安徽省鳳陽縣靈山-木屐山石英巖礦床地質(zhì)特征及成因分析

胡宏坤，張立明（.鳳陽杜氏礦業(yè)有限公司，安徽 鳳陽 33；.安徽省地質(zhì)勘查局3地質(zhì)隊(duì)，安徽 蚌埠 33040）

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安徽省鳳陽縣靈山-木屐山石英巖礦床地質(zhì)特征及成因分析

胡宏坤1，張立明2
（1.鳳陽杜氏礦業(yè)有限公司，安徽 鳳陽 233121；2.安徽省地質(zhì)勘查局312地質(zhì)隊(duì)，安徽 蚌埠 233040）

安徽省鳳陽縣靈山-木屐山石英巖礦床位于蚌埠隆起區(qū)南緣，為一大型玻璃用石英巖礦床。本文在勘探工作的基礎(chǔ)上，對(duì)成礦地質(zhì)條件、礦體特征、礦石特征、圍巖蝕變進(jìn)行了詳細(xì)研究，并結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景，對(duì)礦床成因進(jìn)行了探討。明確本礦床為一沉積-變質(zhì)礦床，白云山組原始沉積的石英砂巖為成礦提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，區(qū)域低綠片巖相變質(zhì)作用使得石英砂巖變質(zhì)形成石英巖礦床。

靈山-木屐山；石英巖礦床；沉積-變質(zhì)礦床；區(qū)域變質(zhì)作用

石英巖是玻璃產(chǎn)業(yè)、光伏產(chǎn)業(yè)、無機(jī)硅材產(chǎn)業(yè)重要的原材料，經(jīng)濟(jì)與戰(zhàn)略價(jià)值巨大。安徽省鳳陽縣是我國重要的石英砂原料基地，石英巖礦產(chǎn)資源豐富，遠(yuǎn)景儲(chǔ)量在100億t以上（張明和褚強(qiáng)，2009；李勇和王玉連，2011；王尹達(dá)，2012）。系統(tǒng)開展鳳陽縣石英巖礦床成礦規(guī)律研究工作，對(duì)于指導(dǎo)石英巖的勘探開發(fā)，保障高純度石英原材料的供給，有著積極的意義。本文依托鳳陽縣石英巖礦業(yè)權(quán)開發(fā)整合項(xiàng)目，對(duì)靈山-木屐山石英巖礦床地質(zhì)特征進(jìn)行了詳細(xì)的研究，并對(duì)成因進(jìn)行了探討，為區(qū)域石英巖找礦勘查提供依據(jù)。

1　區(qū)域地質(zhì)背景

大地構(gòu)造位置上，礦區(qū)位于華北板塊南緣蚌埠隆起區(qū)的南側(cè)，東臨郯廬斷裂帶，南臨合肥盆地，西接淮南復(fù)向斜，構(gòu)造特征復(fù)雜。區(qū)域斷裂構(gòu)造發(fā)育，主要的控巖控礦斷裂包括東西向的臨泉-劉府?dāng)嗔选⒐贉?下紀(jì)家斷裂，北東-北北東向臨淮關(guān)-亮崗斷裂、五河-紅心鋪斷裂。褶皺構(gòu)造主要包括蚌埠復(fù)背斜、老青山-石門山單斜、淮南復(fù)向斜，其中礦區(qū)地層主要受到老青山單斜構(gòu)造的控制。

地層分區(qū)上，區(qū)域地層屬于華北地層區(qū)徐淮地層分區(qū)淮南地層小區(qū)。區(qū)內(nèi)發(fā)育新太古代至第四系的地層，根據(jù)沉積環(huán)境及構(gòu)造屬性差異，可劃分為變質(zhì)結(jié)晶基底、沉積蓋層和陸相地層三個(gè)部分。變質(zhì)結(jié)晶基底主要由新太古代至早元古代五河群角閃巖相變質(zhì)巖系組成，中元古代鳳陽群的綠片巖相變質(zhì)巖系構(gòu)成了褶皺基底；沉積蓋層主要為一套海相沉積地層，主要包括青白口紀(jì)至早三疊世地層，缺失晚奧陶世至早石炭世地層。陸相地層包括侏羅紀(jì)至第四系的陸相碎屑巖。

圖1　研究區(qū)大地構(gòu)造略圖（據(jù)楊德斌等，2009修改）

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，具有多期多階段的特征，總體可劃分為三個(gè)期次：新太古代的蚌埠期、侏羅紀(jì)～白堊紀(jì)的燕山期、古近紀(jì)～新近紀(jì)的喜山期。蚌埠期巖漿活動(dòng)以花崗質(zhì)巖漿侵位及中基性火山噴發(fā)活動(dòng)為主，花崗質(zhì)侵入巖多呈巖株、巖體狀分布，火山活動(dòng)主要表現(xiàn)為五河群下部的中基性火山巖。燕山期以中酸性淺成侵入巖為主，巖體的規(guī)模都較小，分布均受到北北東向斷裂帶的控制，區(qū)內(nèi)的多金屬礦床與該期次巖漿活動(dòng)具有成因聯(lián)系。喜山期以大陸型堿性玄武巖的噴溢為特征，主要集中在郯廬斷裂帶內(nèi)的中新生代盆地中，規(guī)模一般較小，多為基性火山巖，大致可分為次安山玄武巖和次橄欖玄武巖兩類。

2　礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)位于老青山單斜中段，主要出露的地層為青白口紀(jì)劉老碑組、伍山組、曹店組，中元古代宋集組、白云山組、青石山組，早元古代殷家澗組及第四系松散沉積，白云山組是主要的含礦層位。地層主要呈單斜層狀產(chǎn)出，傾向南西，傾角約15～30°。

青白口紀(jì)劉老碑組巖性主要為泥灰?guī)r、頁巖、泥巖，局部夾白云質(zhì)灰?guī)r透鏡體；伍山組巖性較為單一，主要為厚層中粒石英砂巖、細(xì)粒石英砂巖，底部含礫石；曹店組巖性主要為薄層至中厚層石英礫巖、砂礫巖，夾赤鐵礦層。

中元古代宋集組頂部巖性為千枚巖、含鐵質(zhì)石英巖，下部主要出露白云石大理巖；青石山組分布于礦區(qū)西南部，為一套淺海相含鎂泥鈣質(zhì)-砂質(zhì)沉積巖，巖性主要為灰白色條帶狀白云石大理巖，條帶狀硅質(zhì)白云石大理巖夾石英巖、長(zhǎng)石石英巖、含鐵石英巖等。

圖2　靈山-木屐山礦區(qū)地質(zhì)圖

白云山組劃分為三個(gè)巖性段，其中第一巖性段分布于礦區(qū)東北部，呈北西-南東向條帶狀斷續(xù)展布，巖性以石英巖、含白云母石英巖、含礫絹云母石英片巖為主；第二巖性段分布于礦區(qū)的北東部-中部，呈北西-南東向條帶狀產(chǎn)出，巖性以薄層-中厚層石英巖、含白云母石英巖、絹云母石英巖為主；第三巖性段分布于礦區(qū)東南部，呈北西-南東條帶狀產(chǎn)出，巖性為中薄層石英巖、含鐵質(zhì)石英巖及絹云母石英巖。白云山組第二巖性段為主要賦礦層位，石英巖質(zhì)地純凈，可做特種玻璃、玻璃原料、高級(jí)型砂及耐火器材之原料。其中顆粒均勻細(xì)膩、無損裂者可做天然油石，色澤鮮艷者可做玉石。

下元古代殷家澗組為一套中基性～酸性火山巖，后期受到區(qū)域變質(zhì)作用形成綠泥石片巖、絹云母片巖、綠泥石片巖、角閃石綠泥石片巖等。

礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造主要為北東-北北東向斷層，性質(zhì)以高角度平移斷層為主，切割礦區(qū)地層，造成了地層的錯(cuò)動(dòng)。在斷層面附近形成構(gòu)造破碎帶，但對(duì)礦體總體質(zhì)量并無影響。

礦區(qū)內(nèi)無巖漿活動(dòng)，僅在局部可見到熱液成因的石英脈穿插在白云山組地層中的構(gòu)造裂隙中。石英脈產(chǎn)狀較為雜亂，脈寬多小于5cm，延伸數(shù)米內(nèi)。

3　礦床地質(zhì)特征

3.1礦體特征

靈山-木屐山石英巖礦床礦體主要呈層狀、似層狀，產(chǎn)出于鳳陽群白云山組第二巖性段中，礦體的產(chǎn)狀嚴(yán)格受到地層產(chǎn)狀的控制。礦體沿走向兩側(cè)圍巖及底板圍巖亦是鳳陽群白云山組第二巖性段的灰白色、淺灰色、灰紅色及淺紫紅色石英巖，巖石中SiO2的含量是區(qū)分礦體與圍巖的主要指標(biāo)。

老青山單斜控制了白云山組第二巖性段地層的產(chǎn)狀，進(jìn)而控制了礦體的產(chǎn)出特征。礦區(qū)內(nèi)，礦體總體呈北西-南東走向，傾向南西，傾角約20°。白云山組第二巖性段局部受到構(gòu)造應(yīng)力作用而形成小型褶曲，礦體產(chǎn)狀亦伴隨地層褶皺發(fā)生變化，靠近褶曲核部，礦體的傾角變緩。

3.2礦石特征

靈山-木屐山石英巖礦床礦石主要分為石英巖、含白云母石英巖、絹云母石英巖三種，其中石英的含量是劃分礦石及礦體的重要標(biāo)志，高純度的石英巖是礦床的主要礦石類型。

礦石呈灰白色、淺灰色、灰紅色及淺紫色等，中細(xì)粒狀變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，局部具有變余層狀構(gòu)造，顯示出礦床具有沉積變質(zhì)的特征。礦石礦物為石英，脈石礦物包括白云母、絹云母，少量鐵質(zhì)、碳酸鹽巖礦物等。石英多為它型粒狀，細(xì)粒，少數(shù)粒度較大，含量多在96%以上；白云母與絹云母多呈細(xì)鱗片狀、短纖維狀沿裂隙面或原始沉積面定向排列；鐵質(zhì)和碳酸鹽巖礦物主要呈浸染狀沿裂隙面及構(gòu)造破碎帶分布。

3.3圍巖蝕變

礦床圍巖蝕變主要包括硅化、絹云母化、白云母化、磁鐵礦化、綠泥石化、碳酸鹽化、鈉長(zhǎng)石化。硅化是主要的礦化蝕變類型，原始海相沉積的石英砂巖經(jīng)過硅化蝕變形成高純度的石英巖。

4　礦床成因淺析

在礦床地質(zhì)特征上，靈山-木屐山石英巖礦體受到白云山組第二巖性段的控制，地層硅質(zhì)含量較高的地段即為礦體，說明地層的原始沉積物控制了礦體的產(chǎn)出。本區(qū)地層自下而上依次為白云山組的石英砂巖，青石山組的鈣鎂質(zhì)沉積巖夾碎屑巖，宋集組白云石大理巖，各個(gè)組地層之間整合接觸，表現(xiàn)為一套濱海相-淺海相沉積建造，白云山組原始沉積的濱海相富含石英的砂巖，為后期高純度石英巖的形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。在蝕變特征上，石英巖礦床與成礦作用有關(guān)的蝕變類型為硅化，伴生有鈉長(zhǎng)石化、白云母化、綠泥石化蝕變，蝕變組合總體屬于低級(jí)綠片巖相變質(zhì)作用。礦區(qū)內(nèi)無明顯的熱液流體蝕變作用跡象，且沒有巖漿侵入活動(dòng)，排除了巖漿熱及巖漿流體對(duì)白云山組地層的蝕變影響。因此，靈山-木屐山石英巖礦床應(yīng)為一沉積-變質(zhì)型礦床。

蚌埠隆起區(qū)處于華北板塊南緣，自鳳陽運(yùn)動(dòng)之后，區(qū)域經(jīng)歷了多期洋陸碰撞事件，使得區(qū)域地層形成了多期次褶皺并伴隨了強(qiáng)烈的區(qū)域變質(zhì)作用。包括白云山組在內(nèi)的中新元古代地層及古生代地層在形成老青山單斜的同時(shí)，經(jīng)歷了低綠片巖相的區(qū)域變質(zhì)作用。白云山組第二巖性段石英砂巖在綠片巖相變質(zhì)作用下，重結(jié)晶形成高純度的石英巖，進(jìn)而形成靈山-木屐山石英巖礦床。

5　結(jié)論

（1）靈山-木屐山石英巖礦床賦礦層位為中元古代白云山組第二巖性段，礦體呈層狀產(chǎn)出，產(chǎn)狀嚴(yán)格受到地層的控制。礦石主要為石英巖、白云石英巖、絹云母石英巖，微細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu)，顯示出沉積變質(zhì)的特征。圍巖蝕變主要包括硅化、鈉長(zhǎng)石化、白云母化、綠泥石化。

（2）靈山-木屐山石英巖礦床為一沉積-變質(zhì)型礦床，礦床的形成與區(qū)域低綠片巖相變質(zhì)作用有關(guān)。

［1］楊德斌.蚌埠隆起區(qū)花崗巖的年代學(xué)和地球化學(xué)：對(duì)華北克拉通東部構(gòu)造演化的制約［D］.吉林：吉林大學(xué)，2009.

［2］王尹達(dá).安徽省鳳陽縣大廟地區(qū)石英巖礦床地質(zhì)特征.科技視界，2012，44：406.

［3］李勇，王玉連.鳳陽石英巖資源的開發(fā)和利用.宜春學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，33 （4）：43～45.

［4］張 明，褚 強(qiáng).鳳陽石英資源特征及開發(fā)現(xiàn)狀.中國非金屬礦工業(yè)導(dǎo)刊，2009，78：24～47.

胡宏坤（1979-），男，礦山技術(shù)員，主要從事礦山開采及礦山地質(zhì)工作。

P619.233

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2095-2066（2016）09-0082-02

2016-3-12