湖南省桂陽(yáng)縣楊柳礦區(qū)玻璃用石英巖礦礦床特征及成因淺析

周俊，肖諄

（湖南省有色地質(zhì)勘查研究院， 湖南長(zhǎng)沙 410015）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，對(duì)各類非金屬礦產(chǎn)的需求越來越大，對(duì)各類非金屬礦產(chǎn)的綜合研究也越來越多［1-4］。石英巖是一種主要由石英組成的變質(zhì)巖，其石英（SiO2）含量大于85%，是石英砂巖及硅質(zhì)巖經(jīng)變質(zhì)作用形成，它被廣泛使用，且是玻璃，陶瓷，冶金，化學(xué)工業(yè)，機(jī)械，電子和涂料等行業(yè)的重要原材料［5-7］。在充分收集分析前人資料基礎(chǔ)上，通過對(duì)區(qū)域地質(zhì)背景、礦區(qū)地質(zhì)概況、礦床地質(zhì)特征、礦床成因及分析，認(rèn)為楊柳礦區(qū)礦床類型為斷裂構(gòu)造控制的巖漿熱液充填交代型礦床［8-9］，為同類礦床的資源勘查工作提供借鑒和參考。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

楊柳礦區(qū)位于塔山巖體西南緣，陽(yáng)明山-大義山-上堡東西向基底斷窿帶貫穿本區(qū)見圖1。

區(qū)域內(nèi)出露地層較全，主要為震旦系（Z）-三疊系（T）及第四系（Q)地層。其中震旦-奧陶系（Z-O）地層主要分布于陽(yáng)明山-塔山隆起-泗洲山背斜部位。巖性以一套厚達(dá)萬余米的淺變質(zhì)碎屑巖為主，夾少量不純碳酸鹽巖，形成該地區(qū)的基底地層。泥盆紀(jì)-三疊系（D-T）地層主要分布在各隆起以外的地區(qū)，巖性以淺海相碳酸鹽巖為主（沉積蓋層），第四系（Q）地層，零星分布于上述各地層之上。

塔山地區(qū)共有四條區(qū)域性北東向斷裂（傾向北西）自西向東分別為①磨石源斷裂、②茶盤源斷裂、③塔山斷裂、④上盤家斷裂；這幾組斷裂均切穿塔山黑云母二長(zhǎng)花崗巖體，局部地段有后期花崗巖脈或石英脈充填侵入；影響塔山巖體及其內(nèi)外接觸帶金屬或非金屬礦產(chǎn)的形成與分布，而區(qū)域性斷裂兩側(cè)的次級(jí)斷裂為配礦、容礦構(gòu)造，直接控制了礦脈的產(chǎn)出特征，其中③塔山斷裂直接控制了本礦區(qū)石英巖礦的產(chǎn)出。

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)頻繁強(qiáng)烈，主要以塔山巖體為主，屬印支期晚期三疊世侵入產(chǎn)物，通過離子探針鋯石測(cè)年樣測(cè)得塔山巖體主體的平均年齡值分別為218±3Ma和215±3Ma。巖石屬鐵質(zhì)、高鉀鈣堿型系列強(qiáng)過鋁質(zhì)花崗巖，其成因類型為“S”型花崗巖，巖體呈長(zhǎng)橢圓形，呈近東西向侵入塔山穹隆的寒武系-奧陶系和泥盆系地層，東西長(zhǎng)25km、南北寬4km～10km，總面積約200km2，塔山巖體可劃分為3個(gè)侵入期次，自早到晚依次為粗中-中粒斑狀二云母二長(zhǎng)花崗巖、中細(xì)粒-細(xì)粒斑狀二云母二長(zhǎng)花崗巖、細(xì)粒二云母二長(zhǎng)花崗巖［10］。依據(jù)各巖體巖性特征、相互接觸關(guān)系和同位素年齡絕對(duì)值，可劃分為秋里、長(zhǎng)坪里、高寨和大嶺腦4個(gè)單元，歸屬于大洞超單元。巖體流線流面構(gòu)造發(fā)育，斑晶長(zhǎng)軸方向呈東西走向定向排列，巖體中的巖脈較為發(fā)育。

巖體內(nèi)蝕變與礦化有關(guān)的主要為云英巖化、硅化和白云母化，蝕變帶寬200m～800m。

圖1 區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)圖

2 礦區(qū)地質(zhì)概況

2.1 礦區(qū)地層

礦區(qū)出露地層單一，主要為寒武系上統(tǒng)小紫荊組（∈3）地層見圖2，其巖性主要為灰至深灰色淺變質(zhì)細(xì)粒長(zhǎng)石石英雜砂巖夾深灰色粉砂質(zhì)板巖、灰綠色泥質(zhì)板巖和少量灰黑色碳質(zhì)板巖。

2.2 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)主要發(fā)育為一組南西—北東向斷裂構(gòu)造，主要有F1、F2，其中以F1規(guī)模較大。

F1：分布于工作區(qū)中部，走向長(zhǎng)約480m，往北東延伸出礦區(qū)，為區(qū)內(nèi)主要的控礦斷裂。斷層傾向北西285°～325°，傾角37°～51°，斷層上盤以板巖為主，下盤為淺變質(zhì)砂巖。斷裂破碎帶具膨脹收縮的特點(diǎn)，破碎帶主要由斷層構(gòu)造角礫巖、斷層泥和碎裂巖等組成，破碎帶寬2.6m～39.49m，并充填有石英巖脈。該斷裂是Ⅰ號(hào)石英巖礦體的賦礦構(gòu)造。

F2：分布于工作區(qū)南西部，沿山谷河溝分布，沿走向長(zhǎng)約150m，與斷層F1近乎平行，斷層傾向北西310°～320°，傾角38°～45°，平均40°，斷層上盤巖性以板巖為主，巖石較破碎或裂隙發(fā)育。破碎帶中見構(gòu)造角礫巖、壓碎巖等巖石，充填有石英巖脈。該斷裂是Ⅱ號(hào)石英巖礦體的賦礦構(gòu)造。

2.3 巖漿巖

工作區(qū)內(nèi)未見巖漿巖出露，其北西部緊鄰塔山巖體，推測(cè)深部存在隱伏巖基。

圖2 礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖

3 礦床地質(zhì)特征

礦區(qū)礦床類型為斷裂構(gòu)造控制的巖漿熱液充填型礦床。礦區(qū)目前已發(fā)現(xiàn)及控制了Ⅰ、Ⅱ號(hào)共計(jì)2個(gè)石英巖礦體［11］。各礦體規(guī)模、形態(tài)及特征描述如下：

3.1 礦體規(guī)模形態(tài)及特征

Ⅰ號(hào)石英巖礦體，賦存于F1斷層中；Ⅱ號(hào)石英巖礦體，賦存于F2斷層中，礦體規(guī)模形態(tài)及特征詳見表1。

3.2 礦石質(zhì)量

（1）礦物成分

巖石主要由粒徑0.05mm～8mm的變晶石英、微量顯微鱗片狀絹云母、氧化鐵質(zhì)組成。

（2）礦石的顏色、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造

礦石為淡白色或乳白色，具粒狀變晶結(jié)構(gòu)或碎裂結(jié)構(gòu)，礦石呈塊狀構(gòu)造。

（3）礦石化學(xué)成分

Ⅰ號(hào)石英巖礦體是工作區(qū)的主體礦體。根據(jù)基本分析和多元素分析結(jié)果，礦石中主要有用成分為SiO2，有害成分為Al2O3和Fe2O3，其化學(xué)成分為：SiO298.91%～99.46%、Al2O30.23%～0.461%、Fe2O30.07%～0.168%,平均品位分別為：SiO298.81%、Al2O30.411%、Fe2O30.136%，品位變化系數(shù)分別為SiO212.84%，化學(xué)成分穩(wěn)定，Al2O375.87%、Fe2O383.51%，化學(xué)成分不穩(wěn)定。

3.3 礦石品級(jí)與類型

礦石中主要化學(xué)成分變化不大，有用組分及有害組分含量均符合平板玻璃用硅質(zhì)原料二級(jí)品工業(yè)指標(biāo)要求（SiO2含量大于96%；Fe2O3含量小于0.2%；Al2O3含量小于2%）。

根據(jù)礦石的礦物含量，楊柳礦區(qū)礦石的自然類型為石英巖礦石，楊柳礦區(qū)礦石的工業(yè)類型為玻璃硅質(zhì)原料。

3.4 礦石圍巖與夾石

礦體產(chǎn)于斷裂破碎帶中，其頂板圍巖為板巖或角礫巖；底板圍巖為淺變質(zhì)砂巖或角礫巖，礦體與圍巖界線清晰，礦體內(nèi)無夾石。

3.5 石英巖礦γ放射性檢測(cè)

本次工作針對(duì)Ⅰ號(hào)石英巖礦體進(jìn)行了γ輻射測(cè)量。經(jīng)FD-3022-1型多道伽馬能譜儀測(cè)量，其數(shù)據(jù)值基本與湘南地區(qū)放射性本底值相近似，說明該石英巖礦沒有放射性γ輻射異常。因此，在工作區(qū)對(duì)石英巖礦進(jìn)行開采時(shí)不會(huì)造成放射性環(huán)境污染問題。

表1 楊柳礦區(qū)礦體規(guī)模形態(tài)及特征表

4 礦床成因及分析

礦區(qū)緊鄰塔山巖體，位于巖體西南側(cè)，為礦床的形成提供了熱源；塔山斷裂往北東切于巖體中，為礦體的形成提供了導(dǎo)礦及容礦空間，礦體產(chǎn)于北東向斷裂構(gòu)造中，故該礦床為斷裂構(gòu)造控制的熱液充填型礦床。

5 結(jié)論

楊柳礦區(qū)玻璃用石英巖礦礦石自然類型為石英巖礦石，呈粒狀變晶結(jié)構(gòu)或碎裂結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，礦石中主要化學(xué)成分變化不大，有用組分及有害組分含量均符合平板玻璃用硅質(zhì)原料二級(jí)品工業(yè)指標(biāo)要求。礦區(qū)緊鄰塔山巖體，位于巖體西南側(cè)，為礦床的形成提供了熱源；塔山斷裂往北東切于塔山巖體中，為礦體的形成提供了導(dǎo)礦及容礦空間，而石英巖礦體正是分布于北東向次級(jí)斷裂中，該礦床為斷裂構(gòu)造控制的熱液充填型礦床。