葉潭擋風(fēng)凹石英礦地質(zhì)特征及礦床成因探討

摘要：葉潭擋風(fēng)凹礦石英礦產(chǎn)于泥盆系桂頭群，礦體主要受沉積條件及區(qū)域環(huán)境控制。后期受區(qū)域環(huán)境影響形成石英砂巖、變質(zhì)石英砂巖，石英砂巖通過中溫氣成熱液形成石英巖。礦體呈似層狀平緩產(chǎn)出，大致傾向400～500，傾角300～500。

關(guān)鍵詞：擋風(fēng)凹：石英砂巖;桂頭群

1.區(qū)域地質(zhì)背景

葉潭石英礦礦床在區(qū)域上位于東西向佛岡一豐良深斷裂帶與北東向河源深斷裂帶交匯地段，和平凹褶斷束與永梅凹褶斷束接壤處。石英礦床產(chǎn)于泥盆系桂頭群地層，下伏地層為震旦系老地層。

2.礦區(qū)地質(zhì)

2.1地層

礦區(qū)及附近出露的地層，主要為泥盆系桂頭群（D1-2G）和第四系殘坡積層（Qel+dl）。

2.1.1泥盆系桂頭群（D1-2G）

分上組（D1-2Ga），下組（D1-2Gh）：上組主要為長石石英細砂巖、千枚巖，下組主要為石英礫巖、石英巖、石英砂巖;地層傾向30°-50°，傾角17°-46°。總厚度>lOOOm。

該地層下組（D1-2Gb）主要為灰白色一灰黃色石英巖、石英砂巖，為本區(qū)玻璃用石英砂巖礦體的主要賦存部位。石英巖：灰白色，部分巖石因為含有鐵質(zhì)而呈現(xiàn)各種色調(diào)的雜色石英巖。巖石致密堅硬，碎塊呈尖銳的棱角狀。巖石的典型結(jié)構(gòu)為細粒粒狀變晶結(jié)構(gòu)，典型構(gòu)造為塊狀構(gòu)造。巖石中含量最為豐富的礦物為石英，此外含有少量的長石、白云母以及鐵質(zhì)。組成巖石的礦物粒徑細小，一般粒徑約0.2mm。石英砂巖：呈灰白色、灰黃色，略帶紫紅色，主要成分為石英、白云母，局部具輕微的片理化，致密堅硬，性脆。大部分礦物發(fā)生形變和重結(jié)晶作用，巖石雖受變質(zhì)作用，但其原生結(jié)構(gòu)仍有保存，原生的石英碎屑呈菱角狀和半渾網(wǎng)狀，巖石具變余砂狀結(jié)構(gòu)。

下組下部為青灰色砂巖、絹英巖，主要礦物成分為石英（70%～75%）、絹云母（24%～26%）、白云母（ 2%-4%）及少量褐鐵礦。絹云母分布在石英顆粒之間，石英顆粒邊部常被絹云母交代，石英顆粒呈粒狀、鋸齒狀。褐鐵礦呈膠體狀產(chǎn)出，沿礦物顆粒的裂隙呈脈狀充填，對巖石有染色。

2.1.2第四系殘坡積層（Qel+dl）

呈面狀分布于山坡、山脊等地勢平緩地段。殘坡積層（含全風(fēng)化的巖石）的發(fā)育深度與地形、地貌、巖性、構(gòu)造等關(guān)系密切，厚度0～14m不等。由灰黃色、淺褐紅色的粘土、亞粘土、泥沙等組成，近地表處含較多的植物碎屑。

2.2構(gòu)造

2.2.1斷裂構(gòu)造

本區(qū)主要見北東向的一組斷裂構(gòu)造，地表出露沿走向延伸約500m，傾向310°～320°，傾角62°-76°，該斷裂以擠壓破碎帶形式產(chǎn)出，由構(gòu)造角礫巖、糜棱巖及擠壓碎裂巖、斷層泥所組成。角礫呈次棱角狀、半渾圓狀，成分為花崗巖、長石石英砂巖、千枚巖等。

2.2.2節(jié)理裂隙

在礦區(qū)出露的石英巖、石英砂巖、細砂巖中節(jié)理裂隙發(fā)育，按走向大致可分為NE向、NW向及近SN向三組。

NE向裂隙組走向30°—60°，傾向NW，傾角40°～48°，密度1-3條/米。單條裂隙出露長lOm～25m。

NW向裂隙組走向310°-330°，傾向SW，傾角62°～82°，密度2m-4條/米。單條裂隙出露長度10m～20m。

近SN向裂隙組，走向350°-10°，傾向W，傾角64°～78°，密度2m～4條/米，單條裂隙出露長度8m～20m。

節(jié)理裂隙寬1 mm～5 mm。節(jié)理裂隙張開充填有泥質(zhì)物、薄膜狀鐵錳質(zhì)物、褐紅色的褐鐵礦等。

2.3巖漿巖

巖漿巖出露于礦區(qū)的南部，為燕山三期侵入的白石崗巖體，區(qū)內(nèi)出露面積2.4km2，主要為中粗粒似斑狀黑云母花崗巖，巖石呈灰白色、淺肉紅色，中粗粒似斑狀花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要由石英（含量45%）、鉀長石（含量30%）、斜長石（含量20%）黑云母（含量4%～5%）及少量屑石、鋯英石、磁鐵礦等副礦物組成。

3.礦床地質(zhì)特征

擋風(fēng)凹礦區(qū)玻璃用石英砂巖礦產(chǎn)于泥盆系桂頭群，礦體主要受沉積條件及區(qū)域環(huán)境控制。礦區(qū)內(nèi)石英砂巖礦沿走向長約380m，寬50m～180m，本區(qū)石英礦體延展規(guī)模為中型。

3.1礦體特征

礦體呈似層狀平緩產(chǎn)出，大致傾向40°～50°，傾角30°～50°，礦體中心部位（打鼓頂）裸露，南側(cè)覆蓋較厚，局部達到14m，賦存標(biāo)高332m～431m。礦體走向延長380m，水平寬度50m-180m，鉛直厚度12.OOm-58.60m，平均鉛直厚度26.96m，厚度變化系數(shù)51.45%。礦體形態(tài)沿走向及傾向方向變化中等;石英砂巖礦體大部分受后期中溫氣成熱液作用形成石英巖。

3.2礦石質(zhì)量

3.2.1礦石主要組分特征

礦石中有益成分Si02含量92.77—99.53%，平均96.89%，變化系數(shù)1.34%;有害成分Al2O3含量0.247%～4.41%，平均1.55%，變化系數(shù)49.4%;有害成分Fe203含量0.070/0～0.59%，平均0.232%，變化系數(shù)42.43%（表1）。礦石化學(xué)成分較穩(wěn)定。

礦石主要組分相關(guān)性：根據(jù)樣品化學(xué)分析及統(tǒng)計分析結(jié)果表明，礦石中Si02含量與Fe203、Al203含量呈負相關(guān)關(guān)系，Si02含量高，則Fe203、Al2O3含量低。Fe203含量與Al203含量總體呈正相關(guān)關(guān)系。

3.2.2礦石放射性核素量

在礦體東、中、西部各取了一個巖樣做放射性檢測，檢測結(jié)果分別如下。

西部ZK0101巖心礦石的226Ra=0.28Bq/kg、232Th=40.21Bq/kg、K40=101.43Bq/kg，礦石的內(nèi)照射指數(shù)IRa=0.001，外照射指數(shù)Ir=0.18。

中部ZK0003巖心礦石226Ra=0.24Bq/kg、232Th=36.28Bq/kg、K40=165.48Bq/kg，礦石的內(nèi)照射指數(shù)IRn=0.001，外照射指數(shù)Ir=0.18。

東部ZK0201巖心礦石226Ra=18.llBq/kg、”232Th=22.28Bq/kg、K40=336.55Bq/kg，礦石的內(nèi)照射指數(shù)IRa=0.09，外照射指數(shù)Ir=0.21。

根據(jù)規(guī)范GB6566-2010要求，均符合A類裝飾裝修材料要求，其產(chǎn)銷與使用范圍不受限制。

3.2.3礦石的礦物組分及主要礦物特征

礦石中主要礦物為石英、少量長石、褐鐵礦、赤鐵礦等。

石英：根據(jù)化學(xué)分析結(jié)果，礦石中的石英含量92.77%～99.53%，石英多呈棱角狀。粘土礦物填充于石英顆粒之間。

礦石中的石英可分為兩期：早期形成的石英呈棱角狀、碎基狀，粒徑0.5mm～2mm，約占礦石總含量的75%～87%;后期形成的石英是受中溫氣成熱液作用形成石英巖，后期形成的石英約占礦石總含量13%-15%，其中部分為玉髓;無色，隱品質(zhì)，集合體產(chǎn)出，消光混亂，一級灰白干涉色，平行消光，是石英的一個變種，化學(xué)成分與石英相同，屬于后期產(chǎn)物，可見其沿石英邊部、裂隙進行交代。

長石（鉀長石、斜長石）：主要為長石、似長石等經(jīng)熱液蝕變或風(fēng)化作用分解的產(chǎn)物，無色，細小鱗片狀、產(chǎn)方板狀，多呈集合體產(chǎn)出，粒徑O.OOlmm～0.08mm正低突起，一級灰白干涉色，平行消光。

褐鐵礦、赤鐵礦：褐鐵礦呈褐紅色，主要產(chǎn)于巖石的裂隙中，呈薄膜狀、皮殼狀產(chǎn)出，分布不均勻，含量少，約占O.l%～l.0%。

赤鐵礦呈褐紅色、褐黃色、淺黃色不均勻分布于巖石中，未見有穩(wěn)定的晶體，多呈粉末狀浸染狀分布，含量小于0.2%。

3.2.4礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石的主要為粒狀變晶結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)、碎斑狀結(jié)構(gòu);為塊狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造、晶洞狀構(gòu)造。

粒狀變晶結(jié)構(gòu)：礦石中的主要礦物（石英）分為大小不同的兩期，粗顆粒為早期結(jié)晶生成，粒徑1.5mm～2.5mm，細粒的為后期熱液蝕變作用形成的，粒徑小于0.5mm，組成石英粒級不同的礦石。

交代殘余結(jié)構(gòu)：石英交代長石，礦石保留長石晶體的假象。

碎斑狀結(jié)構(gòu)：礦石受后期構(gòu)造活動的影響，礦石中的石英晶體中裂隙發(fā)育，呈碎斑狀。

塊狀構(gòu)造：礦石呈致密塊狀。脈狀、晶洞狀構(gòu)造：礦石中晚期形成的不規(guī)則石英脈，穿插在早期形成的石英砂巖中。部分較寬的后期石英脈的局部地段呈晶洞狀，晶洞壁向內(nèi)生長有小的水晶體。

4.礦體圍巖及圍巖蝕變

礦體的圍巖主要為震亙系的板巖、硅質(zhì)巖和泥盆系的長石石英細砂巖、千枚巖。礦體頂板大部分地段為第四系殘坡積層覆蓋，結(jié)構(gòu)松散，主要有粘土、砂及碎石組成，局部礦體裸露地表。

礦體底板主要為泥盆系砂巖及細砂巖，巖芯較完整，巖石結(jié)構(gòu)致密，膠結(jié)程度較好。根據(jù)鉆孔揭露及巖礦鑒定，泥盆系砂巖呈變晶結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造，主要蝕變?yōu)榍稁r化、絹云母化，根據(jù)礦物組合定名為絹英巖。絹英巖主要由約73%石英，25%絹云母，2%左右褐鐵礦組成。

5.礦床成因探討

本礦床產(chǎn)于泥盆系淺海相石英砂巖中，礦體形態(tài)、產(chǎn)狀及規(guī)模受沉積環(huán)境、斷裂構(gòu)造所控制。

根據(jù)前人工作及本次調(diào)查研究，本礦床位于泥盆系石英礫巖、石英巖、石英砂巖中，灰紫、灰白色石英砂經(jīng)水流搬運匯聚到一定位置沉積下來，通過淋蝕作用把鐵質(zhì)帶人石英砂巖底部，故上部含鐵較低（淺部成礦），后期受區(qū)域環(huán)境影響形成石英砂巖、變質(zhì)石英砂巖，石英砂巖通過中溫氣成熱液形成石英巖，后期形成的石英巖產(chǎn)狀不明顯。

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