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1、 广东东源县牛背脊矿区玻璃用脉石英矿地质特征研究 杨宇祥Summary:牛脊背脉石英矿床位于广东东源县境内,区内成矿地质条件良好,研究表明:矿体呈单斜似层状,属于浅层矿体,具膨大现象,矿石质量好,SiO2平均含量96.72%98.56%,夹石成分主要为四级品石英岩,利用价值大;矿体主要赋存于河源深大断裂硅化带的膨大部位,受构造的控制明显,属于构造热液蚀变型硅化脉石英矿床。Key:脉石英矿床;地质特征;矿床成因脉石英是岩浆演化过程中的含SiO2热液在扩容空间沉淀形成的,外观以白色、乳白色为主,岩石质地坚硬,化学成分单一,杂质成分少,具有良好的工业利用价值,如玻璃、高端电子设备屏幕等领域1,2。广
2、东省东源县内资源丰富,对脉石英资源的应用也较广泛,促进了当地经济社会的发展3。鉴于此,本文以牛脊背脉石英矿为研究对象,分析其地质特征及矿床成因,为区域找矿提供参考。1.区域地质概况牛脊背矿区区域地质条件较简单,出露地层由老到新依次为(图1):震旦系,分布于矿区北侧,为浅海相类复理石碎屑岩建造,普遍夹火山岩,含条带磁铁矿及硅质条带,为一套浅变质岩系;寒武系八村群,分布于矿区西侧,属浅海相类复理石碎屑岩建造,多为长石石英砂岩,夹炭质页岩、石煤层;泥盆系桂头组,分布于矿区西侧,为陆滨浅海相底砾岩、砂页岩,含植物及鱼化石;二叠系下统,主要分布于矿区东侧,矿区西侧亦有少量分布,为浅海相燧石灰岩、炭质灰岩
3、夹页岩;白垩系上统南雄群,分布于矿区南东侧,属内陆湖泊相碎屑岩夹火山岩;第四系全新统,分布于矿区北西侧,普遍分布于东江及其支流河漫滩及级阶地,由砾石、砂、粘土组成。矿区分布于河源区域性断裂深大断裂构造的河源段中,呈北东4570走向斜贯河源地区,为区域性断裂带。河源段倾向南东,平面上略呈“S”形弯曲;龙川段倾向北西,倾角45以上。沿断裂发育硅化、糜棱岩、构造岩,构成数十米至数千米构造带。矿区所在区域的岩浆岩发育,主要为燕山三期黑云母花岗岩和燕山四期似斑状黑云母花岗岩,前者分布于矿区北西侧,主要沿河源断裂分布,岩体产出总体呈北东向带状分布,主要为细、中、粗粒黑云母花岗岩,区域上属新丰江岩体的一部分
4、,相带发育,有内部过渡边缘相;后者是燕山期岩浆活动高潮之后显著减弱的一个侵入期,主要分布于矿区北侧,侵入燕山三期花岗岩,呈长轴北东向产出,主要为细粒、细粒似斑状黑云母花岗岩,属热水岩体的一部分,相带不发育。2.矿区地质2.1地层矿区范围内出露的地层,主要为上白垩統南雄群,分布于矿区南部,属内陆湖泊相碎屑岩,总体产状138,倾角15。南雄群下部为砾岩,常夹砂岩;中部为铁、钙质胶结的长石石英砂岩、粉砂岩、钙质砂岩夹页岩;上部为流纹岩及其凝灰岩。主要有恐龙等脊椎动物、昆虫、腹足类及植物化石等。2.2构造(1)断裂矿区位于河源深大断裂硅化带的局部膨大部位,在矿区呈北东70走向,倾向南东,倾角3851。
5、玻璃用脉石英矿体由硅化岩及脉石英组成,由于硅化程度及矿体颜色的差异,具有明显的垂直分带现象。按矿体的颜色、充填物与硅化程度划分,自上盘至下盘可分为四带:第一带(QSi1)为杂色脉石英,裂隙发育,主要充填铁质,与上覆白垩系呈构造接触,垂直厚度0.75m30.44m,四级品主要产在第一带中;第二带(QSi2)为灰白色脉石英,主要呈灰白色,铁含量较少,裂隙发育,可见晶状石英充填,垂直厚度8m40.28m,优等品、一、二、三级品矿体主要产在此带中;第三带(QSi3)为杂色硅化脉石英,硅化较强,岩石坚硬,裂隙发育,主要充填铁质,垂直厚度3.98m23.98m,少量四级品产在第三带中;第四带(QSi4)为
6、杂色碎裂状脉石英,岩石松散较脆,碎裂结构,具绿泥石化、绢云母化、粘土矿化等蚀变,相对含较多铁质及泥质,钻探施工中未揭穿该带,有少量四级品产在此带中。(2)节理裂隙在矿区出露的河源深大断裂带内,节理裂隙发育,按走向大致可分为北东向、北西向、近南北向三组节理裂隙。节理裂隙中主要充填泥质或褐色、褐红色铁质、褐黑色铁锰质物,少量充填0.2cm1cm的晶状石英。2.3岩浆岩矿区范围出露的岩浆岩为燕山三期黑云母花岗岩,出露面积较大,分布于矿区北部,沿河源断裂分布,岩体产出总体呈北东向带状分布,主要为细、中、粗粒黑云母花岗岩,区域上属新丰江岩体的一部分。相带发育,有内部过渡边缘相,岩石化学属硅酸过饱和钙碱性
7、岩石。3.矿体地质3.1矿体特征牛脊背矿区内初步圈定玻璃用脉石英矿体3条,编号分别为V1、V2和V3矿体(表1),其中V2矿体为主矿体。(1)V1矿体V1矿体主要出露于矿区南东侧地表浅部,属表层矿体,矿体埋深7.2m9.2m,赋存标高273m254m,垂直厚度2.00m。矿体总体倾向148,倾角2030,地表上观察矿体延伸与山体自然坡度基本一致,在矿区南东侧道路建设中基本被挖穿。走向延长50m。矿体矿石中的SiO2含量98.56%,Al2O3含量0.667%,Fe2O3含量0.24%。(2)V2矿体V2矿体出露于整个矿区,为矿区主矿体。空间上呈单斜似层状,埋深位于处于V1矿体下部,V3矿体上部
8、,属于浅层矿体,平面上呈南西至北东向的弯曲宽带状。矿体在矿区中部至南东部矿体厚度变厚,具膨大现象,质量也较好。矿体埋深052.0m,赋存标高384m189m。矿体总体倾向148,倾角2030,倾向延长210m480m,走向延长860m,垂直厚度0.85m47.75m,平均垂直厚度14.64m,厚度变化系数46.03。部分地段夹2m4m夹石。矿体夹石率17.85%,夹石成分主要为四级品石英岩。矿体矿石中的SiO2平均含量97.17%,Al2O3平均含量1.50%,Fe2O3平均含量0.18%,总体质量较好。(3)V3号矿体V3矿体出露于矿区南西侧中深部,空间上呈单斜似层状,平面上呈面状分布,埋深
9、位于处于V2矿体下部,属于中深层矿体。矿体埋深12.00m20.0m,赋存标高378m232m。矿体总体倾向148,倾角2030,倾向延长410m,走向延长230m,垂直厚度2.00m12.34m,平均垂直厚度5.50m,厚度变化系数64.63。矿夹石率为5.82%,夹石成分主要为四级品石英岩。矿体矿石中的SiO2平均含量96.72%,Al2O3平均含量1.89%,Fe2O3平均含量0.19%。3.2矿石类型按玻璃硅质原料、饰面石材、石膏、温石棉、硅灰石、滑石、石墨矿产地质勘查规范(DZ/T0207-2002)附录H表H.1(平板玻璃用硅质原料质量要求)中的要求,牛背脊矿区的矿石属平板玻璃用脉
10、石英。矿石自然类型主要有块状脉石英矿和碎裂状脉石英矿二类。矿石工业类型为构造热液蚀变型硅化脉石英矿。3.3矿石质量矿石呈杂色与灰白色,显微粒状变晶结构,块状构造。矿石中石英大多呈显微粒状、他形粒状,可分为早晚两期,早期石英多呈显微粒状和隐晶质集合体;晚期石英主要呈细脉状、网脉状,或呈颗粒较粗的他形粒状、晶簇状、梳状集合体分布。矿石镜下定名为硅质岩(微晶石英岩),矿石主要呈灰白色,主要由石英组成,四级品、三级品及二级品矿石主要呈不等粒变晶结构,一级品及优等品主要具显微粒状变晶结构。矿石主要由显微粒状、他形粒状石英和隐晶质硅质组成。其中,V1矿体矿石中的SiO2含量98.56%,Al2O3含量0.
11、667%,Fe2O3含量0.24%。V2矿体矿石的SiO2含量92.54%99.26%,平均97.17%,品位变化系数1.71%;Al2O3含量0.56%4.71%,平均1.50%,变化系数67.01%;Fe2O3含量0.05%0.25%,平均0.18%,品位变化系数73.60%。V3矿体矿石的SiO2含量94.26%98.71%,平均96.72%,品位变化系数1.37%;Al2O3含量0.506%3.9%,平均1.89%,變化系数46.53%;Fe2O3含量0.08%0.25%,平均0.19%,变化系数43.57%。综上所述,牛背脊矿区脉石英矿石的质量较好,矿石的放射性元素含量低,可作为建筑
12、主体材料,产销和使用范围不受限制。3.4矿体围岩与夹石牛脊背矿区中矿体上盘围岩主要为杂色脉石英,矿体下盘围岩主要为杂色硅化脉石英。矿体围岩与矿体之间界线不清晰。矿体夹石主要为铁含量稍高的石英岩,大部分为四级品石英岩。3.5热液蚀变牛背脊矿区的热液蚀变发育,主要为硅化,局部可见绢云母化、绿泥石化、粘土化。其中硅化与矿体的关系密切,是良好的找矿标志。4.矿床成因矿体主要赋存于河源深大断裂硅化带的膨大部位,受构造的控制明显,属于构造热液蚀变型硅化脉石英矿床。牛背脊玻璃用脉石英矿主要赋存在燕山三期黑云母花岗岩中,矿体的赋存围岩单一,且在漫长的地质活动过程中形成了大量的较为纯净的硅质热液,在区域性断裂带
13、产生的次级张性断裂的作用下,硅质热液沿着断裂破碎带向上运移充填,随着温度和压力的逐渐降低3,硅质热液在黑云母花岗岩岩体内的断裂破碎带中储闭,由于黑云母花岗岩的渗透系数相对较低,属于热液储闭层,使得硅质热液逐渐的较为封闭的断裂破碎带中结晶形成脉石英矿床4。因此,牛脊背脉石英岩床的控矿因素可以表述为:矿床区域内发育多期次的岩浆活动,为硅质热液的持续供给提供了基础;区域性产生的次级张性断裂带是良好的容矿空间,在断层形成过程中,硅质热液沿着断层破碎带充填,故矿区内断裂破碎带是主要的导矿构造和容矿构造;矿体明显受控于断裂破碎带,且具有明显的方向性,即区域同时期该方向的断裂破碎带具有较大的找矿潜力。Reference:1潘标开,张志颖,陈永桂,宁思远,陈厚润,田斌升.广东阳江地区脉石英成矿地质背景及成矿规律探讨J.中国非金属矿工业导刊, 2020(05):34-37+74.2周冬冬,庄石云,莫勇.湘西南绥宁地区脉石英矿床地质特征及成因浅析J.中国非金属矿工业导刊, 2020(02):42-45.3宁思远,潘标开,陈永桂,陈厚润,张志颖.广东阳江地区脉石英显微结构与包裹体特征J.中国非金属矿工业导刊, 2020(05):65-68.4谢朝永,韩江伟,巴燕,郭晓燕.河南省栾川县脉石英矿特征及找矿远景J.化工矿产地质, 2011, 33(03):161-165. -全文完-