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海城菱镁矿床属沉积变质型矿床,产于古元古界辽河群大石桥组三段白云石大理岩层中,矿体呈巨厚似层状,菱镁矿石均为晶质菱镁矿。其是在古元古代辽东古裂古海湾潮间带这样一个特殊的古地质环境中,经沉积成岩作用形成菱镁矿层,在裂谷回返进入挤压造山作用阶段遭受了区域性变质、变形作用的改造,发生重结晶形成了晶质菱镁矿。