刘月吉 孙炳卫
（辽宁省第七地质大队有限责任公司，辽宁省丹东市 118003）
摘要：海城庙沟菱镁矿成矿受地层、岩性控制，分布于古元古界辽河群大石桥岩组三段下部菱镁大理岩地层中，此矿床的沉积建造，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，此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。
关键词：菱镁矿 海城庙沟 沉积变质 矿床
绪言
海城庙沟菱镁矿是近些年发现的一中型菱镁矿床，位于鞍山市海城牌楼镇。2012年10月至2016年7月辽宁省第七地质大队通过对该区域地质详查工作，共发现5条矿体，求得菱镁矿资源量矿石量4197.66万 t，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，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NW80-110°，倾向北西，倾角51-54°，通过此次详查工作，对矿床的地质特征及成因有了较全面的认识。
1 区域地质特征
1.1 地层
区域地层主要为古元古界鞍山群及辽河群变质岩系，局部地区出露有新元古界细河群及第四纪冲积～堆积层。由老至新分述如下：
（1）古元界鞍山群
为本区最古老的岩层，由白云母片岩、斜长角闪岩、磁铁石英岩、鞍山式铁矿组成。该岩系多为火成岩所切割，大部分已被黑云母花岗岩、文象花岗岩、片痳状花岗岩、石英斑岩所侵入，露头零星分布。
（2）古元古界辽河群（Pt）
由千枚岩、云母片岩、滑石片岩、白云岩、菱镁矿等组成。该地层在本区域广泛出露，呈NEE方向，总厚度在5000m以上。分布自下而上为大石桥组二段、大石桥组三段下部、大石桥组三段上部。
（3）新元古界细河群（Z）
主要为钓鱼台组石英岩，在该区域局部出露。与辽河群地层呈不整合接触，在大石桥镇蟠龙山附近本层下部有底砾岩存在。
钓鱼台石英岩主要为白色厚层石英岩夹泥质砂岩及砂质页岩薄层，其底部为底砾岩，厚2～3m，其砾石由石英岩组成。
（4）第四系（Q4）
在本区主要有平原冲积层、山坡黄土堆积层、第四纪早期黄土层等几种，其中以平原冲积层厚度最大，可达10～30m，其余厚度不大，仅1～10m不等。
1.2 构造
本区区域构造单元属于胶辽台隆营口～宽甸台拱西段，经历了多期构造旋回阶段（鞍山构造旋回、辽河构造旋回和燕山构造旋回为主）。本区域构造较为复杂，褶皱构造和断裂构造均发育。区内只确定了一个扭转单斜构造，该构造使岩层发生倒转[1]，局部地段因受褶皱构造影响，岩层产状变化较大。
1.3 岩浆岩
本区岩浆岩分布很广，种类复杂，主要有深成岩—片麻花岗岩、黑云母花岗岩（混合质花岗岩）及各种浅成岩—文象花岗岩及各种酸性、基性岩墙和岩脉，侵入于鞍山群及辽河群岩层中。花岗岩中见有鞍山群及辽河群的捕掳体，并混合了部分鞍山群与辽河群地层，其时代晚于辽河群，与震旦纪钓鱼台组石英岩没有直接接触。
2 矿体地质特征
2.1 矿体特征
海城市牌楼镇庙沟菱镁矿床属沉积变质型菱镁矿床[2]，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NW80-110°，倾向北西，倾角51-54°。已经工程控制的工业矿体有五条，均赋存上层菱镁大理岩中。
2.2 矿石质量
（1）矿物及结构构造
矿物成分主要为菱镁矿，其余为白云石、方解石、滑石、石英、绿泥石等。菱镁矿石均为晶质菱镁矿，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。
（2）矿石的化学成分
本区菱镁矿属较优质菱镁矿床[3]，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。
2.3 矿体围岩和夹石
本区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。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。
3 矿体成因分析
3.1 矿床成因分析
菱镁矿含矿层只产于辽河群大石桥岩组三段下部菱镁大理岩地层中，其它层位基本未见。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。
3.2 找矿标志
（一）辽东古元古代沉降区为找矿的大地构造前题。
（二）大石桥岩组三岩段下部为找矿的地层前题。
（三）海退末期泻湖环境为找矿的古地理前题。
（四）菱镁矿大理岩为找矿的岩性标志。
（五）千枚岩及白云石大理岩为找矿的围岩标志。
参考文献：
[1]张秋生，杨振生，等.辽东半岛早起地壳与矿床[M].北京：地质出版社，1986.
[2]杨智荣.我国菱镁矿矿产资源可持续开发利用研究，2006.
[3]刘月吉.辽宁省海城市牌楼镇庙沟村永兴镁矿详查报告.