新疆精河縣蘇勒鐵列克礦區(qū)硅灰石礦地質(zhì)特征

王惠江

（中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心新疆總隊(duì)，新疆 烏魯木齊 80002）

1 區(qū)域地質(zhì)概況

區(qū)域所處的大地構(gòu)造位置位于塔里木古板塊伊林哈比爾尕—覺羅塔格華里西島弧帶的西段。區(qū)域內(nèi)出露的地層有奧陶系、泥盆系、石炭系、古近系—新近系和第四系。區(qū)內(nèi)侵入巖主要為華力西中期第一、二侵入次花崗閃長(zhǎng)巖、鉀長(zhǎng)花崗巖。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)出露地層較簡(jiǎn)單，僅有上石炭統(tǒng)東圖津河群中亞群和第四系全新統(tǒng)。硅灰石礦產(chǎn)于上石炭統(tǒng)東圖津河群中亞群地層中。硅灰石礦地質(zhì)簡(jiǎn)圖見圖1。

2.1.1 上石炭統(tǒng)東圖津河群中亞群(C2dnb)

根據(jù)巖性組合特征及含礦性，將上石炭統(tǒng)東圖津河群中亞群地層由下到上共劃分為3層。

(1) 第一層細(xì)粒大理巖(C2dnb-1)：分布于礦區(qū)南部，為礦體的底板。主要巖性為灰—淺灰色細(xì)粒大理巖，細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu)，層狀(塊狀)構(gòu)造。巖石成分較單一，均由方解石組成，粒徑0.2～0.8mm，見聚片雙晶。雙晶紋平行于菱形解理的長(zhǎng)對(duì)角線，粒間近于平直鑲嵌狀接觸。該層總厚度大于250m，未見底。總體產(chǎn)狀：20～40°∠ 60～80°。

(2) 第二層硅灰石化大理巖(C2dnb-2)：分布于礦區(qū)中部，為含礦層位。主要由白色、淺灰色隱晶—微晶薄層至中厚層狀硅灰石化大理夾薄層白色硅灰石組成，硅灰石為致密塊狀(局部具層狀)構(gòu)造。它與圍巖、夾層的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及礦物成分相接近，肉眼很難區(qū)分?？傮w產(chǎn)狀：20～40°∠ 60～80°。

圖1 蘇勒鐵列克礦區(qū)硅灰石礦地質(zhì)簡(jiǎn)圖

(3) 第三層細(xì)—中粒大理巖(C2dnb-3)：分布于礦體的頂部，為礦體的頂板圍巖，主要巖性為白色中—細(xì)粒大理巖夾新鮮面為淺灰(綠色)石英脈。大理巖主要由方解石組成，粒徑0.01～0.05mm，少量為0.1～0.2mm；該層厚度大于250m，未見頂?？傮w產(chǎn)狀：20～40°∠ 60～80°。

2.1.2 第四系全新統(tǒng)(Qal)4

主要分布于礦區(qū)西部低洼沖溝地帶，由洪積沙土、碎石和礫石組成。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造簡(jiǎn)單，整體呈北傾的單斜層狀產(chǎn)出，總體產(chǎn)狀：20～50°∠60～80°，礦區(qū)1號(hào)勘探線西面沖溝中見有一條呈近南北方向延伸的平推斷層，斷層面為壓扭性，部分地方有擦痕，斷層面產(chǎn)狀：270～240°∠66～75°，平移斷距為95m，該斷層明顯將(C2dnb)地層中的大理巖夾硅灰石層向南推移，該斷層因遠(yuǎn)離硅灰石主礦體，它只對(duì)礦體的形態(tài)、規(guī)模及其完整性有一定影響，但對(duì)礦石質(zhì)量總體影響不大。

2.3 巖漿巖

礦區(qū)外圍有華力西中期(γ42a)侵入的鉀長(zhǎng)花崗巖，呈不規(guī)則半環(huán)帶狀包圍著含礦地層—上石炭統(tǒng)東圖津河群中亞群(C2dnb)，東部、南部有許多巖枝伸入圍巖，外接觸帶圍巖有硅化現(xiàn)象。

礦區(qū)內(nèi)部巖漿活動(dòng)較弱，由華力西中期(γ42a)鉀長(zhǎng)花崗巖分異派生的一條石英閃長(zhǎng)巖脈(δO)自東向西順層侵入于礦區(qū)頂部的白色中—細(xì)粒大理巖(C2dnb-3)地層中，脈體寬50～68m，貫穿全礦區(qū)，傾角45～75°。

華力西中期(γ42a)侵入的鉀長(zhǎng)花崗巖及分異派生的石英閃長(zhǎng)巖脈(δ O)為礦區(qū)的接觸熱變質(zhì)作用提供了熱源。

2.4 變質(zhì)作用

2.4.1 區(qū)域變質(zhì)作用

區(qū)內(nèi)為單一的低綠片巖相區(qū)域低溫動(dòng)力變質(zhì)作用，特征變質(zhì)礦物為絹云母、綠泥石和少量黑云母雛晶。變質(zhì)巖石的板理、片理、千枚理不發(fā)育。有些巖石的變質(zhì)礦物很少，無(wú)法參加命名。變質(zhì)巖有千枚巖、綠泥石絹云母板巖、變質(zhì)絹云母泥質(zhì)粉砂巖。

2.4.2 接觸變質(zhì)作用

接觸變質(zhì)作用主要發(fā)生在華力西早、中期巖體外接觸帶的圍巖內(nèi)。根據(jù)作用過(guò)程的不同分為熱接觸變質(zhì)作用和接觸交代變質(zhì)作用。前者發(fā)生在碎屑巖中形成各種角巖，后者發(fā)生在碳酸鹽巖中形成矽卡巖。

由熱接觸變質(zhì)作用所形成的角巖，一般出露在巖體外接觸帶的局部地段上，所見的角巖為云母角巖，屬角閃石角巖相(中溫接觸變質(zhì)相)。主要變質(zhì)巖有堇青石黑云母角巖、黑云母角閃石角巖、角閃石角巖、透輝石角閃石角巖、透輝石角巖。

礦區(qū)內(nèi)在硅灰石化大理巖礦帶與石英閃長(zhǎng)巖脈之間出現(xiàn)了透輝石角巖，巖性為灰色，變余含粉砂結(jié)構(gòu)，細(xì)—微柱狀、粒狀變晶結(jié)構(gòu)，變余微層構(gòu)造，塊狀構(gòu)造。原巖為含砂粉砂巖，受接觸變質(zhì)作用而成。

3 礦體地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

硅灰石礦體產(chǎn)于上石炭統(tǒng)東圖津河群中亞群的第二層硅灰石化大理巖地層中，呈向北東傾斜的單斜層狀產(chǎn)出，總體產(chǎn)狀：20～40°∠60～80°。礦帶呈長(zhǎng)帶狀東寬西窄近310°方向延伸，向西尖滅至1線西側(cè)，總體出露長(zhǎng)600m，一般出露寬度25～40m。礦體頂板為灰白色中粒大理巖夾砂巖、粉砂巖及薄層狀硅灰石；礦體底板為灰白，淺灰色粗粒條帶狀大理巖。

3.2 礦石質(zhì)量

3.2.1 礦石的自然類型及巖性特征

參照中華人民共和國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DZ/T0207-2002《玻璃硅質(zhì)原料 飾面石材 石膏 溫石棉 硅灰石 滑石 石墨礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范》中硅灰石礦床分類，可將硅灰石礦床劃歸民用陶瓷硅灰石類礦床。通過(guò)野外所取硅灰石樣品，經(jīng)新疆地礦局第一區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)實(shí)驗(yàn)室和新疆礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)研究所進(jìn)行鑒定，為蝕變斜長(zhǎng)流紋質(zhì)晶屑火山灰凝灰?guī)r和蝕變火山灰凝灰?guī)r，根據(jù)礦石的巖性特征，將該硅灰石礦床礦石的類型定為硅灰石化火山灰凝灰?guī)r類型。根據(jù)X-射線衍射粉晶樣分析，其主要礦物成分硅灰石的特征：礦石為白色、淺灰色隱晶—微晶薄層至中厚層狀，微晶—細(xì)晶變晶結(jié)構(gòu)，致密塊狀(局部具層狀)構(gòu)造。礦物的粒徑一般為0.05～0.3mm。它與圍巖、夾層的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及礦物成分相接近，肉眼很難區(qū)分。其中硅灰石含量50%～70%、石英8%～30%、方解石5%～10%、長(zhǎng)石約5%。符合硅灰石—石英—方解石型亞類型。

3.2.2 硅灰石礦物含量特征

礦物成分以硅灰石、方解石為主，次為極少量的透輝石和其他礦物。硅灰石呈灰白、白色隱晶質(zhì)或粒狀結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造，方解石分別呈粒狀與硅灰石呈鑲嵌關(guān)系。受產(chǎn)出部位不同，圍巖礦物成分有所差異，礦化程度不同，各種礦物的含量可出現(xiàn)較大的變化，薄層狀構(gòu)造的礦石硅灰石含量較低；塊狀、條帶狀構(gòu)造的礦石硅灰石含量較高。

總體硅灰石含量最高為69.90%，最低42.99%，平均53.82%。從硅灰石含量來(lái)看蝕變作用也是不均勻、不徹底的，礦石中仍殘留了一部分方解石。

3.2.3 礦石的化學(xué)組分

根據(jù)礦石基本分析和組合分析成果，硅灰石礦石的化學(xué)組分(%)為：CaO 43.82～32.98、平均值37.54，SiO261.79～45.20、平均值51.97，F(xiàn)e2O31.05～0.28、平均值0.76，燒失量 9.72～2.17、平均值5.83，MgO 3.98～0.49、平均值0.74，Al2O33.50～0.86、平均值1.90，P 0.096～0.057、平均值0.072，MnO 0.032～0.009 8、平均值0.022，TiO20.13～0.016、平均值0.097，S 0.042～0.008 8、平均值0.027，白度 82.8～79.0、平均值80.36。

3.2.4 礦石品級(jí)

由于硅灰石是特殊礦種，可參照中華人民共和國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DZ/T0207-2002《玻璃硅質(zhì)原料飾面石材 石膏 溫石棉 硅灰石 滑石 石墨礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范》中硅灰石礦一般工業(yè)指標(biāo)，就有益、有害化學(xué)組分而言，基本達(dá)到了民用陶瓷配料的要求。

3.3 礦體圍巖

礦體頂板圍巖為白色中—細(xì)粒大理巖夾新鮮面為淺灰(綠色)石英脈。大理巖主要由方解石組成，粒徑0.01～0.05mm，少量為0.1～0.2mm。在大理巖中穿插有數(shù)條寬度在25～50mm的石英脈，巖石表面風(fēng)化后多呈褐黑色，致密狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物成分為石英。巖石性脆、堅(jiān)硬，灰黑、褐黑色硅質(zhì)條帶或石英脈與白色大理巖相間分布，構(gòu)成條帶狀構(gòu)造。

礦體底板圍巖為灰—淺灰色細(xì)粒大理巖，細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石成分較單一，均由方解石組成，粒徑0.2～0.8mm，見聚片雙晶；雙晶紋平行于菱形解理的長(zhǎng)對(duì)角線，粒間近于平直鑲嵌狀接觸。

4 礦床成因及找礦標(biāo)志

4.1 礦床成因

硅灰石是變質(zhì)礦物，在接觸變質(zhì)作用中，由于侵入巖體的熱力和含硅質(zhì)、燧石條帶灰?guī)r接觸變質(zhì)，生成硅灰石。世界上具有工業(yè)意義的硅灰石礦床可概括為三個(gè)成因類型：接觸交代變質(zhì)(矽卡巖型)硅灰石礦床、接觸熱變質(zhì)硅灰石礦床、區(qū)域變質(zhì)硅灰石礦床。

接觸熱變質(zhì)硅灰石礦床原巖為含硅質(zhì)、硅質(zhì)結(jié)核和硅質(zhì)條帶不純灰?guī)r與侵入體接觸，產(chǎn)于外接觸帶附近。形成硅灰石的物質(zhì)來(lái)源于地層本身，而侵入體提供了熱源。硅灰石礦床常呈層狀和似層狀產(chǎn)出，硅灰石與方解石、石英伴生常形成硅灰石巖、石英硅灰石巖、方解石硅灰石巖和石英方解石硅灰石巖。

本礦區(qū)硅灰石礦石經(jīng)鑒定，定名分別為：蝕變凝灰質(zhì)粉砂巖、結(jié)晶灰?guī)r、蝕變火山灰凝灰?guī)r，礦物成分有石英、長(zhǎng)石、火山灰、方解石、透輝石及少量磁鐵礦，但未檢出硅灰石礦物。X-射線衍射粉晶分析其主要礦物成分硅灰石特征符合硅灰石—石英—方解石型亞類型。

綜上所述，本礦區(qū)硅灰石礦床由于蝕變作用不均勻、不徹底，硅灰石含量一般低于50%，礦石中仍殘留了一部分方解石，同時(shí)形成了一些石英及少量透輝石，沒有其他外來(lái)物質(zhì)帶入。根據(jù)原巖特征和變質(zhì)礦物組合特征，結(jié)合礦床形成機(jī)理，本礦床成因機(jī)理符合接觸熱變質(zhì)硅灰石礦床的形成特征，故將礦床成因類型劃歸為接觸熱變質(zhì)硅灰石礦床。

4.2 找礦標(biāo)志

通過(guò)對(duì)礦床成因的分析，在含硅質(zhì)、硅質(zhì)結(jié)核和硅質(zhì)條帶不純灰?guī)r(或硅質(zhì)條帶狀大理巖)與侵入巖體的外接觸帶中，是尋找硅灰石化大理巖或硅灰石礦床的標(biāo)志層。