李海洋，丁志剛，李 超，吳文彬，王玉平，陳麗芳，劉永俊，王曉亮

（遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110032）

遼寧省本溪縣地區(qū)鈉長(zhǎng)石資源豐富，近幾年在草河城鎮(zhèn)附近發(fā)現(xiàn)多處可用于陶瓷配料、玻璃熔劑等的鈉長(zhǎng)石礦床，其礦床成因均為巖漿巖型，含礦巖體為高麗墩臺(tái)花崗巖體[1T2]。四棵樹(shù)鈉長(zhǎng)石礦位于高麗墩臺(tái)巖體中心附近，通過(guò)本單位完成的普查和詳查工作，現(xiàn)已探獲通過(guò)評(píng)審備案的鈉長(zhǎng)石礦資源量28 531.9萬(wàn)t，礦床儲(chǔ)量規(guī)模為大—特大型鈉長(zhǎng)石礦床。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

區(qū)內(nèi)出露地層主要包括古元古界大石橋巖組(以大理巖、片巖為主)、蓋縣巖組(以云母質(zhì)片巖為主)、高家峪巖組(以二云片巖、板巖、變粒巖為主)；青白口系釣魚(yú)臺(tái)組(以石英砂巖為主)、南芬組(以頁(yè)巖為主)、橋頭組(石英砂巖夾頁(yè)巖)及新生界第四系[3]。

區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜，包括斷裂構(gòu)造和褶皺構(gòu)造，以斷裂構(gòu)造為主，存在多期斷裂活動(dòng)，北東向、北西向、東西向及南北向四組斷裂形成了區(qū)內(nèi)的構(gòu)造輪廓。其中以北東向的雙嶺子—玄羊砬子沖斷層和小白家堡子—施家堡子壓扭性斷層規(guī)模較大[3]。

區(qū)內(nèi)巖漿巖發(fā)育，主要為遼河期的花崗巖及閃長(zhǎng)巖、燕山期的花崗巖及以巖株形態(tài)小面積出露的侏羅世正長(zhǎng)斑巖和流紋斑巖[1è2]。其中高麗墩臺(tái)巖體與本礦床密切相關(guān)，是礦床的物質(zhì)來(lái)源。該巖體規(guī)模大，區(qū)域上出露面積約25km2，巖性以斜長(zhǎng)花崗巖為主，巖體具有富鈉，高硅、鋁的特征。鋯石SHRIMP UPb諧和年齡為(1 872+13)Ma[4]，表明鈉長(zhǎng)石礦的成礦時(shí)代應(yīng)為古元古代。

高麗墩臺(tái)巖體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)多處可供開(kāi)采利用的鈉長(zhǎng)石礦床，本礦區(qū)地理位置處于高麗墩臺(tái)巖體中心附近，礦區(qū)內(nèi)大面積出露斜長(zhǎng)花崗巖和少量二長(zhǎng)花崗巖，脈巖較少，具有形成巖漿巖型鈉長(zhǎng)石礦床的優(yōu)越條件。

2 礦區(qū)及礦體地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)出露的地層主要為古元古界遼河群大石橋巖組、青白口系釣魚(yú)臺(tái)組和新生界第四系，大石橋巖組三段巖性礦區(qū)內(nèi)均有出露，巖性以方解石大理巖和二云母片巖為主。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，主要為南東角的一條主斷裂，區(qū)內(nèi)出露長(zhǎng)約1.0km，走向330°，在大石橋巖組的大理巖中小的斷裂構(gòu)造較多，蝕變也較強(qiáng)，但規(guī)模不大。礦區(qū)巖漿巖主要為大面積分布的遼河晚期花崗巖(高麗墩臺(tái)巖體)和少量遼河早期閃長(zhǎng)巖，其中高麗墩臺(tái)巖體出露面積約4.15km2，占礦區(qū)總面積的64%，礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖見(jiàn)下圖。

礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖

2.2 礦體地質(zhì)特征

本礦床為大型—特大型鈉長(zhǎng)石礦床，根據(jù)基本分析結(jié)果，結(jié)合經(jīng)過(guò)論證的工業(yè)指標(biāo)，巖體(包括斜長(zhǎng)花崗巖及少量二長(zhǎng)花崗巖)中K2O+Na2O≥8%、Fe2O3≤0.5%、Al2O3≥15%、SiO2≤75%者即為鈉長(zhǎng)石礦體。根據(jù)工程控制網(wǎng)度，礦區(qū)共發(fā)現(xiàn)鈉長(zhǎng)石礦體3條，呈透鏡體狀、脈狀、不規(guī)則狀賦存于斜長(zhǎng)花崗巖巖體內(nèi)，有少量賦存于二長(zhǎng)花崗巖巖體內(nèi)。其中Ⅰ、Ⅲ號(hào)礦體礦石類(lèi)型均為斜長(zhǎng)花崗巖型，Ⅱ號(hào)礦體礦石類(lèi)型以斜長(zhǎng)花崗巖型為主，僅東部有小范圍的二長(zhǎng)花崗巖型礦石。各礦體的主要化學(xué)成分平均含量見(jiàn)表1。

表1 各礦體主要化學(xué)成分平均含量(%)

Ⅰ號(hào)礦體形態(tài)呈透鏡體狀，工程控制東西長(zhǎng)約683m，最寬部位為455m，推測(cè)礦體最大厚度為95m，礦體賦存標(biāo)高200～295m。在礦體范圍內(nèi)，地表所見(jiàn)巖性主要為灰白色斜長(zhǎng)花崗巖，礦石類(lèi)型為斜長(zhǎng)花崗巖型。經(jīng)計(jì)算，礦石組分品位變化系數(shù)(%)為：K2O+Na2O 6.48、Fe2O361.21、Al2O34.56、SiO22.01，表明礦石質(zhì)量屬于穩(wěn)定型。礦體厚度變化系數(shù)為38.35%，屬于穩(wěn)定型。

Ⅱ號(hào)礦體形態(tài)呈不規(guī)則狀，工程控制東西長(zhǎng)約1 500m，南北寬為443～1 100m，推測(cè)礦體最大厚度為208m，礦體賦存標(biāo)高200～408m。在礦體范圍內(nèi)，巖性以灰白色斜長(zhǎng)花崗巖為主，僅東部有二長(zhǎng)花崗巖出露，礦石類(lèi)型以斜長(zhǎng)花崗巖型為主，有部分二長(zhǎng)花崗巖型礦石，兩者為漸變接觸關(guān)系，沒(méi)有明顯界線，兩者結(jié)構(gòu)、構(gòu)造相同，礦物組成相同，僅鉀長(zhǎng)石含量稍有差異。經(jīng)過(guò)計(jì)算，礦石組分品位變化系數(shù)(%)為：K2O+Na2O 6.35、Fe2O388.72、Al2O37.91、SiO22.83，表明礦石質(zhì)量屬于穩(wěn)定型。礦體厚度變化系數(shù)為74.64%，屬于較穩(wěn)定型。

Ⅲ號(hào)礦體形態(tài)呈脈狀，工程控制東西長(zhǎng)約475m，最寬部位為53m，推測(cè)礦體最大厚度為76m，礦體賦存標(biāo)高200～276m。在礦體范圍內(nèi)，所見(jiàn)巖性均為灰白色斜長(zhǎng)花崗巖，礦石類(lèi)型為斜長(zhǎng)花崗巖型。經(jīng)過(guò)計(jì)算，其礦石組分品位變化系數(shù)(%)為：K2O+Na2O 6.12、Fe2O376.00、Al2O33.25、SiO21.26，表明其礦石質(zhì)量屬于穩(wěn)定型。礦體厚度變化系數(shù)為33.90%，屬于穩(wěn)定型。

主要礦體為Ⅰ、Ⅱ號(hào)礦體，Ⅲ號(hào)礦體規(guī)模較小，全礦床平均品位(%)為：K2O+Na2O 8.64、K2O 1.64、Na2O 7.00、Fe2O30.15、Al2O316.94、SiO269.04。

經(jīng)計(jì)算，以上各礦體的礦石組分品位變化系數(shù)(%)為：K2O+Na2O 2.04、Fe2O325.94、Al2O33.60、SiO21.37，其中Ⅱ號(hào)礦體Fe2O3含量相對(duì)較低。礦石質(zhì)量穩(wěn)定程度屬穩(wěn)定型。綜上所述，礦體的平均化學(xué)成分變化不大，反映出整個(gè)礦區(qū)礦石成分相對(duì)比較穩(wěn)定。

3 礦石性質(zhì)

礦石以灰白色斜長(zhǎng)花崗巖為主，含少量淺肉紅色二長(zhǎng)花崗巖，中細(xì)?！写至＝Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物成分為：斜長(zhǎng)石20%～60%、石英20%～40%、鉀長(zhǎng)石5%～30%，局部有極少量的黑云母、綠泥石、黃鐵礦等。

礦石自然類(lèi)型為斜長(zhǎng)花崗巖型，僅Ⅱ號(hào)礦體東部有二長(zhǎng)花崗巖型。兩種礦石類(lèi)型為漸變接觸關(guān)系，巖石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造相同，礦物成分相同，僅鉀長(zhǎng)石含量稍有不同。經(jīng)測(cè)定，兩者塊體密度(小體重)十分接近。

鈉長(zhǎng)石礦體的圍巖與夾石成分比較簡(jiǎn)單，主要為斜長(zhǎng)花崗巖及少量二長(zhǎng)花崗巖，分布于礦體上、下盤(pán)。巖石呈致密塊狀，比較堅(jiān)硬。礦體與圍巖界線不清，呈漸變過(guò)渡關(guān)系，以分析測(cè)試結(jié)果為準(zhǔn)劃分界線。

在3條礦體范圍內(nèi)，選取刻槽樣、劈心樣等共計(jì)300kg樣品進(jìn)行選礦試驗(yàn)，考慮到礦山開(kāi)采過(guò)程中圍巖、夾石的混入在所難免，試驗(yàn)樣品中摻雜了一定的脈巖，磨礦細(xì)度為-200目。經(jīng)過(guò)選礦流程，精礦石有效降低了有害組分TFe2O3的含量，選礦試驗(yàn)前后礦石中各化學(xué)成分含量的對(duì)比見(jiàn)表2。

表2 選礦試驗(yàn)前后礦石化學(xué)成分含量(%)

通過(guò)選礦試驗(yàn)，礦石中的金屬礦物為磁鐵礦、黃鐵礦，礦石中非金屬礦物主要有黑云母、石英、正長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石。通過(guò)強(qiáng)磁—脫泥流程后，鈉長(zhǎng)石粗精礦Na2O指標(biāo)合格，但鈉長(zhǎng)石中鐵品位含量仍然沒(méi)有達(dá)到要求，因此采用反浮選的方法進(jìn)一步降低鈉長(zhǎng)石中鐵的含量，通過(guò)強(qiáng)磁—脫泥—反浮選流程后得到合格鈉長(zhǎng)石精礦。根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB/T1636-1992《日用陶瓷用長(zhǎng)石》，該礦石滿(mǎn)足日用陶瓷精礦粉Ⅰ等品品質(zhì)要求。

4 市場(chǎng)利用前景

4.1 工業(yè)指標(biāo)

現(xiàn)行的礦產(chǎn)勘查國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)建材用鈉長(zhǎng)石礦沒(méi)有具體規(guī)定，通常依據(jù)市場(chǎng)情況及用途而定，本礦床采用經(jīng)過(guò)論證的工業(yè)指標(biāo)，具體指標(biāo)如下。

(1) 工業(yè)品位(%)：K2O+Na2O≥8、Fe2O3≤0.5、Al2O3≥15、SiO2≤75。

(2) 開(kāi)采技術(shù)條件：礦層最小可采厚度8m，夾石剔除厚度3.5m，剝采比0.5∶1，開(kāi)采最小底盤(pán)寬度＞60m，資源量估算最終邊坡角50°，爆破安全距離≥300m。

4.2 市場(chǎng)利用前景

鈉長(zhǎng)石被廣泛應(yīng)用于陶瓷配料、玻璃溶劑等領(lǐng)域，隨著陶瓷工業(yè)的不斷發(fā)展，陶瓷用鈉長(zhǎng)石的需求量也在逐步增大，同時(shí)，鈉長(zhǎng)石也是生產(chǎn)玻璃的主要配料之一[5]。遼寧法庫(kù)大力發(fā)展陶瓷產(chǎn)業(yè)，出口額逐年增長(zhǎng)，遠(yuǎn)銷(xiāo)海外20多個(gè)國(guó)家和地區(qū)[6]，本礦區(qū)距離法庫(kù)約200km，交通便利，具有天然的地理優(yōu)勢(shì)。礦區(qū)擁有特大規(guī)模的礦石資源量和高品位礦石質(zhì)量，可為法庫(kù)地區(qū)陶瓷產(chǎn)業(yè)及玻璃生產(chǎn)提供大量、優(yōu)質(zhì)的鈉長(zhǎng)石原料。目前市場(chǎng)一般對(duì)陶瓷用鈉長(zhǎng)石的質(zhì)量要求是：Fe2O3≤0.5%；對(duì)玻璃用鈉長(zhǎng)石的質(zhì)量要求是：K2O+Na2O≥8%、Al2O3≥15%、Fe2O3≤0.6%[7]，本礦區(qū)全礦床平均品位(%)為：K2O+Na2O 8.64、Fe2O30.15、Al2O316.94，選礦試驗(yàn)后精礦平均品位(%)為：Na2O+K2O 9.07、TFe2O30.14，屬于一級(jí)鈉長(zhǎng)石精礦產(chǎn)品，滿(mǎn)足陶瓷、玻璃生產(chǎn)的質(zhì)量要求。該鈉長(zhǎng)石礦的市場(chǎng)利用前景非常好。

5 結(jié)論

該礦區(qū)鈉長(zhǎng)石礦受高麗墩臺(tái)花崗巖體控制，尤其是斜長(zhǎng)花崗巖體，該巖體局部地段富集為鈉長(zhǎng)石礦，礦床成因?yàn)閹r漿巖型鈉長(zhǎng)石礦床。

礦體規(guī)模大、礦石質(zhì)量穩(wěn)定、礦體厚度較穩(wěn)定，可作為陶瓷、玻璃生產(chǎn)用鈉長(zhǎng)石原料。