新疆哈密天香冶鎂白云巖礦床地質(zhì)特征及成因分析

賈紅旭 韓 飛

（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）

鎂是地球表面最為豐富的輕金屬元素，大多鋼廠都采用鎂脫硫，鎂合金韌性較好、質(zhì)堅，不易生銹，這些性質(zhì)決定了鎂有較廣泛的用途[1]。我國西北地區(qū)鎂礦主要分布于新疆和靜縣、鄯善縣、哈密地區(qū)一帶。哈密作為新疆主要的能源產(chǎn)區(qū)，已成為西北地區(qū)重要的冶金鎂基地，冶金鎂白云巖成為當?shù)刂饕漠a(chǎn)鎂原料[2]。本文主要介紹哈密天香冶鎂白云巖礦床的基本地質(zhì)特征，初步探討其成因類型。

1 礦區(qū)地質(zhì)背景

天香冶鎂白云巖礦區(qū)位于塔里木微板塊與準格爾微板塊之間那拉提-紅柳河縫合帶NHT東端。其中的薊縣系卡瓦布拉克群為一套以白云巖、灰?guī)r為主的碳酸鹽沉積，是尋找白云巖礦床的最佳層位。

區(qū)內(nèi)出露地層自下而上依次為中元古界長城系星星峽群（Chx）、薊縣系卡瓦布拉克群(Jxkw)、上古生界下石炭統(tǒng)雅滿蘇組上亞組（C1yb）、中石炭統(tǒng)底坎爾組（C2d）、二疊系紅柳河組下亞組（P1ha）及第四系。冶鎂白云巖賦存于薊縣系卡瓦布拉克群地層中，巖性主要為含菱鎂礦灰質(zhì)白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、含炭灰?guī)r。

構(gòu)造以褶皺和斷層為主。其中褶皺有白虎關復背斜，斷裂構(gòu)造主要為沙泉子深斷裂及其派生的次級斷裂。區(qū)域范圍內(nèi)巖漿活動較廣泛，以加里東期和華力西期為主，其中華力西中期的巖漿活動較為強烈，巖性以花崗巖類、花崗閃長巖類為主，零星有超基性巖分布。巖體多呈條帶狀和分散狀小透鏡體產(chǎn)出，其總體展布方向與區(qū)域構(gòu)造線方向一致。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦體特征

礦體賦存于薊縣系卡瓦布拉克群第二巖性段（Jxkw2）中，呈層狀、似層狀產(chǎn)出。礦體產(chǎn)狀與地層一致，走向50-67°，傾向北西，傾角62-72°。礦體走向長約1800m，厚度最厚325.7 m，最薄64.4 m，平均厚度176 m（表1），表現(xiàn)為中間厚、兩端薄，礦體厚度變化較穩(wěn)定。礦體平均品位ω（MgO）為20.68%、ω（SiO2）為0.67%、ω（K2O+Na2O）為0.088%，屬品位變化較均勻的礦床。

表1 礦體厚度和平均品位統(tǒng)計表

2.2 礦石特征

2.2.1 礦石礦物成分及結(jié)構(gòu)、構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)主要有細晶結(jié)構(gòu)、中粒晶粒結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造為層狀構(gòu)造。

礦石礦物成分主要為白云石、菱鎂礦。白云石多呈菱面體，單偏光下無色，正交偏光下雙晶紋平行于菱形解理的短對角線，高級白干涉色明顯，白云石折射率高于方解石，下降物臺，邊界線向白云石移動，粒徑0.15mm左右。菱鎂礦呈菱面體，單偏光下無色，正交偏光下高級白干涉色，無聚片雙晶，粒徑0.1mm左右。

2.2.2 礦石化學成分

（1）主要成分 根據(jù)圈定礦體的727個樣品進行統(tǒng)計，礦床中MgO最高含量22.57%，最低19.00%，平均含量20.82%。SiO2最高含量1.96%，最低0.15%，平均含量0.66%（表2）。MgO含量在21-23%之間的樣品有308個，占樣品數(shù)的42.37%；在20-21%的樣品有348個，占樣品總數(shù)的47.87%；含量小于20%的有71個，占樣品總數(shù)的9.76%。

（2）其他組份 SiO2含量最低0.15%、最高1.93%；其中，地表工程中SiO2含量最低0.2%、最高1.85%，鉆探工程中SiO2含量最低0.15%、最高1.93%，全礦平均0.66%。CaO、Fe2O3、Al2O3、K2O、Na2O、酸不溶物有害組分含量不高，CaO的含量最低30.02%，最高33.11%，平均31.12%，整體變化不大，與MgO含量呈負相關；K2O、Na2O有害組分含量一般在0.1%以下，個別樣品含量達0.3%，平均含量分別為0.053%、0.036%。

表2 礦石化學成分統(tǒng)計表

2.2.3 礦體圍巖

礦體賦存于薊縣系卡瓦布拉克群（Jxkw）地層中，礦體頂板為炭質(zhì)灰?guī)r，底板為鈣質(zhì)白云巖。地層產(chǎn)出較為穩(wěn)定，多為層狀產(chǎn)出，野外觀察白云巖礦體與頂、底圍巖界線清晰、分界清楚，呈突變、整合接觸關系。圍巖中炭質(zhì)灰?guī)r呈灰黑色，地表抗風化能力較弱，多具片理化，變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造；鈣質(zhì)白云巖地表呈土黃色，片理化十分發(fā)育，粒度較粗，其內(nèi)可看到雜亂的方解石脈體，它形粒狀結(jié)構(gòu)，厚層塊狀構(gòu)造。

3 礦床成因及找礦標志

3.1 礦床成因

礦區(qū)在元古代屬于海洋環(huán)境，薊縣系開始海水逐漸退去，以盆地相的頁(泥)巖逐漸過渡為淺海相的碳酸鹽巖沉積。礦體賦存于薊縣系卡瓦布拉克群(Jxkw)地層中，礦體形態(tài)、產(chǎn)狀、厚度，化學成份及延伸、延深均很穩(wěn)定，嚴格受地層巖性控制，礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造均為原生沉積特征，礦體規(guī)模主要受地層分布。根據(jù)礦體地質(zhì)特征，礦床為沉積型白云巖礦床[3]。

3.2 找礦標志

本礦區(qū)白云巖礦是典型的層控沉積礦床[4]，在薊縣系卡瓦布拉克群(Jxkw)地層中白云巖礦有較好的成礦前景，主要標志為地層內(nèi)細晶白云巖和中晶白云巖。頂板為卡瓦布拉克群(Jxkw)地層中炭質(zhì)灰?guī)r，底板為鈣質(zhì)白云巖。

4 礦床經(jīng)濟意義評價

當前鎂質(zhì)耐火材料生產(chǎn)商成本較大，原料供應緊張、價格大幅上漲。鋼鐵企業(yè)鎂質(zhì)耐火材料庫存也較緊張。而天香冶鎂白云巖礦具有以下優(yōu)勢：

（1）礦區(qū)白云巖礦絕大部分出露于地表，可露天開采，礦區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件簡單，其開采成本也較低。

（2）礦石礦物成分簡單，層控沉積型白云巖礦床，找礦標志明顯。

（3）礦區(qū)白云巖質(zhì)量好，有害組分含量不高，具有較高的經(jīng)濟價值，可作為金屬鎂廠的礦源地，適合進行工業(yè)化開采，具有較廣泛的用途和開發(fā)前景。