淺析甘肅省瓜州縣白山頭硅石礦地質(zhì)特征及成因

張敏

（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,甘肅 酒泉735000）

1 區(qū)域地質(zhì)

白山頭硅石礦位于塔里木板塊北山中- 南帶加里東期褶皺帶。區(qū)內(nèi)侵入巖發(fā)育,構(gòu)造變形強(qiáng)烈,近東西向構(gòu)造控制了區(qū)內(nèi)的地層、侵入巖及熱液礦產(chǎn)的展布。

1.1 地層

區(qū)內(nèi)地層屬塔里木- 南疆地層大區(qū)中天山- 北山地層小區(qū)。區(qū)域內(nèi)出露的地層有薊縣系平頭山組（Jxp）、志留- 奧陶系上巖組（O-SC）、奧陶系錫林柯博組（O3x）、新近系苦泉組（N2k）及第四系（Qhpal）（圖1）。薊縣系平頭山組（Jxp）分布在金溝井以北,主要由大理巖、白云質(zhì)大理巖及白云巖等組成。志留- 奧陶系上巖組（O-SC）分布于大白梁南、白峽尼山南、尕尖山南西一帶。由于受大規(guī)模巖漿侵入破壞,呈大小不等、形態(tài)各異的殘留體出露。巖石組合以安山巖、英安巖、斜長流紋巖。奧陶系錫林柯博組（O3x）分布在薊縣紀(jì)平頭山組以南,主要由長石石英砂巖、石英砂巖及少量細(xì)砂巖、粉砂巖等組成。新近系苦泉組（N2k）小面積出露于測區(qū)北西角,主要由砂巖夾礫巖組成。與薊縣系平頭山組呈不整和接觸。在測區(qū)北西部、北部小面積分布。第四系（Qhpal）由沖洪積成因的砂礫、砂土組成,呈松散狀堆集或半膠結(jié)狀態(tài),厚度一般約為5-10m。

1.2 巖漿巖

區(qū)內(nèi)侵入巖發(fā)育,不僅規(guī)模大,而且具多期活動的特點(diǎn)。巖石類型比較齊全,以酸性巖分布最為廣泛,中性巖次之,基性巖少量。根據(jù)前人資料,區(qū)內(nèi)侵入巖分屬加里東期、華力西中- 晚期巖漿侵入旋回。

圖1 甘肅省瓜州縣白山頭一帶區(qū)域地質(zhì)圖

加里東期侵入巖僅見有石英閃長巖（δo3）,分布在金灘子西部至明舒井及其以東,呈東西向長條狀分布。侵入于奧陶-志留地層,又被華力西中期和晚期的花崗巖侵入。

區(qū)內(nèi)脈巖發(fā)育,從基性- 酸性均有出露。主要有輝綠玢巖脈、閃長玢巖脈、石英閃長巖脈、花崗斑巖脈、花崗巖脈、石英脈等。

1.3 構(gòu)造

工作區(qū)位于塔里木板塊北山古生代褶皺帶,北山南緣華力西裂陷帶,區(qū)內(nèi)構(gòu)造變形強(qiáng)烈,斷裂十分發(fā)育,地層呈南傾的單斜構(gòu)造。

區(qū)內(nèi)斷裂按其走向劃分為三組：近東西向、北東向、近南北向。

（1）近東西向斷裂

本組斷裂主要分布于北部,橫貫測區(qū),是區(qū)內(nèi)形成最早、活動時間最長、規(guī)模最大的斷裂構(gòu)造。長度大于10km,斷層傾角60°-70°,為向南傾的高角度逆沖斷層,總體呈向北彎曲的弧形。它不僅控制了區(qū)內(nèi)地層、巖體的展布,而且本區(qū)的巖漿熱液型礦產(chǎn)也與其關(guān)系密切。

（2）北東向斷裂

該組斷裂走向60°-70°,傾向北西,傾角65°-75°,長度小于10km。為一系列左行斜列的平移斷層。本區(qū)熱液型礦,尤其是金在該構(gòu)造帶明顯富集。本組斷裂切割了近東西向斷裂。

（3）近南北向斷裂

本組斷裂強(qiáng)度不大、規(guī)模較小,為區(qū)內(nèi)最晚一期斷裂構(gòu)造,明顯受控于前兩組斷裂。走向近南北,長度4km-7km,主要分布于小盤駝山- 正北溝一帶,為一組右行平移斷層。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)位于星星峽- 天倉中- 新元古代被動大陸邊緣。白山頭硅石礦范圍內(nèi)地層簡單,侵入巖發(fā)育,具有多期活動特點(diǎn)。

2.1 地層

礦區(qū)地層單一,主要為第四系。

分布于礦區(qū)中西部及東部現(xiàn)代河床、沖溝及山前沖洪積扇。主要為沖洪積礫石、砂土等。

2.2 巖漿巖

圖2 白山頭硅石礦A 勘探線剖面圖

礦區(qū)內(nèi)侵入巖發(fā)育,分布面積極廣,約占礦區(qū)總面積的90%以上。巖石類型以中性巖和酸性巖為主,其形成時代分屬華力西中期。侵入體多呈近東西向帶狀產(chǎn)出,明顯受控于東西向斷裂。分布于礦區(qū)最北部及東南部,總體呈近東西向帶狀產(chǎn)出,巖性主要為斑狀二長花崗巖。分布于礦區(qū)最北部。巖石呈姜黃- 暗肉紅色,似斑狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。斑晶含量30%-40%,成分為鉀長石,呈半自形寬板狀,粒徑2cm-3cm,個別達(dá)5cm-6cm,內(nèi)部沿裂隙由斜長石、鉀長石、角閃石、石英等組成。斜長石呈寬板狀,粒徑2mm-5mm,局部具高嶺土化；角閃石呈短柱狀,粒徑2.2mm-3mm,具綠泥石化；石英呈它形,局部不規(guī)則鑲嵌聚集狀分布,粒徑1.2mm-3mm。

礦區(qū)內(nèi)脈巖不發(fā)育,僅有分布于斑狀二長花崗巖（γ42）中的石英脈和輝綠巖脈（βμ）。其中,石英脈分布于斑狀二長花崗巖（γ42）內(nèi)的裂隙中,乳白色,沿裂隙面有輕微鐵染,具褐鐵礦化,絕大部分為含金石英細(xì)脈。輝綠巖脈多呈北北東向展布,巖石呈灰綠- 灰黑色,中粒半自形粒狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。主要由斜長石（45%-55%）、角閃石（20%-50%）、黑云母（5%-10%）及透輝石（5%±）組成。礦物粒徑0.2-5mm。斜長石呈半自形板狀,具不同程度的絹云母化和鈉黝簾石化,部分被綠簾石和白云母集合體代替。角閃石半自形晶,具綠簾石化和次閃石化。黑云母呈鱗片狀,大部分被綠泥石取代,巖石蝕變較強(qiáng)。

2.3 構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造簡單,僅見有小的褶皺出現(xiàn)。

2.4 圍巖蝕變

礦區(qū)內(nèi)圍巖蝕變發(fā)育,尤其在礦（化）帶及其附近更為明顯。主要蝕變有硅化、綠泥石化、碳酸鹽化、絹云母化。硅化以石英細(xì)脈為主,次為石英的重結(jié)晶。綠泥石化呈葉片狀,局部聚集呈塊狀。絹云母化呈鱗片狀,分布較為普遍,在礦化帶及構(gòu)造作用強(qiáng)烈地段相對發(fā)育。碳酸鹽化主要為薄膜狀、粒狀,多沿節(jié)理、裂隙面分布。褐鐵礦化呈薄膜狀分布在石英脈中。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

礦區(qū)內(nèi)硅石礦體賦存在華力西中期斑狀二長花崗巖（γ42）內(nèi)侵入的石英脈中,呈北東向展布,共圈出1 個硅石礦體,現(xiàn)將礦體特征簡述如下：

硅石礦體：分布于礦區(qū)北西部,呈脈狀,在礦區(qū)范圍內(nèi)長470m,厚11-23m,平均厚17m。SiO2品位96.08%～98.22%,平均品位97.31%。礦體走向215°±,總體傾向南西,傾角70°,礦體中具有褐鐵礦化。礦體出露較好,但表面風(fēng)化較為嚴(yán)重。

3.2 礦石質(zhì)量及其變化

礦石的礦物成份：

礦石的礦物組分主要由石英組成,次有微量鐵質(zhì)。

通過勘探線剖面控制（圖2）,并進(jìn)行了取樣分析,對礦體的化學(xué)成分進(jìn)行了研究,礦體的主要化學(xué)成分的含量及變化情況敘述如下：

SiO2全礦體平均97.31%,含量變化在96.08%～98.22%之間；

個別樣品Al2O3超標(biāo),是由于地表風(fēng)化所至,經(jīng)洗礦不影響礦石品質(zhì)。

礦石化學(xué)特征見表1。

表1 礦石化學(xué)特征表

3.3 礦體圍巖及蝕變

礦體賦存在斑狀二長花崗巖中的石英脈中,礦體圍巖為斑狀二長花崗巖。巖石礦物成分主要石英、褐鐵礦等。

礦區(qū)圍巖蝕變普遍且強(qiáng)烈,種類較多,主要有硅化、褐鐵礦、碳酸鹽化等。

3.4 礦體地表風(fēng)化情況

由于本區(qū)干燥少雨,終年多風(fēng)。日照強(qiáng)烈造成地表個別低洼地段裂隙較為發(fā)育處巖石剝層碎裂,一般風(fēng)化深度不大（僅0.2-0.5m）,對總體開采影響不大,故不作單獨(dú)剝離。整個礦體地表裸露面占90%以上,幾乎無褪色現(xiàn)象,說明礦石本身質(zhì)地堅硬,風(fēng)化作用對總體開采影響不大。

4 結(jié)論

礦區(qū)內(nèi)硅石礦體賦存于石英脈中,礦體形態(tài)多為似層狀、脈狀展布,礦體頂?shù)装鍑鷰r均為斑狀二長花崗巖,與礦體呈漸變過渡關(guān)系,據(jù)此推測為巖漿結(jié)晶分異作用形成。因此,該礦床成因應(yīng)屬巖漿分結(jié)礦床。