鄧會娟，高鵬鑫，孔令湖

（國土資源實(shí)物地質(zhì)資料中心，河北 三河 065201）

長界橄欖石礦床位于湖南省通道縣甘溪鄉(xiāng)長界村境內(nèi)，礦體為出露地表的橄欖巖巖體，易于開采。礦山原作為尋找銅鎳礦對象進(jìn)行過勘查工作，但一直未取得找礦突破性進(jìn)展。根據(jù)以往地質(zhì)資料進(jìn)行二次開發(fā)，重新認(rèn)識橄欖巖資源，把廢棄的橄欖巖充分利用起來，可走出一條節(jié)約資源，經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展之路。

1 礦區(qū)地質(zhì)背景

通道長界橄欖石礦區(qū)位于江南古陸構(gòu)造的南端[1]，該區(qū)板溪群、寒武系地層最為發(fā)育，震旦系次之，泥盆系地層僅在少量地區(qū)殘存。板溪群地層總厚5400m以上，由一套淺變質(zhì)的千枚狀板巖、黑色板巖、粉砂質(zhì)板巖、變質(zhì)砂巖及粗砂礫巖等組成。

區(qū)域構(gòu)造以甘溪—涼亭界深大斷裂為主導(dǎo)，包括長界—垅城基性巖帶延長達(dá)百余公里，是區(qū)域性的一級構(gòu)造。

本礦區(qū)為加里東構(gòu)造運(yùn)動引起的長界—垅城深大斷裂巖漿侵入所形成的基性、超基性巖體。基性-超基性巖包括輝石巖相、橄欖巖相、輝石橄欖巖相，其中含MgO的橄欖巖達(dá)到工業(yè)品位的為橄欖石礦體[2]。

2 礦山地質(zhì)概況

2.1 地層

本礦區(qū)出露地層，從老至新有板溪群下亞群加榜組(Pt1)、板溪群上亞群拉欖組(Pt2)和第四系(Q)，現(xiàn)由老至新分述如下：

(1)板溪群下亞群加榜組(Pt1)：該組分上、下兩段，即溪腦段(Pt11)和南天門段(Pt12)。溪腦段(Pt11)：分布在本礦山范圍。為灰綠色千枚狀板巖，風(fēng)化后呈紅色，常見石英細(xì)脈。該段厚大于1500m。南天門段(Pt12)：為灰白色變質(zhì)砂巖、長石砂巖、見有較多的石英脈。該段厚大于230m。

(2)板溪群上亞群拉欖組(Pt21)：為黑色板巖、千枚巖、千枚狀板巖、粉砂質(zhì)及砂質(zhì)板巖，間夾變質(zhì)砂巖。上部變質(zhì)淺，板巖為薄層狀，具紋層和條帶狀結(jié)構(gòu)；下部變質(zhì)較深，為千枚巖和千枚狀板巖，具揉皺構(gòu)造和明顯的鈉長石化，下部見有大理巖透鏡體。超基性巖墻(橄欖巖礦)侵入在本組中上部，圍巖接觸交代較弱。該組厚770m。與上覆清水江組灰綠色板巖為整合關(guān)系，與下伏加榜組溪腦段砂礫巖為角度不整合接觸。

(3)第四系(Q)：為棕黃色、黃褐色亞砂土、亞粘土殘坡積層，厚1～8m。

2.2 構(gòu)造

本礦山地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度屬中等類型。區(qū)內(nèi)巖層走向北東—南西，傾向北西，傾角30～87°，呈單斜狀產(chǎn)出，構(gòu)造以斷層為主。巖墻(橄欖巖礦)平行地層走向侵入。巖體中間的走向斷層以及巖層中的揉皺或小構(gòu)造多為陡傾角。

本礦山內(nèi)晚期次一級平推斷層構(gòu)造發(fā)育，尤以南北向斷層為主，北西向次之。

(1)南北向斷層。

F1正斷層：分布于礦區(qū)中部，走向南北，長約1500m，礦區(qū)內(nèi)長255m，傾向西，傾角65～75°，破碎角礫巖寬2～13m，在礦區(qū)北側(cè)被其北西向F2平推正斷層錯(cuò)斷，平面斷距15m，它控制橄欖巖體的發(fā)生和發(fā)展。

F3正斷層：分布于礦區(qū)西部，走向南北，出露長270m，傾向西，傾角60～70°，破碎角礫巖帶寬1.5～7m,該斷層位于西部橄欖巖體西面邊緣，對橄欖巖體沒有破壞。

(2)北西向斷層。

F2平推正斷層：分布于礦區(qū)北側(cè)，走向北西—南東，推測地表出露長410m，傾向293°，傾角63°，其切割破壞了南北向F1正斷層和基性、超基性巖體，平面錯(cuò)距14～21m。

2.3 巖漿巖

本區(qū)基性、超基性巖體可分為三種巖相,屬基性巖的為輝長輝綠巖相,屬超基性巖的有輝石巖相、橄欖巖相。

本礦床基性、超基性巖體侵入在一個(gè)“N”字形的裂隙系統(tǒng)中，形成西、東兩個(gè)巖體，呈陡傾斜狀，與圍巖多為不整合接觸，它的上、下盤具有破碎現(xiàn)象(見右圖)。

西部基性、超基性巖體全長1800m，地表寬20～182m，傾向北西(300°)，傾角70～80°。

東部基性、超基性巖體全長400m，地表寬15～325m，傾向北西(300°)，傾角60～70°。

以上兩個(gè)巖體在104線以南至99線以北平行重疊800m，最為寬闊，深部經(jīng)磁測剖面計(jì)算，距地表700～800m以下，連接成單一巖體。

橄欖巖呈深綠色，具粒狀結(jié)構(gòu)、反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、海綿隕鐵結(jié)構(gòu)。致密塊狀構(gòu)造。

3 礦床(體)特征

3.1 礦體賦存部位、產(chǎn)狀、形態(tài)及規(guī)模

長界橄欖石礦區(qū)地質(zhì)圖

長界礦區(qū)的橄欖石礦賦存于基性、超基性巖體里，根據(jù)產(chǎn)出的位置進(jìn)行劃分為Ⅰ號礦體和Ⅱ號礦體。Ⅰ號礦體位于礦區(qū)西南部位置，呈北北東走向，傾向北西西，傾角65～82°，礦區(qū)范圍內(nèi)出露長約1200m，寬15～80m；Ⅱ號礦體位于礦區(qū)中東部，并向北東方向延伸出礦區(qū)范圍，走向北東，傾向北西，傾角60～70°，礦區(qū)出露長度超過1800m，并順北東走向延伸出礦區(qū)。

3.2 礦石礦物特征

礦物成分主要為橄欖石，次為輝石、蛇紋石，透閃石、滑石、角閃石、綠泥石、菱鎂礦、鉻鐵礦。少量的黃鐵礦、鎳黃鐵礦、磁鐵礦等。巖石具蛇紋石化等蝕變，還有的變?yōu)榛蚧怄V礦等。

橄欖巖是超基性侵入巖的一種，主要由橄欖石和輝石組成。橄欖石含量達(dá)40%～90%，輝石大致可占相等數(shù)量，輝石為斜方輝石或單斜輝石。有時(shí)含少量角閃石、黑云母或鉻鐵礦。顏色呈深綠色，具粒狀結(jié)構(gòu)、反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、海綿隕鐵結(jié)構(gòu)。在一定溫度、壓力下，受熱液影響發(fā)生蝕變，如經(jīng)水化作用后橄欖石變成蛇紋石和水鎂石；硅化作用后橄欖石變成蛇紋石；碳酸鹽化作用下鎂橄欖石變成蛇紋石和菱鎂礦等。

3.3 礦石質(zhì)量

經(jīng)取樣分析(包括原239地質(zhì)隊(duì)鉆孔中分析的11個(gè)樣)，礦體MgO含量一般為25%左右，分析結(jié)果見下頁表。從化學(xué)分析情況看，礦區(qū)橄欖巖MgO含量不高，屬于較貧品位礦產(chǎn)。MgO含量較高的礦石可作為農(nóng)業(yè)上所用的鎂質(zhì)磷肥。

長界礦區(qū)橄欖巖體化學(xué)分析結(jié)果

3.4 礦石加工技術(shù)性能

目前，礦山橄欖石礦僅用于生產(chǎn)鈣鎂質(zhì)磷肥原料，用量較少，急需開發(fā)新的利用途徑。橄欖巖礦MgO含量＞25%的礦石作為生產(chǎn)鈣鎂質(zhì)磷肥原料，在熱法加工生產(chǎn)鈣鎂質(zhì)磷肥中，在向低品位磷礦石(P2O5品位13%～16%)中加入能形成硅酸鹽或硅酸鹽網(wǎng)絡(luò)的物質(zhì)。向磷礦中加入含MgO(12%～15%)的物質(zhì)，在熔體中，周圍含有Ca2+，同時(shí)又含有Mg2+，則由于不對稱電場作用，將使磷礦的熔融溫度降低，而橄欖巖(含輝石橄欖巖、蛇紋石、滑石等)就成了最佳熔劑。一般加工純磷礦的熔融溫度在1750～1800℃，而與橄欖巖礦一起加工時(shí)，可使熔融溫度降至1400～1450℃。

4 開發(fā)利用

4.1 現(xiàn)狀

20世紀(jì)30年代初期，橄欖石作為一種工業(yè)礦物在挪威和美國最先用來制造耐火材料，后來用磨細(xì)的橄欖石與氧化鎂混合制成耐火磚用于玻璃熔窯和平爐中，堿性爐襯的搗打料或噴射混合料也利用橄欖石。到20世紀(jì)50年代初期美國和日本等一些國家把橄欖石用在鑄鋼工業(yè)中，近年來又將其用在鑄銅、鑄鉛、鑄鎂和鑄鋁工業(yè)中。

我國橄欖石開發(fā)利用與國外相比有一定差距，主要表現(xiàn)為：一是尚未有規(guī)模化的開發(fā)利用；二是開發(fā)利用產(chǎn)品較為單一，國內(nèi)豐富的橄欖石資源處于開發(fā)初級階段。目前，國內(nèi)開發(fā)利用橄欖石資源主要有以下用途：

(1)耐火材料。

20世紀(jì)80年代中期，以河南橄欖石為主，加入鎂砂細(xì)粉、纖維等，經(jīng)一定的工藝生產(chǎn)的鎂橄欖石絕熱板，用于合金鋼連鑄中間包內(nèi)襯，為橄欖石用于耐火材料提供了有效途徑[3]。

(2)鑄造行業(yè)。

橄欖石作為新型的堿性造型材料，已較廣泛地應(yīng)用于鑄鋼件，特別是高錳鋼件及精密合金鑄件等，屬環(huán)保型造型材料。

(3)農(nóng)用肥料。

橄欖巖蝕變后生成蛇紋巖。Mg和Si是蛇紋巖的主要成分，是農(nóng)作生物生長的必需元素。將蛇紋巖用作肥料經(jīng)農(nóng)田施用試驗(yàn)，取得了好的效果[4-6]。

(4)其他應(yīng)用。

制取硫酸鎂就可以把碎橄欖石溶于25%的稀硫酸，除去鐵質(zhì)結(jié)晶而成。橄欖石還可用作冶煉金屬鎂的原料，并和磷酸鹽在電爐中熔化后，可生產(chǎn)MgO含量為12%～15%、P2O5含量為20%的鈣鎂磷肥等。

4.2 建議

20世紀(jì)60年代冶金地勘單位對長界礦區(qū)基性—超基性巖進(jìn)行了以尋找銅鎳礦為主的評價(jià)工作，經(jīng)多年勘查找礦無重大進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)鎳礦體零星，不成規(guī)模，無法計(jì)算儲量。2007年，礦山又出資進(jìn)行了鎳礦的勘查工作，探查到少量的鎳礦資源(平均品位0.4%)，目前礦山正在做開發(fā)工作。橄欖石礦產(chǎn)僅少量用于生產(chǎn)鈣鎂質(zhì)磷肥，尚未得到充分利用。

本礦床作為橄欖石礦床雖屬低品位礦床，但礦床厚度大，且在走向上延伸距離長，儲量巨大、易于開采，交通便利，市場潛力有待挖掘。建議當(dāng)?shù)卣右砸龑?dǎo)，在開發(fā)鎳礦的同時(shí)一并開發(fā)橄欖石，鼓勵(lì)投資進(jìn)行橄欖石礦床開采、開發(fā)，使這一寶貴的礦產(chǎn)資源變廢為寶。

[1]湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)局.湖南省區(qū)域地質(zhì)志[M].北京:地質(zhì)出版社,1988:469-478.

[2]全國礦產(chǎn)儲量委員會辦公室.礦產(chǎn)一般工業(yè)手冊[M].北京:地質(zhì)出版社,19 87.

[3]霍素珍.具有發(fā)展前景的耐火原料—鎂橄欖石[J].國外耐火材料,2003(2):16-19.

[4]王雪萍.淺談青海省化肥用蛇紋巖的資源概況及開發(fā)應(yīng)用前景[J].青海科技,2009(3):37-38.

[5]萬樸,李和玉.蛇紋巖直接用作礦質(zhì)肥料的前景[J].非金屬礦,1991(1):41-42.

[6]李典.吉林某地橄欖石礦可選性研究[J].中國非金屬礦工業(yè)導(dǎo)刊,1988(2):47-48.