谷城縣大包子冶金用石英巖礦地質(zhì)特征分析

摘要：大包子冶金用石英巖礦為建筑用白云巖共生礦，賦存于震旦系上統(tǒng)-寒武系下統(tǒng)燈影組第二巖性段六亞段地層中。研究大包子冶金用石英巖礦床的成礦區(qū)域地質(zhì)背景、礦體地質(zhì)特征、礦石類型及礦床成因類型，為該區(qū)域?qū)ふ彝惢蝾愃频囊苯鹩檬r礦床提供借鑒，為礦山礦產(chǎn)資源開發(fā)利用提供地質(zhì)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：冶金用石英巖；礦體地質(zhì)特征；谷城縣

中圖分類號：TD862 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2024）07-00-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.07.024

Analysis and Study on Geological Characteristics of the Ore Body of Dabaozi Metallurgical Quartzite Mine in Gucheng County

SHE Yunxing， FANG Zifan， CHENG Zhao

（No.8 Geological Brigade of Hubei Geological Bureau， Xiangyang 441000， China）

Abstract： The Dabaozi metallurgical quartzite mine is a coexisting mineral of dolomite used in construction， occurring in the sixth sub member of the second lithological segment of the Dengying Formation of the Upper Cambrian. Studying the geological background， ore body geological characteristics， ore types， and deposit genesis types of the Dabaozi metallurgical quartzite deposit， providing reference for the search for similar or identical metallurgical quartzite deposits in the region， and providing geological basis for the development and utilization of mineral resources in mines.

Keywords： metallurgical quartzite; geological characteristics of the ore body; Gucheng county

大包子冶金用石英巖礦位于秦嶺-大別造山帶（秦祁昆造山系）（Ⅰ）和揚子陸塊區(qū)（Ⅱ）兩個一級大地構(gòu)造單元的過渡灣-大洪山前陸沖斷帶Ⅳ級構(gòu)造區(qū)內(nèi)，為建筑用白云巖共生礦。在野外地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上總結(jié)了礦區(qū)地質(zhì)和礦體特征，以期為后續(xù)礦床勘探開發(fā)提供參考。

1 基本情況

1.1 位置與交通

研究區(qū)位于谷城縣東南方向，直線距離約20 km，

屬谷城縣廟灘鎮(zhèn)管轄。該區(qū)有鄉(xiāng)村公路向北與廟盛路相接，距離約3.8 km，向北東與S303省道相連，鄉(xiāng)村公路運距約6 km，北到谷城，東至襄陽，交通十分便利。

1.2 地形地貌特征

礦區(qū)屬低山地形地貌，地勢總體呈南高北低[1-3]。

礦區(qū)范圍內(nèi)最高處為礦區(qū)南部大包子山脊，海拔標高為417 m，最低點為礦區(qū)北西部的水溝，海拔標高為136 m，最大高差為281 m。地形坡度一般為15°～45°，西陡東緩，屬低山區(qū)。地形切割較厲害，山勢陡峻，溝谷多呈V字形。

1.3 水文特征

研究區(qū)內(nèi)水系屬于漢水水系，溝谷發(fā)育，較大溝谷有西部水溝，西部水溝自南至北流經(jīng)本區(qū)，且長年流水。

2 區(qū)域地質(zhì)

研究區(qū)所處大地構(gòu)造位置為秦嶺-大別造山帶（秦祁昆造山系）（Ⅰ）和揚子陸塊區(qū)（Ⅱ）兩個一級大地構(gòu)造單元的過渡部位，主體位于過渡灣-大洪山前陸沖斷帶Ⅳ級構(gòu)造區(qū)內(nèi)。

2.1 區(qū)域地層

研究區(qū)出露地層由老至新依次為震旦系、寒武系、奧陶系、志留系、二疊系、三疊系、白堊系、古近系及第四系。震旦系-奧陶系巖性以碳酸鹽巖為主，夾少量的砂巖、頁巖[4-5]。志留系-泥盆系中統(tǒng)巖性以砂巖和頁巖為主，夾少量的灰?guī)r。石炭系-三疊系中統(tǒng)巖性為碳酸鹽巖夾砂巖、頁巖。白堊系上統(tǒng)巖性為砂礫巖層。第四系巖性為礫、砂、黏土。

2.2 區(qū)域構(gòu)造

研究區(qū)橫跨秦嶺-大別造山帶和揚子準地臺，兩構(gòu)造單元的分界線為青峰斷裂。斷裂以南為揚子準地臺的過渡灣-大洪山前陸沖斷帶的北部，構(gòu)造線方向為近東西向；斷裂以北為秦嶺-大別造山帶武當陸內(nèi)裂谷的南東部，構(gòu)造線方向為北東向。

2.2.1 褶皺構(gòu)造

青峰斷裂以南褶皺構(gòu)造由一系列相間的背斜及向斜組成，主要有梅子樹埡向斜、粟谷廟背斜、火石板-蝸牛山復式背斜等。其中，火石板-蝸牛山復式背斜控制著本區(qū)冶金用石英巖（硅石）礦的分布。

2.2.2 襄棗斷陷

襄棗斷陷的西南部是由晚白堊世發(fā)展起來的斷陷盆地，基底主要為中元古界武當巖群變質(zhì)巖系，堆積了白堊系上統(tǒng)-第三系砂礫巖及第四系黏土、砂、礫石等。

2.2.3 斷裂構(gòu)造

本區(qū)斷裂發(fā)育，以近東西向斷裂為主，次為北東向斷裂、北西向斷裂。近東西向斷裂構(gòu)造為本區(qū)的主要斷裂構(gòu)造，主要為青峰斷裂及其以南揚子準地臺范圍內(nèi)的東西斷裂。

3 礦區(qū)地質(zhì)

3.1 礦區(qū)地層

研究區(qū)主要位于揚子地層區(qū)上揚子地層分區(qū)，震旦系上統(tǒng)-寒武系下統(tǒng)燈影組為礦區(qū)的主要地層單元，根據(jù)巖性組合特征，區(qū)域上把該組分為3個巖性段，本礦區(qū)內(nèi)僅出露第二巖性段和第三巖性段。其中，第二巖性段根據(jù)巖性特征進一步劃分為6個巖性亞段，礦區(qū)僅出露五巖性亞段和六巖性亞段。

3.1.1 五巖性亞段

五巖性亞段為礦區(qū)分布面積最大的地層單元，主要分布在研究區(qū)的西部及南部，在東部也有少量出露。上部硅質(zhì)條帶相對較多，局部夾薄層狀、透鏡狀的硅質(zhì)巖。

3.1.2 六巖性亞段

六巖性亞段大面積分布于研究區(qū)的中北部及東部，地層產(chǎn)狀總體與東部山坡坡向一致。上部為角礫狀硅質(zhì)巖夾硅質(zhì)頁巖，中部為中厚層狀硅質(zhì)巖，常夾硅質(zhì)頁巖和硅質(zhì)條帶白云巖，下部為硅質(zhì)頁巖夾硅質(zhì)巖。冶金用石英巖礦主要賦存于硅質(zhì)巖中。

該段巖性組合較復雜，相變明顯。其下部巖性硅質(zhì)頁巖夾硅質(zhì)巖在礦區(qū)北部GⅠ礦體賦礦層內(nèi)基本未見，但在中南部GⅡ、GⅢ礦體賦礦層內(nèi)分布穩(wěn)定。上部巖性角礫狀硅質(zhì)巖夾硅質(zhì)頁巖在礦區(qū)北部、中部GⅠ、GⅡ礦體賦礦層內(nèi)分布穩(wěn)定，但礦區(qū)中部、南部在GⅢ礦體賦礦層內(nèi)未分布。硅質(zhì)巖層常常出露不連續(xù)。六巖性亞段往礦區(qū)北部大坡腳下東側(cè)有逐漸變薄的趨勢。

3.2 礦區(qū)構(gòu)造

礦區(qū)構(gòu)造線總體方向為北西—南東向，構(gòu)造較復雜。

3.2.1 褶皺構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)受推覆構(gòu)造影響，以礦區(qū)內(nèi)2條逆掩斷層為界，形成3個大的疊瓦狀斷塊。斷塊內(nèi)地層總體表現(xiàn)為向北東向傾斜的單斜構(gòu)造，總體產(chǎn)狀較穩(wěn)定，地層呈寬緩波狀起伏。

3.2.2 斷層

研究區(qū)北臨青峰斷裂帶，斷層較發(fā)育，受斷層影響，礦區(qū)內(nèi)地層出現(xiàn)重復和缺失現(xiàn)象。目前，礦區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的斷層主要為F1斷層。F1斷層為一逆掩斷層，分布于礦區(qū)北東部，其走向為北西-南東向，在研究區(qū)內(nèi)延伸長約1.4 km，總體產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀一致，綜合判斷該斷層為一逆掩斷層。

受F1斷層造成的地層重復影響，以該斷層為界，礦區(qū)內(nèi)出露3個冶金用石英巖礦體。其中，GⅠ、GⅡ冶金用石英巖礦體分布于F1斷層上盤，GⅢ冶金用石英巖礦體分布于F1斷層下盤。

在F1斷層影響范圍內(nèi)，GⅡ冶金用石英巖礦體中節(jié)理裂隙較發(fā)育，且礦體內(nèi)硅質(zhì)頁巖夾層數(shù)量明顯增多，礦體底板硅質(zhì)頁巖夾硅質(zhì)巖厚度明顯增大。

4 礦體特征

4.1 礦體地質(zhì)特征

大包子礦區(qū)一共圈定了5個建筑用白云巖礦體及3個冶金用石英巖礦礦體，其中主礦種為建筑用白云巖，共生礦種為冶金用石英巖。冶金用石英巖礦體從上至下編號依次為GⅠ、GⅡ、GⅢ。礦體賦存于震旦系上統(tǒng)-寒武系下統(tǒng)燈影組第二巖性段六亞段中，呈層狀產(chǎn)出，產(chǎn)狀與地層基本一致。

GⅠ礦體分布于礦區(qū)北部，礦體呈層狀，賦存海拔標高為172～295 m。礦體長度約為370 m，沿傾向?qū)捈s為450 m。礦體走向為80°～170°，礦體厚度為3.16～12.61 m，平均厚度為8.02 m，礦體自南向北由厚變薄直至尖滅，礦體厚度變化系數(shù)為49.27%，屬厚度較穩(wěn)定類型。SiO2含量為91.26%～99.49%，平均含量為98.36%，品位變化系數(shù)為1.23%，屬礦石質(zhì)量穩(wěn)定型。

GⅡ礦體分布于礦區(qū)中東部，是礦區(qū)內(nèi)規(guī)模最小的冶金用石英巖礦體。礦體呈層狀、似層狀，賦存海拔標高為236～357 m，因地形剝蝕，礦體在地表呈長度約470 m、寬度約160 m的橢圓形圈層出露，傾向北東。礦體走向為107°～165°，厚度為2.00～15.06 m，礦體平均厚度為5.27 m，礦體由南東向北西有由厚變薄趨勢。受F1斷層影響，該礦體的厚度變化較大，且礦體中的硅質(zhì)頁巖夾層較多，礦體厚度變化系數(shù)為104.78%，屬厚度不穩(wěn)定類型。SiO2含量為94.99%～99.18%，平均含量為97.88%，品位變化系數(shù)為1.35%，屬礦石質(zhì)量穩(wěn)定型。

GⅢ礦體分布于礦區(qū)南部至中部，是礦區(qū)內(nèi)規(guī)模最大的冶金用石英巖礦體。礦體呈層狀，因風化剝蝕作用該礦體南部呈“薄皮”狀覆蓋于山坡上，其余部分沿傾向傾入山體深部。礦體賦存海拔標高為136～406 m，礦體在地表呈不規(guī)則帶狀出露，沿走向長度約為785 m，沿傾向?qū)捈s為720 m。礦體走向為114°～178°，厚度為2.00～11.40 m，礦體平均厚度為4.64 m，礦體厚度變化系數(shù)為64.43%，屬厚度較穩(wěn)定類型。SiO2含量為90.45%～99.20%，平均含量為97.50%，品位變化系數(shù)為1.61%，屬礦石質(zhì)量穩(wěn)定型。

4.2 礦石類型及特征

礦區(qū)內(nèi)冶金用石英巖主要有一種礦石類型，即中厚層狀硅質(zhì)巖。礦石呈淺灰-灰色，呈細晶-微晶結(jié)構(gòu)，主要礦物成分為石英，含量為90%～99%。巖石中可見粒徑稍大的石英脈體分布，多呈緊密鑲嵌狀、長板狀顆粒分布，粒徑較大者約為0.4 mm。巖石主要由微晶質(zhì)結(jié)構(gòu)的石英、金屬化合物顆粒等組成?？梢娛㈩w粒粒徑大小不一，可見粒徑稍大的細晶質(zhì)顆粒呈緊密鑲嵌的脈體狀分布。

4.3 礦體圍巖

大包子礦區(qū)冶金用石英巖礦體均賦存于震旦系上統(tǒng)-寒武系下統(tǒng)燈影組第二巖性段六巖性亞段內(nèi)，GⅠ及GⅡ礦體頂板巖性均為震旦系上統(tǒng)-寒武系下統(tǒng)燈影組第二巖性段六亞段角礫狀硅質(zhì)巖、硅質(zhì)巖夾硅質(zhì)頁巖，GⅢ礦體頂板巖性為震旦系上統(tǒng)-寒武系下統(tǒng)燈影組第三巖性段灰色厚層狀白云巖，局部為角礫狀硅質(zhì)巖。GⅠ及GⅢ礦體底板巖性為震旦系上統(tǒng)-寒武系下統(tǒng)燈影組第二巖性段五亞段灰色硅質(zhì)條帶白云巖，GⅡ礦體底板巖性為震旦系上統(tǒng)-寒武系下統(tǒng)燈影組第二巖性段六亞段下部硅質(zhì)頁巖夾硅質(zhì)巖。

4.4 礦體夾石

大包子礦區(qū)冶金用石英巖礦體礦化連續(xù)，礦體中未見夾石，僅在控制GⅡ礦體的ZK21中常見厚度為0.18～1.44 m的硅質(zhì)頁巖，均達不到夾石剔除厚度。

5 礦床成因分析

本礦床含礦地層為震旦系上統(tǒng)-寒武系下統(tǒng)燈影組，主要巖性為硅質(zhì)條帶白云巖、硅質(zhì)白云巖、硅質(zhì)巖，條紋條帶構(gòu)造發(fā)育。礦床的成因類型為化學沉積礦床。沉積環(huán)境以氧化環(huán)境為主，成礦作用為化學沉積作用，成礦古地理環(huán)境為碳酸鹽臺坪和潮坪通道。

6 結(jié)語

大包子冶金用石英巖礦區(qū)一共圈定了3個冶金用石英巖礦礦體，為建筑用白云巖共生礦種，礦體賦存于震旦系上統(tǒng)-寒武系下統(tǒng)燈影組第二巖性段六亞段中，呈層狀產(chǎn)出。根據(jù)礦體地質(zhì)特征，尋找賦存的地層及斷層，是尋找該類型冶金用石英巖礦的有效方法，可以為下一步找礦提供地質(zhì)依據(jù)。

參考文獻

1 張晨威.寧夏中衛(wèi)市香山冶金用石英巖礦床地質(zhì)特征及找礦標志[J].科學技術(shù)創(chuàng)新，2022（8）：121-124.

2 宋澄塵.湖北當陽三橋大溝建材用灰?guī)r-白云巖礦床地質(zhì)特征及加工技術(shù)性能[J].西部資源，2020（3）：10-12.

3 郭傳會.霍邱縣四平山礦區(qū)白云巖礦地質(zhì)特征與找礦標志[J].資源信息與工程，2019（4）：46-47.

4 盧金祥，劉 輝，張 凡，等.湖北省牟家灣石英巖礦地質(zhì)特征與找礦標志研究[J].冶金與材料，2023（6）：20-22.

5 王 杰.東至縣柯家村熔劑用白云巖及石灰?guī)r礦地質(zhì)特征分析[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2022（8）：61-64.