青海夏日扎脈石英成礦地質(zhì)特征及找礦方向

龐小朋，張文均

（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心青海總隊，青海 西寧 810008）

高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)對優(yōu)質(zhì)高純硅質(zhì)原料的需求不斷增大，高純硅不僅能當作水晶，而且能大量應(yīng)用于太陽能、石英坩鍋、脈石英管、光導(dǎo)纖維等行業(yè)，使得高純硅的市場需求越來越大。由于脈石英礦相對其他硅石礦(如沉積成因的石英巖和石英砂巖等)，具有礦石成分單一，SiO2含量高(一般＞99%)的特點，因而作為高純硅的重要來源，受到越來越多的重視。通過對都蘭縣夏日扎地區(qū)的踏勘、找礦，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)脈石英礦分布廣泛，具有較好的成礦地質(zhì)條件。

1 成礦地質(zhì)背景

研究區(qū)位于青海省中部東昆侖造山帶東端，柴達木盆地東南緣。大地構(gòu)造位置屬祁漫塔格—都蘭新元古代—早古生代巖縫合帶[1]。該縫合帶西起祁漫塔格，東至都蘭以東清根河，南以昆北斷裂為界，北側(cè)被柴達木盆地臺拗覆蓋。研究區(qū)出露地層為下元古界白沙河巖組，主要出露角巖、矽卡巖、角閃石英閃長巖、大理巖、片麻巖等，巖石被后期早二疊世花崗閃長巖侵入而成，以侵蝕殘留體形式產(chǎn)出，發(fā)育透閃巖相變質(zhì)程度的矽卡巖化(圖1)。脈石英礦體主要出露在地層和巖體的接觸部位。

研究區(qū)內(nèi)構(gòu)造變形較為復(fù)雜，具多層次、多期次依次轉(zhuǎn)化和疊加特征。即形成一個從中深部—中淺部—表部構(gòu)造相依次疊加演化序列。構(gòu)造行跡以斷裂為主，成礦前構(gòu)造(控礦構(gòu)造)推測為一些亞扭性的細小裂隙，脈石英即沿此裂隙產(chǎn)出。受巖層影響脈體大小不一，密集程度亦不同。

研究區(qū)因多期構(gòu)造巖漿事件疊加復(fù)合，巖漿活動強烈而頻繁，成巖構(gòu)造環(huán)境復(fù)雜。巖漿活動形成的侵入巖巖石類型眾多[2]，主要為加里東期輝長巖、石英閃長巖；華力西期閃長巖和花崗閃長巖；印支期花崗巖；燕山期鉀長花崗巖。脈巖有閃長巖脈、花崗巖脈、石英脈等。區(qū)內(nèi)石英脈較發(fā)育，脈體走向大部分北東—南西向，與區(qū)域構(gòu)造線基本一致。石英脈呈不規(guī)則的樹枝狀、腸狀、透鏡狀、網(wǎng)脈狀等，時間具多期次性。巖石呈灰白色，油脂光澤，石英脈中偶見有孔雀石、銅蘭、黃銅礦和黃鐵礦分布。

圖1 夏日扎地區(qū)區(qū)域地質(zhì)圖

2 礦石特征及質(zhì)量

研究區(qū)內(nèi)脈石英礦體主要賦存于巖層裂隙中。礦體呈不規(guī)則的樹枝狀、腸狀、透鏡狀、網(wǎng)脈狀等。礦體走向一般為北東—南西向，總體上與區(qū)域構(gòu)造線方向一致。礦體沿走向脈延伸長10～200m，寬0.2～6m。研究區(qū)內(nèi)脈石英礦石均為致密塊狀，半透明至透明。主要礦物成分為石英，以自形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)為主，新鮮面為乳白、灰白、無色，具貝殼狀斷口、油脂光澤(圖2a)。石英數(shù)量較多，規(guī)模大小不一，脈石英中常見柱狀水晶晶簇，晶體長2～20cm，粒徑0.2～0.15cm(圖2b)。

圖2 脈石英(含水晶晶簇脈)

在研究區(qū)脈石英礦露頭采取13件揀塊樣進行化學(xué)分析，結(jié)果見下表。分析結(jié)果顯示，本次研究的脈石英礦體的礦石中SiO2平均含量為99.43%、Fe2O3含量為0.025%，Al2O3含量為0.04%，CaO含量為0.032%。原礦石經(jīng)過水洗、酸洗，洗清石英中粘土及鐵薄等，可滿足冶金用硅質(zhì)原料、平板玻璃用硅質(zhì)原料、日常陶瓷用硅質(zhì)原料的要求，并能滿足高級玻璃和器皿玻璃用硅質(zhì)原料的Ⅴ級要求[3]。經(jīng)過篩分、擦洗脫泥、搖床、脫泥—反浮選等提純工藝可提純獲得高純石英砂[4-5]。

脈石英化學(xué)分析結(jié)果

3 礦床成因

脈石英是熱液(高溫、中溫、低溫)地質(zhì)作用的產(chǎn)物。脈石英礦床的形成須滿足以下兩個條件：①成礦物質(zhì)來源，即富Si熱液的供應(yīng)；②富Si熱液的運移通道及成礦空間。富Si熱液主要來自深部的巖漿分異或混合巖化，富Si熱液的運移及成礦空間既可以是裂隙(斷裂等)，也可以是沉積巖層的層理[6-7]。

從脈石英礦體產(chǎn)出形態(tài)來看，礦體賦存在下元古界白沙河巖組的構(gòu)造裂隙中，一般與地層層理呈小角度斜切產(chǎn)出，但與整體北東—南西向構(gòu)造線一致，成礦階段應(yīng)該在華力西期早二疊世花崗閃長巖侵入期，后期又經(jīng)歷了印支期晚三疊世似斑狀二長花崗巖的超動侵入[2]，反映了與脈石英成礦有關(guān)的熱液大部分來源于地球深部的信息。

研究區(qū)內(nèi)構(gòu)造變形較為復(fù)雜，具多層次、多期次依次轉(zhuǎn)化和疊加之特征。即形成一個從中深部—中淺部—表部構(gòu)造相依次疊加演化序列。成礦前構(gòu)造(控礦構(gòu)造)推測為一些亞扭性的細小裂隙，脈石英即沿此裂隙產(chǎn)出，是主要的容礦場所及熱液運移通道。從脈石英礦體的產(chǎn)出形態(tài)看，礦體賦存在下元古界白沙河組的層理中，受巖層裂隙影響脈體大小不一，密集程度亦不同。成礦階段應(yīng)在華力西期早二疊世花崗閃長巖侵入期，脈石英礦主要為華力西期巖漿活動的產(chǎn)物。而印支期巖漿活動沒有華力西期強烈，是脈石英礦形成的次要物源。由此可見，本區(qū)脈石英礦應(yīng)屬熱液充填型。

研究區(qū)脈石英形成過程如下：巖漿演化過程中分異出富SiO2的熱液向上運動，沿裂隙運移、就位，并在巖層層理裂隙中固化形成脈石英礦體，受巖層裂隙影響脈體大小不一，密集程度亦不同；脈石英礦體形態(tài)多與容礦空間的形態(tài)一致，呈不規(guī)則脈狀，不含或含少量圍巖捕擄體，且局部脈石英礦體中可見呈簇狀產(chǎn)出的水晶晶體。

4 找礦標志

根據(jù)以上成因模型結(jié)合夏日扎地區(qū)脈石英礦體的分布特征，總結(jié)脈石英礦找礦標志如下。

(1) 地層標志：下元古界白沙河組是本區(qū)脈石英礦賦礦層位。

(2) 巖漿巖標志：在地層和巖體的接觸部位，是找礦有利部位。

(3) 露頭和滾石標志：礦體露頭及近源殘坡積中的滾石是最直接的找礦標志。

(4) 地形標志：脈石英礦體多呈正地形出露。

通過本次踏勘找礦工作，都蘭縣夏日扎地區(qū)具有較好的脈石英成礦地質(zhì)條件，已發(fā)現(xiàn)的脈石英質(zhì)量較好，具有較高的利用價值，區(qū)內(nèi)具有較好的找礦遠景。