新疆哈密市天湖Ⅰ號(hào)白云巖礦（熔劑用）礦床地質(zhì)特征分析

呂成龍

（哈密新中興工貿(mào)有限公司，新疆 哈密 839000）

礦區(qū)位于哈密市東南137°方位，直距129km處，行政區(qū)劃屬新疆哈密市管轄。本文對(duì)哈密市天湖Ⅰ號(hào)白云巖礦的基本地質(zhì)特征及成因展開(kāi)探討，以供參考。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

1.1 地層

區(qū)域出露地層的有：元古界、震旦系、寒武系地層及第四系。元古界中天山群貫穿區(qū)域中部，南北兩側(cè)為斷裂所控制，根據(jù)不同的巖性組合劃分了星星峽組（Ptxb）和卡瓦布拉克組（Ptk）兩個(gè)組。星星峽組呈北東東向分布于區(qū)域北部，兩者整合接觸，巖性組成為：灰色石英片巖、大理巖、石英巖?？ㄍ卟祭私M呈近東西向分布于區(qū)域中部及西南角，與上覆地層震旦系中統(tǒng)（Z2）呈斷層接觸。巖性主要為白色、灰色大理巖、白云巖、灰色石英片巖、石英巖。該組含鎂或富含鎂的碳酸鹽沉積發(fā)育，是白云巖礦的主要的含礦層位。震旦系區(qū)內(nèi)僅出露有中統(tǒng)（Z2），呈近東西向分布于區(qū)域中部，主要由深灰色硅質(zhì)灰?guī)r、硅質(zhì)頁(yè)巖、白色白云巖、白色、灰色大理巖、灰色片巖、片麻巖組成。與上覆下寒武統(tǒng)西大山組地層呈整合接觸。寒武系區(qū)內(nèi)僅出露有下統(tǒng)西大山組（€1x），呈近東西向零星分布于區(qū)域中部及西南角，主要巖性為一套含磷、鈾、釩的炭質(zhì)、硅質(zhì)巖、黃鐵礦化泥板巖，紫紅色硅質(zhì)頁(yè)巖，底部常有角礫狀灰?guī)r。與上覆地層志留系呈超覆不整合接觸。第四系主要分布于區(qū)域北西部和中部（如圖1）。

圖1 區(qū)域地質(zhì)圖

1.2 構(gòu)造

區(qū)域大地構(gòu)造位置屬于塔里木板塊（一級(jí)）－塔里木北緣陸緣構(gòu)造帶（二級(jí)）－公婆泉早古生代島?。ㄈ?jí)）之中天山中間隆起帶。區(qū)內(nèi)褶皺、斷裂構(gòu)造較發(fā)育。

1.2.1 褶皺構(gòu)造

區(qū)域地處中天山中間隆起帶，北側(cè)為北天山地向斜褶皺帶，南側(cè)為北山褶斷帶切勒塔格復(fù)背斜的東部，中天山中間隆起帶呈北東70°方向帶狀分布，南北兩側(cè)為捷山子大斷裂控制。根據(jù)所受的不同構(gòu)造作用，及其地層、變質(zhì)作用等不同因素，將該帶分為南北兩個(gè)平行的次一級(jí)構(gòu)造單元：北為捷山子隆起，南為天湖凹陷，（基本特征見(jiàn)表1）。捷山子隆起：呈一東寬西窄的帶狀，二側(cè)均為大斷裂控制，組成捷山子隆起的巖石，主要是各旋回期的侵入巖（約占1/3）其次是元古界的各種變質(zhì)巖。背斜核部由中天山群星星峽組組成，翼部主要由卡瓦布拉克組成。天湖凹陷：呈一西寬東窄的帶狀，北西為捷山子大斷裂與捷山子隆起相隔；西南為紅柳河斷陷。凹陷內(nèi)為一系列的緊閉線(xiàn)狀褶皺，由于天湖巖體的侵入，它們被分割為東西二段，這些褶皺具有共同的特征，褶皺走向由北東70°至近東西向，其向斜部分均由寒武世石英巖或石英片巖組成。

1.2.2 斷裂構(gòu)造

斷裂構(gòu)造在區(qū)域內(nèi)不甚發(fā)育。捷山子大斷裂呈北東東向橫貫全區(qū)，是區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造單元的分界線(xiàn)，區(qū)內(nèi)構(gòu)造線(xiàn)方向其一致。捷山子大斷裂表現(xiàn)為規(guī)模大、發(fā)生時(shí)間早，活動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，在地史發(fā)展中，不僅控制著不同構(gòu)造單元的地質(zhì)發(fā)展，而且也是巖漿活動(dòng)的良好通道，沿?cái)嗔褞r石受到了強(qiáng)烈破碎或糜稜?zhēng)r化。

表1 中天山中間隆起帶次級(jí)構(gòu)造

2 勘查區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

勘查區(qū)出露的地層單一，僅見(jiàn)有元古界中天山群卡瓦布拉克組（Ptk），巖石組合為中厚層狀綠泥石石英片巖夾白云巖，綠泥石石英片巖與白云巖為整合關(guān)系，界線(xiàn)清楚。

（1）白云巖：為本次勘查的主要對(duì)象，礦體即賦存其中，分布于詳查區(qū)中部和東北角，呈北東-南西向延伸，單斜產(chǎn)出,巖層產(chǎn)狀338～340°∠46～47°。中部白云巖層在區(qū)內(nèi)出露長(zhǎng)度2066m，出露寬度73m～172m，沿走向于東西兩側(cè)延伸至區(qū)外。東北角白云巖層在區(qū)內(nèi)出露長(zhǎng)度634m，出露寬度37m～109m，沿走向于東西兩側(cè)延伸至區(qū)外。巖石呈灰色～灰白色，細(xì)晶～中粗晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要由白云石組成，含少量陸源碎屑和方解石。白云石含量占95%以上，粒徑0.06mm～2mm,聚片雙晶發(fā)育，雙晶紋平行于菱形解理的短對(duì)角線(xiàn)；方解石粒徑0.06mm～0.25mm，分布不均勻，含量2～10%。

（2）綠泥石石英片巖：為勘查區(qū)內(nèi)主要出露巖石，分布于全區(qū)并延展至區(qū)外。巖層呈北東-南西向延伸，單斜產(chǎn)出,產(chǎn)狀338～340°∠46～47°。巖石風(fēng)化面灰白色，新鮮面綠色、淺灰綠色，中細(xì)粒均粒鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造。礦物組成主要為石英，次為綠泥石。石英呈粒狀，局部可見(jiàn)三邊嵌晶結(jié)構(gòu)，大小0.5～5.mm，含量65～85%。綠泥石呈片狀，大小0.2～2mm，含量20～30%。

2.2 構(gòu)造

勘查區(qū)構(gòu)造簡(jiǎn)單，總體上為一傾向北西的單斜構(gòu)造。巖層層理清晰，產(chǎn)狀穩(wěn)定，產(chǎn)狀338～340°∠46～47°。

2.3 變質(zhì)作用

詳查區(qū)巖石主要受區(qū)域變質(zhì)作用影響，巖石往往發(fā)生一定程度的重結(jié)晶，總體變質(zhì)程度中－深，屬碳酸鹽相中深變質(zhì)。

3 礦體地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

在勘查區(qū)范圍內(nèi)圈出了兩個(gè)白云巖礦體，均產(chǎn)于元古界中天山群卡瓦布拉克組（Ptk）白云巖中，礦體出露良好，無(wú)第四系覆蓋，礦體的分布、形態(tài)、規(guī)模分述如下。

K1號(hào)礦體位于詳查區(qū)中部，是區(qū)內(nèi)的主要礦體。呈似層狀產(chǎn)出，總體呈南西—北東向延伸，產(chǎn)狀335～345°∠47°。礦體控制長(zhǎng)度1605m，厚9.56m～17.18m，平均厚13.44m，最大延深82m，最大垂深58m，沿走向兩端自然尖滅（圖2）。礦體沿傾向厚度基本無(wú)變化，沿走向厚度變化較穩(wěn)定，厚度變化系數(shù)45.09%。

K2號(hào)礦體位于詳查區(qū)北東部，呈透鏡狀產(chǎn)出，總體呈南西—北東向延伸，產(chǎn)狀335～345°∠47°?？刂崎L(zhǎng)度205m，厚9.8m～19.80m，平均厚度8.27m，最大延深43m，最大垂深30m，沿走向兩端自然尖滅（圖2），厚度變化系數(shù)120.82%，屬厚度不穩(wěn)定類(lèi)型。

圖2 礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖

3.2 礦石質(zhì)量

3.2.1 礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造及礦物成分

K1、K2號(hào)礦體的礦石類(lèi)型相同，巖性特征基本一致。礦石為淺灰～灰白色，細(xì)晶～中粗晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要由白云石組成，含少量陸源碎屑和方解石。白云石含量占95%以上，粒徑0.06～2mm,聚片雙晶發(fā)育，雙晶紋平行于菱形解理的短對(duì)角線(xiàn)；陸源碎屑呈次棱角狀～次圓狀，粒徑0.06～0.25mm，成分為石英，少量巖屑，分布不均勻，含量3%；方解石粒徑0.06～0.25mm，零星分布，含量2%；另有少量褐鐵礦，粒徑0.05～0.1mm。

3.2.2 礦石的化學(xué)組分

K1號(hào)礦體礦石主要化學(xué)組分含量為：CaO31.22～39.62%，平均35.07%；MgO15.28～21.81%，平均18.29%；SiO21.17～2.65%，平均1.75%；Al2O30.32～1.80%，平均0.96%；Fe2O30.87～1.96%，平均1.35%；Mn3O40.05～0.12%，平均0.08%；S 0.04～0.09%，平均0.06%；P 0.04～0.13%，平均0.08%；燒失量39.14～41.85%，平均40.65%。

K2號(hào)礦體礦石主要化學(xué)組分含量為：CaO 32.02～39.01%，平均34.61%；MgO 16.12～21.78%，平均18.84%；SiO21.34～2.17%，平均1.77%；Al 2O30.84～1.20%，平均0.94%；Fe2O31.17～1.62%，平均1.31%；Mn3O40.04～0.09%，平均0.06%；S 0.05～0.08%，平均0.07%；P 0.04～0.07%，平均0.06%；燒失量40.43～41.75%，平均41.30%。

3.3 礦石品級(jí)和類(lèi)型

礦石自然類(lèi)型單一，為白云巖，按工業(yè)適用性，其工業(yè)類(lèi)型為熔劑用白云巖。根據(jù)熔劑用白云巖一般工業(yè)指標(biāo)對(duì)礦石有益有害組分含量的要求，對(duì)比本礦礦石的組分含量情況（見(jiàn)表2）可知，K1、K2號(hào)礦體總體質(zhì)量均達(dá)到熔劑用白云巖一般工業(yè)指標(biāo)工業(yè)品位的要求，且兩者礦石質(zhì)量相近。

表2 礦石品級(jí)質(zhì)量對(duì)比表

3.4 礦體圍巖

勘查區(qū)礦體均為裸露的基巖，地形為正地形。礦體內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單。礦體的頂、底板均為白云巖，呈灰～灰白色，細(xì)晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物白云石占90%、方解石10%、褐鐵礦微量。白云石粒徑0.1～0.2mm，在白云石間含有泥質(zhì)點(diǎn)、半自形粒狀方解石、細(xì)粒褐鐵礦。白云巖礦與非礦界線(xiàn)是依靠化學(xué)分析結(jié)果確定的，頂?shù)装灏自茙r的MgO含量均小于15%。礦體內(nèi)部沒(méi)有夾石。

3.5 礦床成因

礦體呈厚層狀-塊狀、以白云石為主的白云巖礦體，系正常淺海相沉積環(huán)境中形成，并經(jīng)過(guò)后期的變質(zhì)作用而形成，其成因?qū)僬３练e變質(zhì)類(lèi)型礦床。

4 結(jié)論

新疆哈密市天湖Ⅰ號(hào)白云巖礦基本查明了礦區(qū)成礦條件和地質(zhì)特征，基本查明了礦體形態(tài)、產(chǎn)狀、規(guī)模、空間分布、品位及變化情況，探討了礦床成因、成礦規(guī)律等。初步進(jìn)行了礦床開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究。