鄯善縣方興石英巖礦床地質(zhì)特征及成因初探

張建恩

（新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第六地質(zhì)大隊 哈密 839000）

石英巖是一種富含石英的非金屬礦石，目前石英玻璃應(yīng)用前景廣闊，目前被廣泛運用于半導(dǎo)體、光通訊、太陽能、航空航天和軍事設(shè)備等下游行業(yè)，冶金工業(yè)用石英巖來做熔劑、耐火制品、鐵合金等使用，無線電陶瓷、電瓷等均對硅質(zhì)原料有需求。優(yōu)質(zhì)石英巖在新疆屬于稀缺非金屬礦種，新疆鄯善縣方興一帶元古界薊縣系卡瓦布拉克巖群中石英巖礦豐富，礦床規(guī)模大，SiO2含量高，是理想的石英巖礦產(chǎn)資源地。根據(jù)近階段的工作及區(qū)域地質(zhì)資料分析，結(jié)合本區(qū)礦床特征，本區(qū)石英巖礦屬區(qū)域變質(zhì)型礦床。

1 區(qū)域地質(zhì)

區(qū)域位于哈薩克斯坦坂塊（Ⅰ級）的東北緣的活動陸緣內(nèi)，區(qū)域跨南北兩個構(gòu)造單元，以庫米什—紅柳河斷裂為界主體位于塔里木板塊北緣星星峽-巴倫臺離散地體南緣，西南部位于艾爾賓晚古生代殘余盆地。成礦區(qū)帶隸屬于古亞洲成礦域、塔里木成礦省、中天山金銅銀鉛鋅鐵（鎳）-石英巖成礦帶和艾爾賓鐵錳金銅多金屬成礦帶，區(qū)域上為新疆重要石英巖礦成礦帶。

1.1 區(qū)域地層

區(qū)域東北部地層屬于中天山-馬鬃山地層分區(qū)、卡瓦布拉克地層小區(qū)，出露地層主要為前寒武系，主要出露有中元古界星星峽巖群(ChX)、卡瓦布拉克巖群(JxKw)、奧陶系白頂山組(O2b)。西南部地層屬南天山地層分區(qū)、薩阿爾明地層小區(qū)，主要出露有志留系叉口組(S1-2c)和泥盆系薩阿爾明組(D2s)。地層總體北西-南東向展布，地層均有不同程度變質(zhì)。

1.2 區(qū)域構(gòu)造

該區(qū)位處東天山造山帶內(nèi)，夾持在阿齊克庫都克—沙泉子（尾亞）與庫米什—紅柳河兩區(qū)域性大斷裂之間。區(qū)域斷裂構(gòu)造發(fā)育，華力西期之前為韌性走滑剪切帶，之后為脆性斷裂。

韌性走滑剪切帶屬區(qū)內(nèi)規(guī)模最大、變形復(fù)雜、并具多期活動性、定型了本區(qū)基本構(gòu)造格架的構(gòu)造系統(tǒng)，以卡瓦布拉克韌性剪切帶最大，呈北西向斜貫全區(qū)，向北西延出區(qū)外匯于阿齊克庫都克—沙泉子（尾亞）巨型韌性走滑剪切帶，幾何圖形上與巨型韌性剪切帶呈“入”字型相交，構(gòu)成巨型韌性剪切帶的分支構(gòu)造。向南東延出區(qū)外呈南東東向展布匯于另一被稱之為庫米什—紅柳河巨型韌性走滑剪切帶內(nèi)。

華力西期之后的脆性斷裂帶總體以碎裂巖帶疊加在早期韌性剪切帶之上為基本特征。按展布方向主要分為北西向、近東西向、北東向三組，與早期韌性剪切帶分布格局完全相似，即完全受控于先存構(gòu)造的制約。

區(qū)域上大型褶皺構(gòu)造發(fā)育，總體以背形為主，其核部多被不同期次巖體的侵位，兩翼多為前寒武系，伴隨出露有穹、盆相間的露頭至制圖尺度的疊加褶皺。

1.3 區(qū)域巖漿巖

區(qū)域巖漿巖非常發(fā)育，分布廣泛，從新元古代至晚石炭世共九期巖巖漿侵入，以中酸性侵入巖為主，基性巖少量，侵入體多呈巖基、巖株、巖枝狀產(chǎn)出。基性-酸性巖脈非常發(fā)育，具有多期次侵入特征。

1.4 區(qū)域礦產(chǎn)

區(qū)域成礦帶屬于塔里木板塊北緣（復(fù)合溝弧帶）-艾爾賓山（殘余海盆）三級成礦帶，成礦帶內(nèi)主要礦產(chǎn)有鎢、金、鐵、錳、銅、石灰?guī)r、花崗巖、石英巖等，已發(fā)現(xiàn)的典型礦床主要有帕爾崗鐵礦、彩霞山鉛鋅礦、梧南金礦、褐嶺北花崗巖飾面石材礦、石灰?guī)r礦及石英巖礦等。

2 礦區(qū)地質(zhì)

2.1 地層

礦區(qū)出露主要地層為元古界薊縣系卡瓦布拉克巖群（JxKw）和泥盆系薩阿爾明組（D2s），見圖1，各組地質(zhì)特征如下。

圖1 新疆鄯善縣方興石英巖礦地質(zhì)圖1.薩阿爾明組；2薊縣系卡瓦布拉克群；3石炭紀(jì)；4石英巖礦體；5基性巖脈；6.斷層；7.地質(zhì)界線；8.產(chǎn)狀；9.覺羅塔格晚古生代裂陷槽；10.那拉提-紅柳河縫合帶；11.艾爾濱晚古生代殘余盆地；12.庫魯克塔格陸源地塊

2.1.1 薊縣系卡瓦布拉克巖群

分布于礦區(qū)中部和北部，地層呈北西向展布，總體傾向東北，傾角76°～81°，出露寬度10～13km。地層為一套海相化學(xué)膠體-生物碎屑沉積變質(zhì)巖組合，主要巖性為大理巖、白云巖、石英巖、灰白色白云質(zhì)大理巖夾少量深灰色石英片巖等，石英巖層厚大為主要含礦層位。

2.1.2 泥盆系薩阿爾明組

分布在本區(qū)南側(cè)，地層呈北西向展布，總體傾向西南，傾角58°～76°，與下伏地層薊縣系呈不整合接觸。其下部以海相碎屑巖為主，巖性為綠灰色硅化含巖屑粉砂、細(xì)砂巖、含綠簾石變石英細(xì)、粉砂巖、含礫粉砂巖等一套細(xì)碎屑巖；上部為淺灰色、灰白色粗-中晶白云巖、含白云質(zhì)細(xì)晶大理巖、大理巖化含白云質(zhì)中晶灰?guī)r夾厚-中厚層中晶灰?guī)r、灰色厚-中厚層碎屑灰?guī)r等。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造以斷裂為主，其中主斷裂為北西向的斷裂，傾角較陡，斷裂構(gòu)造兩側(cè)中-基性巖脈發(fā)育，次級斷裂為北北東向的走滑斷裂，北東向斷裂將薊縣系、泥盆系地層、石炭紀(jì)侵入巖錯動。

2.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)侵入巖發(fā)育，主要為石炭紀(jì)中細(xì)粒正長花崗巖。巖石呈淺肉紅色，中-細(xì)粒結(jié)構(gòu)，主要礦物有正長石及條紋長石75%，次要礦物有斜長石10%、石英 9%、黑云母 4%、榍石及磁鐵礦 2%。巖體抗風(fēng)化能力強，宏觀呈正地形，出露完整，巖體內(nèi)穿插少量巖脈。

3 礦床地質(zhì)

3.1 礦床規(guī)模及礦層特征

該石英巖礦為一超大型沉積變質(zhì)型層狀礦床。礦層由石英巖構(gòu)成，賦存于元古界薊縣系卡瓦布拉克巖群中，厚度大、層位穩(wěn)定，規(guī)模大，形態(tài)規(guī)則，總體呈層狀產(chǎn)出。礦區(qū)內(nèi)分布南北兩個礦帶，北礦帶呈透鏡狀、似層狀斷續(xù)分布，長26km，寬80～500m，頂板巖石為大理巖夾石英片巖，底板為白云質(zhì)大理巖夾少量深灰色石英片巖，西部被平移斷層錯開，部分被正長花崗巖體破壞。南礦帶呈似層狀分布,長74km，寬100～2000m，頂?shù)装鍘r石均為大理巖、石英巖，礦帶中部為膨大位置，為主礦層走向105°，長8km，寬2000m，傾向東北，傾角76°。

3.2 礦石質(zhì)量特征

3.2.1 礦石礦物成分

石英巖礦石呈白色、灰白-淺灰色，粒狀變晶結(jié)構(gòu)，中厚層（少量薄層）狀構(gòu)造。礦物組分較為簡單，主要由石英組成，次為絹云母、鐵質(zhì)物（鐵的氧化物、氫氧化物）、泥質(zhì)等。主要礦物特征描述如下：

石英：它形晶，呈粒狀、渾圓狀、偶見不規(guī)則狀，貝殼狀斷口，斷口油脂光澤，粒度0.2～0.5mm，大小不等之顆粒緊密相嵌。

絹云母：呈細(xì)鱗片狀，主要沿層理面分布，含量＜1%。

鐵的氧化物：在鏡下呈現(xiàn)不透明-半透明狀，棕紅色，它形質(zhì)點狀、粉末狀，分布于石英顆粒晶間，含量＜3%；鐵的氫氧化物，僅見于地表破碎帶兩側(cè)或角礫巖中，呈脈狀或網(wǎng)脈狀。

泥質(zhì)物：僅見于地表石英巖節(jié)理裂隙、破碎帶以及風(fēng)化漏斗中，為表生風(fēng)化作用生成之次生礦物。

3.2.2 礦石化學(xué)成分

礦石有益組分為 SiO2，礦層中 SiO2含量96.89～99.83%，平均97.86%。

有害組分主要有 Al2O3、Fe2O3。其中 Fe2O3含量0～0.48%，平均0.16%， Al2O3含量0～0.27%，平均 0.02%。Al2O3、Fe2O3含量符合硅質(zhì)耐火材料用的硅質(zhì)原料礦床要求。

3.3 礦石類型

礦石自然類型為沉積變質(zhì)而成之塊狀石英巖礦礦石。礦石工業(yè)類型屬于硅質(zhì)耐火材料用的硅質(zhì)原料礦床石英巖牌號 GSN97，按單個樣品圈定可分別作為溶劑、硅鋁、結(jié)晶硅用優(yōu)質(zhì)石英巖礦，硅磚用、鐵合金用特級石英巖礦（牌號GST98、99、GSN99B、GSN99A），日用陶瓷、電瓷用優(yōu)質(zhì)石英巖礦等。

4 礦床成礦基本規(guī)律及遠(yuǎn)景評價

本礦床屬沉積變質(zhì)型石英巖礦床。礦床在礦區(qū)內(nèi)東西向延伸大于80km，厚度較大，傾向上延伸穩(wěn)定，賦存于元古界薊縣系卡瓦布拉克巖群中。礦床頂?shù)装鍑鷰r均以大理巖局部夾石英片巖，推之其生成環(huán)境為地殼運動相對寧靜期淺海相化學(xué)膠體-生物碎屑沉積后經(jīng)區(qū)域變質(zhì)而成。

尋找此類礦床首先是要尋找含礦層—元古界薊縣系卡瓦布拉克巖群—石英巖段，礦床規(guī)模大小與石英巖層厚成正比。初步估算其資源量超過40億噸，資源潛力巨大，為疆內(nèi)罕見的大型高品質(zhì)石英巖礦。

[1] 新疆維吾爾自治區(qū)地礦局.新疆維吾爾自治區(qū)區(qū)域地質(zhì)志[M].北京：地質(zhì)出版社,1993.

[2] 朱杰辰,孫文鵬.中天山變質(zhì)變質(zhì)巖系的成巖時代及演化［J］.新疆地質(zhì),1986,4(4)：42-52.

[3] 姜在興,李華啟.層序地層學(xué)原理及應(yīng)用[M].北京石油工業(yè)出版社,1996.