切地层走向，断距不大。
        根据地层特征及构造分析，吕梁运动及其以前区内为广阔的海域，沉积了前长城，长城-蓟县系厚达数千米以上的海相碎屑岩-碳酸盐岩建造，吕梁运动之后由于受南北向挤压应力的作用，使区域开始隆起，地层产生褶皱和断裂，随着挤压应力的持续作用，形成了龙首山的基本轮廓，晋宁运动前期本区继续上升。遭受长期分化剥蚀，缺失青白口系，晋宁运动后期开始下降，形成龙首山海槽，沉积了震旦系海相碎屑岩-碳酸盐岩建造。加里东运动本区一直处于隆起，遭受风化剥蚀，缺失下石生代地层，在此期间由于南北向挤压应力的作于，使早期形成的褶皱断裂产生永袭叠加复活，构造进一步复杂化，华力西早期F1及F9断裂产生复活，使两断裂间地段下陷，形成了红泉盆地的雏形，并沉积了中-下泥盆统陆相红色碎屑岩；华力西中期红泉地区上升遭受剥蚀，缺失上泥盆统和中、下石炭统，同时F1及F9断裂再次复活使盆地下陷，沉积了二叠系陆相碎屑岩。华力西晚期盆地继续下陷，沉积了二叠系陆相碎屑岩。红泉盆地严格受南北两侧的逆断层控制，F1断裂走向280-290度，倾向北，倾角70度左右；F9断裂走向310-320度，倾向南。倾角65度左右；两大断裂呈30度夹角，致使盆地东宽西窄，近似三角形的平面形态。

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        在区域以西草大板-石井口一带的蓟县、震旦及寒武系海相正常沉积过程中，伴有间歇性火山喷发，沉积了中-酸性火山岩并夹于正常沉积的碎屑岩中，为红泉膨润土矿的生成提供了物质基础，华力西早期-中期F1及F9断裂的多次复活，形成了红色盆地，为何物膨润土矿的形成创造了有利的构造条件，加里东及华力西中期龙首山东段两次上升，使早期沉积的中-酸性火山岩遭受风化剥蚀，并搬运到湖盆地再次沉积，在此过程中及其成岩以后经过一系列的物理化学作用，形成了膨润土矿。
        三、膨润土矿相关地质特征
        （一）膨润土矿矿体特征
        区内赋存工业矿层8个，由下而上编号为①-⑥、⑧、⑩。其中②、④主矿层规模较大，层位稳定，⑤、⑥、⑧、⑩矿层个规模较小，层位不稳定。
        根据各矿层的层数，空间分布及其连续性，以上8个矿层又分为27个矿体（①矿层3个，②矿层2个，③矿层3个，④矿层8个，⑤矿层3个，⑥矿层4个，⑧矿层3个，⑩矿层1个）其中②1、④1主矿层规模最大（占总储量的81.6%），①2，③3，④2矿体次之（占总储量的9.3%），其他矿体规模小，矿体一般长400-1000米，最长2400米，最短100米；厚一般2-6米。最后19.9米，最薄0.31米，倾斜延深50米-＞513米。
        ②、④主矿层纵贯全区，沿走向及倾向较为稳定，变化不大，②1、④1两矿体沿走向在11-20线间厚度相对较大，20线以东略微变薄，11线以西逐渐变薄，趋于尖灭；沿倾向的地表向深部逐渐变薄而趋于尖灭，局部地段出现分支或分支而复合。②1、④1主矿体厚度变化系数均为58.0%，属于较稳定性。
        个矿体产状基本一致，并同围岩相吻合，总体走向85-105度，20线以东转向120-130度，倾向175-195度，28线以东转向210-220度，倾角上部35-50度，下部多缓至25-40度。
        （二）膨润土矿矿石特征
        矿石以灰-灰白、灰绿、黄褐色为主，乳白、草绿、黄灰色次之，紫色、灰紫、杂色少许。同一矿层往往有几种颜色交替出现，但仍以某一两种颜色为主。
        矿石结构以泥质为主，粉砂状、砂状次之，砾状及鲕砾状，多余凝灰质结构仅局部可见。①-⑥矿层以泥质结构为主，②、④、⑤矿层局部和⑧、⑩矿层多为粉砂-矿状结构，⑧矿层局部为砾状结构，④矿层上不偶见鲕砾状结构。
        （三）膨润土矿矿石类型及矿床成因
        1. 膨润土矿矿石类型
        根据矿石结构可划分为六个自然类型，即粘土状、粉砂状、砂状、含砾砂状、砾状及含鲕砾状矿石。其中以粘土状矿石为主，粉砂及砂状次之，其他类型少许。
        按主要矿物共生组合又可划分为六个自然类型，即蒙脱石型、高岭石-蒙脱石型、水云母-高岭石型-蒙脱石型、绿泥石-水云母-高岭土-蒙脱石型、斜发沸石-高岭土-蒙脱石型。其中以前二者为主，中二者次之，后二者仅局部可见。
        2.矿床成因及找矿方向
        红泉膨润土矿创具有典型的正常沉积特征，故初步认为该矿床成因属于内陆沼泽-湖泊相沉积型，但后期的变质作用又导致了矿床中蒙脱石含量的增高和富集。
        红泉膨润土矿的生成主要仍与中-酸性火山岩有直接关系，但并非是火山岩就地水解，脱玻变质而成，而是经风化剥蚀、搬运、再沉积，后经水解脱玻变质而成，在搬运、沉积过程中部分火山碎屑物已开始水解，成矿时间延续较长，从早二叠世早期一直到晚二叠世早期，其中以早二叠世早期为主。
        凡属于类似的海西期，燕山期的断陷盆地，其中有沼泽-湖泊相上古生界或生界正常或火山碎屑岩沉积，附近或邻区又有中-酸性火山岩存在，古气候干旱，碱性介质水的条件下，都有形成膨润土矿的可能。内蒙阿右旗东山庙一带锁发现的膨润土矿线索，充分的说明了这一点，因此今后在寻找膨润土矿时，首先必须从构造条件、沉积环境、地层时代、沉积物性质、古气候及水介质性质等着手分析研究，确定成矿有利地区，开展普查找矿工作。
        四、结论
        在以往的膨润土研究中，大部分只重视了膨润土的基础成矿条件，而忽视了区域详细地质条件的找矿方向与开发利用相互结合。基于前述理由和实际找矿的经验，既要研究矿床的形成条件，又要研究矿床的开发利用。这对于膨润土矿的矿产资源评价是十分必要的，对今后膨润土矿的开发利用提供了更加详实的基础数据。