內(nèi)蒙古額濟(jì)納旗白龍山硅石礦地質(zhì)特征及成因淺析

張華川 曹軍

摘要：研究區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)阿拉善盟額濟(jì)納旗境內(nèi)，成因上與研究區(qū)內(nèi)侏羅紀(jì)中粒鉀長(zhǎng)花崗巖的侵入和北東向構(gòu)造關(guān)系密切，是侵入巖同期派生的脈巖成礦。礦石以白色、純白色脈石英為主，礦物組成簡(jiǎn)單，主要由石英組成。礦石具粒狀鑲嵌、碎裂狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石受力壓碎產(chǎn)生裂紋及細(xì)粒化條帶。

關(guān)鍵詞：硅石；地質(zhì)特征；白龍山

1.區(qū)域地質(zhì)

大地構(gòu)造位于哈珠—雅干深斷裂南側(cè)。區(qū)域內(nèi)主要出露晚古生界二疊紀(jì)地層，中生界白堊系和新生界第四系地層。晚古生界為一套淺海相，海陸交互相的碎屑巖夾碳酸鹽巖及火山巖建造。其中中酸性火山巖的大量分布是該時(shí)代地層一個(gè)較突出的特征。拐子湖—呼和音烏蘇弧形擠壓帶，位于雅干北近東西向擠壓帶以南，二者大體上以雅干大斷裂為界。區(qū)域古生代地層區(qū)劃為塔里木—南疆地層大區(qū)（Ⅳ），中南天山—北天山地層區(qū)（Ⅳ1），覺(jué)羅塔格—黑鷹山地層分區(qū)（Ⅳ11）；中新生代地層區(qū)劃為阿拉善地層區(qū)（2），巴丹吉林地層分區(qū)（21）。

區(qū)內(nèi)主要出露晚古生界二疊系下統(tǒng)雙堡塘組地層、中統(tǒng)方山口組地層和上統(tǒng)哈爾蘇海組地層；中生界白堊系上統(tǒng)烏蘭蘇海組；新生界第四系地層。

大地構(gòu)造位于哈珠—雅干深斷裂南側(cè)。區(qū)內(nèi)的主要構(gòu)造形跡，是一系列近東西向和北東向展布的弧形構(gòu)造形跡，其中包括不同等級(jí)、不同次序的褶皺、斷裂、地層、火山巖帶、長(zhǎng)軸狀巖體、巖脈、構(gòu)造破碎帶等。由于該區(qū)經(jīng)歷了長(zhǎng)期的歷史演變，遭受過(guò)多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的改造和建造，使該區(qū)的構(gòu)造面貌變得極其錯(cuò)綜復(fù)雜。原來(lái)的東西向構(gòu)造形跡，有的保留下來(lái)了，有的消失了，有的加強(qiáng)了，有的隱蔽了，有的改變了原來(lái)的方位，有的則沉沒(méi)在中新生代槽地之下。

侵入巖的巖石類(lèi)型主要為酸性巖。以巖基、巖株?duì)畛雎?。巖體的長(zhǎng)軸方向與區(qū)域構(gòu)造線方向一致。在時(shí)間上均與二疊紀(jì)和侏羅紀(jì)期褶皺關(guān)系密切。根據(jù)巖體與地層接觸關(guān)系，可將侵入巖劃分為二疊紀(jì)期和侏羅紀(jì)期兩期。

2.研究區(qū)地質(zhì)

礦區(qū)位于哈珠—雅干深斷裂南側(cè)拐子湖—呼和音烏蘇弧形擠壓帶中。

根據(jù)《內(nèi)蒙古自治區(qū)巖石地層》，通過(guò)普查、詳查階段地質(zhì)剖面測(cè)量、地質(zhì)填圖，礦區(qū)內(nèi)劃分了3個(gè)巖石地層單位和1個(gè)侵入體。第一個(gè)巖石地層單位巖性組合為灰綠色黑云石英片巖、灰綠色長(zhǎng)石變粒巖、灰綠色細(xì)粒石榴長(zhǎng)石片麻巖、灰綠色黑云石英板巖、灰白色方解白云石大理巖、灰色石榴黑云片巖，礦區(qū)內(nèi)的這種地層組合在以往1∶20萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查和1∶5萬(wàn)區(qū)域礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查中沒(méi)有，本次填圖工作中根據(jù)巖性組合特征將其歸為古元古界北山巖群；其余兩個(gè)巖石地層單位分別為二疊系下統(tǒng)雙堡塘組和中統(tǒng)方山口組。礦區(qū)構(gòu)造表現(xiàn)形式為褶皺構(gòu)造、不同規(guī)模的斷裂構(gòu)造及接觸帶構(gòu)造。

2.1地層

礦區(qū)內(nèi)出露地層由老到新依次為古元古界北山巖群地層、二疊系下統(tǒng)雙堡塘組地層和中統(tǒng)方山口組地層。

2.1.1古元古界北山巖群

區(qū)域上是指分布于額濟(jì)納旗北部中級(jí)變質(zhì)程度的碎屑巖及碳酸鹽巖巖系，以各種片巖及大理巖為主，上、下接觸關(guān)系不清。額濟(jì)納旗雅干一帶的北山巖群呈東西向或北東向展布，局部可見(jiàn)黑云斜長(zhǎng)變粒巖。

該地層位于礦區(qū)北部，走向延伸長(zhǎng)980m，傾向出露寬為480m～730m，分布面積為0.6km2，厚度大于362.49m，呈東西向展布。下界關(guān)系不清，上伏與二疊系中統(tǒng)方山口組不整合接觸。被侏羅紀(jì)花崗巖侵入。該地層巖性主要為灰綠色黑云石英片巖、灰綠色長(zhǎng)石變粒巖、灰綠色細(xì)粒石榴長(zhǎng)石片麻巖、灰綠色黑云石英質(zhì)板、灰綠色長(zhǎng)石變粒巖、灰白色方解白云石大理巖、灰色石榴黑云片巖、灰綠色斜長(zhǎng)角閃巖。

2.1.1二疊系

（1）下統(tǒng)雙堡塘組

該地層位于礦區(qū)中南部，為一套淺變質(zhì)碎屑巖，在礦區(qū)走向延伸長(zhǎng)約2.7km，傾向出露寬為1.35km～2.06km，分布面積為4.66km2，厚度大于437.26m，呈近東西向展布。下界關(guān)系不清，上伏與二疊系中統(tǒng)方山口組整合接觸。

（2）中統(tǒng)方山口組

該地層位于礦區(qū)中北部，為一套中酸性火山巖地層，其巖性簡(jiǎn)單，為斜長(zhǎng)流紋巖。在礦區(qū)走向延伸長(zhǎng)約2.7km，傾向出露寬為1.1km～1.5km，分布面積為4.66km2，厚度為414.91m，呈近東西向展布。下伏與古元古界地層為北山巖群不整合接觸，與下統(tǒng)雙堡塘組呈整合接觸，并被侏羅紀(jì)中粒鉀長(zhǎng)花崗巖侵入。

2.2構(gòu)造

礦區(qū)位于哈珠—雅干深斷裂南側(cè)拐子湖—呼和音烏蘇弧形擠壓帶—查黑林嘎順復(fù)式背斜北西翼，其褶皺、斷裂構(gòu)造發(fā)育，褶皺為近東西向，斷裂以北東東向?yàn)橹?，次為北東向，時(shí)代均為二疊紀(jì)晚期。區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造發(fā)育于二疊系下統(tǒng)雙堡塘組內(nèi)，表現(xiàn)為一處背斜和一處向斜，褶皺軸向均呈近東西向展布，還發(fā)育有北東東向、北東向的斷裂構(gòu)造，主要發(fā)育于古元古界和二疊紀(jì)地層內(nèi)，斜切褶皺軸，均為逆斷層，共計(jì)4條。

2.3巖漿巖

礦區(qū)出露侵入巖主要為侏羅紀(jì)中粒鉀長(zhǎng)花崗巖，分布于礦區(qū)西北角，面積為0.12km2，呈巖株?duì)畛雎?，次為與中粒鉀長(zhǎng)花崗巖同期派生的石英脈、螢石脈及與二疊紀(jì)侵入巖同期派生的中基性脈巖。礦區(qū)內(nèi)出露火山巖為中二疊統(tǒng)方山口組斜長(zhǎng)流紋巖。其具體特征見(jiàn)本章第一節(jié)。

3.礦床地質(zhì)特征

通過(guò)本次工作，在白龍山礦區(qū)內(nèi)共查明14條礦體，其中10個(gè)為脈石英硅石礦體，4條螢石礦體。

3.1礦體特征

3.1.1脈石英硅石礦體特征

10條脈石英硅石礦體在空間上呈SW—NE向成群分布于北西部，依次編號(hào)為Kq-1、Kq-2、Kq-3、Kq-4、Kq-5、Kq-6、Kq-7、Kq-8、Kq-9、Kq-10，均賦存于二疊系中統(tǒng)方山口組斜長(zhǎng)流紋巖中，成因上與礦區(qū)內(nèi)侏羅紀(jì)中粒鉀長(zhǎng)花崗巖的侵入和北東向構(gòu)造關(guān)系密切，是侵入巖同期派生的脈巖成礦。其中以Kq-1脈石英規(guī)模最大，是礦區(qū)的主礦體。

Kq-1礦體：地表出露形態(tài)為透鏡體，基本裸露，地貌上呈一相對(duì)獨(dú)立的山梁，地形上高出于圍巖，地表標(biāo)高 1090m～1120m，走向NE 30°，傾向120°～131°，傾角38°～41°，出露長(zhǎng)度700m，出露寬度7m～50m。

地表由6條相互平行的勘查線工程系統(tǒng)控制，間距最小為95m，最大為105m，控制礦體長(zhǎng)度為507m，寬度為7m～ 50m，控制礦體厚度為6.32m～53.74m，平均厚度為33.50m，厚度變化系數(shù)為56.07%，SiO2品位變化范圍為96.12%～ 99.74%，平均品位為97.48%，品位變化系數(shù)為0.77%；Fe2O3品位變化范圍為0.01%～0.31%，平均品位為0.16%，品位變化系數(shù)為9.92%；Al2O3品位變化范圍為0.05%～1.24%，平均品位為0.45%，品位變化系數(shù)為27.36%。

深部由三個(gè)鉆孔控制，控制礦體厚度為6.20m～24.61m，平均厚度為14.70m，厚度變化系數(shù)為63.15%，SiO2品位變化范圍為96.06%～99.68%，平均品位為97.84%，品位變化系數(shù)為0.66%；Fe2O3品位變化范圍為0.01%～0.35%，平均品位為0.22%，品位變化系數(shù)為19.07%；Al2O3品位變化范圍為0.10%～1.84%，平均品位為0.74%，品位變化系數(shù)為37.58%。

Kq-1硅石礦體共有9個(gè)工程控制，從以上計(jì)算出的厚度變化系數(shù)和品位變化系數(shù)二組數(shù)據(jù)可以看出，厚度變化較大，變化系數(shù)在56.07%～63.15%，屬較穩(wěn)定型。品位變化系數(shù)較低，SiO2在0.66%～0.77%間；Fe2O3在0.16%～19.07%間；Al2O3在27.36%～37.58%，屬均勻型。

上述統(tǒng)計(jì)說(shuō)明，Kq-1礦體沿走向和傾向厚度變化較大，自地表向深部尖滅趨勢(shì)明顯，品位變化較小，有益有害組分含量沿走向和傾向分布均勻。

（2）螢石礦體特征

礦區(qū)4條與脈石英異位同生的螢石礦體分布于勘查區(qū)北部，依次編號(hào)為KF-1、KF-2、KF-3、KF-4，均賦存于二疊系中統(tǒng)方山口組斜長(zhǎng)流紋巖中，成因上與勘查區(qū)內(nèi)侏羅紀(jì)中粒鉀長(zhǎng)花崗巖的侵入和北東、北西向構(gòu)造關(guān)系密切，是侵入巖同期派生的脈巖成礦。KF-1為主要礦體。

KF-1礦體：地表出露形態(tài)為透鏡體，沿走向呈豆莢狀分布，走向NE 36°，傾向300°，傾角70°，出露長(zhǎng)度91m，出露寬度1.6m～3.9m。由兩條探槽控制，控制厚度為1.5m～3.6m，平均厚度為2.55m。CaF2品位變化范圍為42.05%～79.88%，厚度加權(quán)平均品位為53.91%。

3.2礦石質(zhì)量

礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及物質(zhì)組分：礦石以白色、純白色脈石英為主，礦物組成簡(jiǎn)單，主要由石英組成，石英具明顯波狀消光由大小不等的長(zhǎng)粒狀石英鑲嵌而成，含量95%～99%。絹云母少量，呈細(xì)小鱗片狀充填間隙中。其他礦物微量。礦石具粒狀鑲嵌、碎裂狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石受力壓碎產(chǎn)生裂紋及細(xì)粒化條帶。

礦石化學(xué)成分：根據(jù)礦體礦石樣品的成分含量統(tǒng)計(jì)，Kq-1硅石礦體SiO2：96.00%～99.74%，平均97.47%；Fe2O3：0.01%～0.35%，平均0.17%；Al2O3：0.05%～1.84%，平均0.45%。Kq-1礦體礦石SiO2、Fe2O3、Al2O3組分含量符合工業(yè)指標(biāo)。礦石質(zhì)量沿走向和傾向穩(wěn)定，質(zhì)量較好。

本次工作在勘查區(qū)總共取螢石礦體化學(xué)基本分析樣44件，分析項(xiàng)為CaF2。其中礦化帶內(nèi)CaF2品位一般在21.74%～79.88%之間，最高品位為79.88%。礦化沿礦化體走向和傾向上不穩(wěn)定，品位變化較大，礦化連續(xù)性差。

3.3礦石類(lèi)型

根據(jù)基本分析樣、組合分析樣、加工試驗(yàn)樣品的分析結(jié)果，硅石礦石自然類(lèi)型為壓碎脈石英，顏色純白色，品質(zhì)純凈；工業(yè)類(lèi)型為玻璃硅質(zhì)原料。

螢石自然類(lèi)型按礦石中螢石、石英相對(duì)含量比例，礦石自然類(lèi)型為石英—螢石脈型，礦石為灰白色、紫色及紫蘭色。礦石以螢石為主，多呈粒狀或角礫狀與玉髓或少量石英共生。玉髓含量為30%～40%，呈條帶狀或團(tuán)塊狀產(chǎn)于螢石脈之中，質(zhì)雜不純。礦區(qū)螢石的工業(yè)類(lèi)型為硅酸鹽巖石中的充填型脈狀礦石。

4.礦床成因及找礦標(biāo)志

工作區(qū)主體構(gòu)造為近東西向，二疊系上統(tǒng)方山口組長(zhǎng)石石英砂巖已被后期構(gòu)造改造成長(zhǎng)英質(zhì)糜棱巖，其形成的片理基本取代了原始的層理構(gòu)造，沿片理方向熱液蝕變非常強(qiáng)烈。從脈石英成群同向分布的特點(diǎn)分析，成因上與次一級(jí)北東向構(gòu)造裂隙和巖漿熱液侵入有關(guān)，是巖漿熱液沿構(gòu)造裂隙帶侵入長(zhǎng)英質(zhì)糜棱巖冷卻而成，這從工作區(qū)其他分布的規(guī)模很小的脈石英的展布上也可以得到佐證。

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