新井北石英砂（巖）礦成因淺析

李敬華 張盼 江娜

（華北地質(zhì)勘查局五一九大隊(duì)，河北保定 071051）

1 礦區(qū)地質(zhì)

1.1 地層

根據(jù)《內(nèi)蒙古自治區(qū)巖石地層》（1996），礦區(qū)前中生代地層劃屬華北地層大區(qū)（V），秦祁昆地層區(qū)（V1），祁連-北秦嶺地層分區(qū)（V12），北祁連地層小區(qū)（V1

2-1）（圖1）；中新生代地層區(qū)劃屬陜甘寧地層區(qū)（3），鄂爾多斯地層分區(qū)（31）（圖2），其中：奧陶系下統(tǒng)天景山組（O1t）：出露厚度＞213m，出露巖性：下部為淺紅色中-厚層灰?guī)r、網(wǎng)紋狀灰?guī)r、含燧石團(tuán)塊灰?guī)r；上部為灰、淺紅色薄-厚層白云質(zhì)灰?guī)r，礦物成分主要為：白云石、方解石。

圖1

圖2

新近系中新統(tǒng)紅柳溝組（N1h）：分布于礦區(qū)北部及中部，構(gòu)成起伏的低矮丘陵，為一套山麓—河湖相的桔紅色碎屑沉積建造，角度不整合于奧陶系天景山組灰?guī)r之上，巖性出露為：灰白—灰黃色中粗粒石英砂（巖）、桔黃色細(xì)粒石英砂（巖）、桔黃—桔紅色泥質(zhì)粉砂（巖），礦物組成主要為石英、長(zhǎng)石，及少量泥質(zhì)成分。

1.2 構(gòu)造

本區(qū)地處賀蘭山南段，如圖3 所示，大地構(gòu)造位置屬北祁連加里東褶皺帶東北緣（Ⅴ），走廊過(guò)渡帶（Ⅴ1），曾經(jīng)歷多次構(gòu)造變動(dòng)，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。本區(qū)礦體賦存地層為一單斜地層，沉積基底為奧陶系下統(tǒng)天景山組白云質(zhì)灰?guī)r，地層傾向?yàn)?0°～100°，傾角25°～35°。

圖3 大地構(gòu)造分區(qū)圖

1.3 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)未見(jiàn)巖漿巖出露，地質(zhì)測(cè)量過(guò)程中未發(fā)現(xiàn)巖漿活動(dòng)痕跡，地表探槽及深部鉆孔控制均未發(fā)現(xiàn)巖漿巖及脈巖產(chǎn)出。

2 礦體賦存特征

2.1 礦體特征

石英砂（巖）礦體賦存于新近系紅柳溝組（N1h）二段中粗粒石英砂（巖）中。礦區(qū)內(nèi)礦體位于沉積盆地邊緣，因此巖層傾角稍有變化，礦體總體走向北東，傾向南東，呈層狀、似層狀、透鏡狀，在礦帶內(nèi)大致平行分布。

2.2 礦石質(zhì)量

2.2.1 礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造

礦石的結(jié)構(gòu)為中粗粒砂狀結(jié)構(gòu)，弱固結(jié)，手觸有砂感，具典型的砂屑結(jié)構(gòu)[3]。巖石中石英、長(zhǎng)石碎屑物成分構(gòu)成砂狀結(jié)構(gòu)，粒徑在1～0.1mm 之間，碎屑顆粒分選性好，磨圓程度高，多為次棱角-次圓狀。

礦石的構(gòu)造為層理構(gòu)造，膠結(jié)物為鈣質(zhì)成分，入水即分解，巖石為顆粒支撐，硬度差但層理清晰，局部發(fā)育薄層交錯(cuò)層理，薄層厚度0.05～0.10m之間。

2.2.2 礦石礦物成份

礦石主要礦物為石英，次要礦物為長(zhǎng)石，另含少量巖屑云母及粘土礦物，未見(jiàn)鋯石等重砂礦物。碎屑物質(zhì)化學(xué)成分以SiO2為主，硬度大，分選性好，顆粒磨圓程度高，粒徑集中分布在1～0.1mm 之間。其中石英顆粒占87～93%，呈透明-半透明狀，層狀排列[4]。

2.2.3 礦石含泥量測(cè)定

根據(jù)樣品測(cè)試結(jié)果，石英砂（巖）的含泥量為7.07～19.28%，平均11.16%，含砂率為80.72%～92.93%，平均88.84%。分析結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 石英砂（巖）含泥量測(cè)定

2.2.4 礦體圍巖特征

礦體位于沉積盆地的邊緣，沉積環(huán)境較欠穩(wěn)定，礦體沉積不連續(xù)，圍巖巖性主要為桔紅色泥質(zhì)粉砂（巖）、粉砂質(zhì)細(xì)粒砂（巖）。礦體與圍巖顏色差異明顯，圍巖中泥質(zhì)含量較高，且粒度細(xì)，易于判斷，礦物組成主要為石英、長(zhǎng)石，及大量泥質(zhì)成分，成分以SiO2為主，粒徑多小于0.1mm。化學(xué)成分中SiO2的含量50.88～85%，Al2O3的含量0.71～5.4%，F(xiàn)e2O3的含量0.08～1.1%，其余為泥質(zhì)成分。

2.3 礦石類型

2.3.1 礦石自然類型

本區(qū)礦石自然類型為弱固結(jié)中粗粒石英砂（巖），礦石呈灰白—灰黃色，中粗粒砂狀結(jié)構(gòu)，層理構(gòu)造，礦物組成主要為石英，次要礦物為長(zhǎng)石，含少量粘土礦物，成分以SiO2為主，硬度大，分選性好，粒徑磨圓程度高，粒徑在1～0.1mm之間。

2.3.2 礦石工業(yè)類型

本區(qū)礦石工業(yè)類型為玻璃用硅質(zhì)原料，呈弱固結(jié)狀態(tài)，原礦礦石質(zhì)量不能滿足平板玻璃用硅質(zhì)原料質(zhì)量要求，經(jīng)選礦后精礦質(zhì)量符合《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》（DZ/T0207-2002）附錄H 中平板玻璃用石英砂（巖）四級(jí)品質(zhì)量要求。

2.4 礦體圍巖

礦體位于沉積盆地的邊緣，沉積環(huán)境較欠穩(wěn)定，礦體沉積不連續(xù)，與下伏地層白云質(zhì)灰?guī)r呈角度不整合。頂?shù)装宸譃閮深悾?/p>

一類巖性為桔紅色泥質(zhì)粉砂（巖）、粉砂質(zhì)細(xì)粒砂（巖）。礦體與圍巖顏色差異明顯，圍巖中泥質(zhì)含量較高，且粒度細(xì)，易于判斷，礦物組成主要為石英、長(zhǎng)石，及大量泥質(zhì)成分，成分以SiO2為主，粒徑多小于0.1mm。

另一類為有用組分SiO2含量略低于礦體的中粗粒石英砂（巖），該類圍巖與礦體較難區(qū)分，礦物組成與礦體相同，主要為石英、長(zhǎng)石，及少量泥質(zhì)成分，成分以SiO2為主，粒徑分布范圍0.1～1mm。

3 結(jié)論

（1）本礦床賦存于新近系紅柳溝組二段的中粗粒石英砂（巖）中，并嚴(yán)格受地層控制，礦石為弱固結(jié)礦石，主要礦物為石英，次要礦物為長(zhǎng)石，另含少量巖屑云母及粘土礦物，未見(jiàn)鋯石等重砂礦物。

（2）礦體形成于新近系紅柳溝組，為弱固結(jié)礦石，碎屑物由陸源碎屑經(jīng)水動(dòng)力搬運(yùn)、磨圓、沉積并經(jīng)后期固結(jié)成巖作用形成的，地層傾向上巖性、厚度變化較大，縱向上韻律性較差，屬近山麓—河湖相沉積石英砂（巖）礦床。

（3）地層中泥質(zhì)成分含量較高（表1），因此推斷碎屑物成分搬運(yùn)距離可能較短，水動(dòng)力較強(qiáng)[5]，根據(jù)1∶20萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查內(nèi)容，距離該沉積盆地最近的石英砂（巖）地質(zhì)體產(chǎn)于芬芳河組上段和平?jīng)鼋M下段，因此推斷賦礦地層紅柳溝組二段石英砂（巖）中石英礦物的風(fēng)化母巖可能為芬芳河組上段和平?jīng)鼋M下段的石英砂巖地質(zhì)體。