貴州都勻桐州硅石礦床地質特征及成因探討

劉江

摘要：貴州都勻桐州硅石礦床呈層狀賦存于中泥盆統邦寨組中，為整合型層狀礦床。礦層為灰白色厚層石英砂巖，產狀與地層產狀一致。礦體有時夾有薄層雜色泥質粉砂巖及少量粉砂質頁巖夾層。礦體硬度大，抗風化能力強，在地貌上常形成陡坡、懸崖，礦床成因屬濱海-淺海沉積石英砂巖礦床。

關鍵詞：都勻桐州；硅石礦；地質特征；成因

貴州都勻桐州硅石礦床位于都勻市城西約3km。1983年，貴州冶金地質一隊（現貴州省有色金屬和核工業地質勘查局一總隊）在該區開展普查找礦評價工作，對地表含礦層進行了初步的工程揭露與評價，提交硅石礦遠景資源量2153萬噸[1]。通過對前人工作成果和找礦實踐的分析，總結本區礦床地質特征，對其礦床成因進行分析探討，為本區進一步工作提供借鑒。

1.區域地質概況

1.1區域地層

區域內出露地層由老至新為寒武系、奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系、第四系（見圖1）。巖性主要為一套海相碳酸鹽巖和陸源碎屑巖及殘坡積層[2]。

1.2區域構造

礦區大地構造位于黔南坳陷區之都勻南北向隔槽式褶皺變形區東緣，該區以南北向的寬緩背斜和緊閉向斜為特征。

1.2.1褶皺

區域內一級褶皺有黃絲背斜和都勻向斜，其特征如下：

黃絲背斜：背斜軸位于礦區西部，軸向大致呈南北向，平面上受北東向斷層錯切為三段，平面位移達錯600m～ 750m。核部寬緩，地層為寒武系、奧陶系，其巖層傾角為10°左右，兩翼地層為泥盆系-三疊系，傾角20°～60°。礦區位于該背斜東翼。

都勻向斜：背斜軸位于礦區東部，軸向大致呈南北向，平面上受北北西向斷層錯切為兩段，核部地層為三疊系，兩翼地層為二疊系-寒武系，巖層傾角35°～55°。礦區位于該向斜西翼。

1.2.2斷裂

區域內斷裂構造發育中等，發育北東東向、北東向、北北西向、近南北向四組斷裂，以北東東向斷裂為主，形成時期屬燕山期，主要斷裂如下：

北東東向斷裂：有蟒山斷裂和甘塘斷裂，甘塘斷裂位于蟒山斷裂北緣，兩條斷層平行分布，錯斷黃絲背斜。斷面近于直立，平面斷距700m左右，破碎帶寬10m～20m，斷層角礫巖發育，旁側常見硅化蝕變發育，沿斷層出露線常形成洼地、陡崖。

北北西向斷裂：其發育程度次于北東向組斷裂，主要出露于都勻向斜核部，屬一級褶皺的次級張性斷裂，走向變化大。

2.礦區地質

2.1地層

礦區地表出露地層僅志留系和泥盆系地層，并以泥盆系中統為主，缺失泥盆系下統（見圖2）。現由老至新分述如下：

志留系翁項組：出露于礦區西緣，僅出露其中上部。巖性為黃綠色、灰綠色、灰色頁巖，局部見生物化石碎屑，厚度不詳。

泥盆系中統邦寨組：具巖性分為兩個巖段。

邦寨組第一段：灰黃色粉砂質頁巖與灰黃色、灰色中厚層長石雜砂巖相間產出。下部以粉砂質頁巖為主，上部以長石雜砂巖為主。底部常見約0.05m～0.10m黃鐵礦化變余石英細砂巖。厚約110m。

邦寨組第二段：主要為灰白色、淺灰色厚層細粒、中粒（部分粗粒）石英砂巖。間夾薄層泥質砂巖，少許砂質頁巖，中下部泥質砂巖夾層較上部多，頂部見砂質礫巖夾層。夾層呈扁豆狀分布于石英砂巖中。該層為硅石礦賦礦層位，主含礦層位位于上部。該層厚185m～237m。

泥盆系中統獨山組：薄層粘土質砂巖、粉砂質頁巖，夾中厚層、厚層石英砂巖。距底部約50m處厚3m左右的塊狀細晶白云巖。本層厚160m～170m。

泥盆系上統望城坡組：出露于礦區東緣地形平緩地帶，為深灰色、灰褐色薄到厚泥質白云巖，下部夾含粉砂質泥質白云巖，底部幾米為含白云質生物碎屑灰巖。礦區未見頂。

2.2構造

礦區為黃絲背斜東翼，總體巖層走向呈南北、傾向東，傾角40°左右的單斜，僅在斷裂帶上局部巖層因構造作用被牽引彎曲。礦區斷裂構造簡單，主要發育北西西向F1、F2和東西向F3三條斷層。其他方向斷裂規模較小，對礦體無明顯的破壞。

北西西向斷裂：主要有F1、F2兩條斷層，兩者特征大致相似，走向北西西，斷面呈舒緩波狀，向北傾斜，傾角70°～ 80°，破碎帶寬10m左右，最寬可達20m，構造角礫巖發育，部分角礫發生糜棱巖化，膠結物多為泥質和少量鐵質，水平斷距50m左右，屬壓扭性斷裂。其中F1被后期F2斷裂錯切。

東西向斷層：主要有F3斷層，傾向北，破碎帶寬2m～ 4m，斷層角礫多呈棱角狀，大小不一，局部斷面見擦痕。

3.礦體特征

3.1礦體產出特征

礦體呈層狀賦存于中泥盆統邦寨組第二段中，為整合型層狀礦床。礦層為灰白色厚層石英砂巖，產狀與地層產狀一致。根據其巖性和含礦情況，可以分為上、下兩層礦體。上層礦體厚85m～90m，由4層～9層礦層和4層～8層夾石相間產出，SiO2含量普遍較高，夾石層較少，為主含礦層；下層礦體厚95m～147m，SiO2含量多數偏低，夾石層多，本層剝采比過大，不能作為硅鐵生產用，但其SiO2含量多數高于90%，可以作溶劑用硅石。另外，在獨山組中，局部夾有厚層石英砂巖，可達硅鐵用硅石指標要求，在開采主礦層時可以綜合利用。在主含礦層內，累計礦層厚度42.19m～62.25m，累計夾石厚度23.31m～45.12m，連續礦層厚度2m～ 30.48m，連續夾石厚度0.56m～14.73m，厚度含礦率0.4832～ 0.7277，平均厚度含礦率0.6218。

礦層內夾石根據巖性主要有泥質粉砂巖、粉砂質頁巖和薄層或厚層含鐵、鋁雜質石英砂巖，礦層和夾石層沿走向和傾向變化均不穩定，無規律，沿走向和傾向均具膨縮和尖滅再現現象，呈透鏡體、扁豆體產出，前兩者夾石肉眼易于辨認，石英砂巖型夾石與礦層界線難分。

3.2礦石質量特征

礦石中主要礦物為石英，含量大于85%，次為10%左右的鐵質、泥質、有機質等，礦石的物質組成見表1。

據光譜分析，礦石中元素組分除主要成分Si、Al、Fe、Ca、Mg外，還有微量的Ti、Ba、Cr、V、Cu、Zr等元素，就生產硅鐵而言，礦石中硅和鐵是有益元素，鋁和磷是有害雜質。其分析結果見表2。

礦石結構構造簡單。礦石結構以變余砂狀結構為主，主要構造為塊狀、層狀構造。其化學成分見表3。

4.礦床成因探討

礦體呈層狀賦存于中泥盆統邦寨組第二段中，在該組頂部石英砂粒較粗，且有4層～10層單層厚幾厘米至70cm的砂質礫巖扁豆體夾層，礫石形狀從滾圓狀至次棱角狀均有。在整個主含礦層中。細、中、粗粒石英砂巖及泥質粉砂巖等相間變化較頻繁。石英砂粒從滾圓狀至次棱角狀均有，多數為次棱角狀、次滾圓狀。局部見有交錯層理和斜層理。在部分砂巖層面上見生物遺跡孔穴。

泥盆世早期海水未達本區，故缺失泥盆系下統地層；中泥盆世海水由南向北推進[3]，本區淪為海域，沉積了一套濱海-淺海相的碎屑巖。早期以砂質頁巖、長石雜砂巖為主，夾少量石英砂巖。中期以石英砂巖為主夾少量泥質砂巖。晚期以砂質頁巖為主夾少量石英砂巖。由于潮汐作用、波浪的影響，以及復雜的海濱地勢等因素，使得石英砂巖中往往伴生一些同生砂礫的沉積，Si02含量沿走向和傾向均有不規則的變化；晚泥盆世海水繼續向北推進，本區為淺海環境，海水流暢，鹽度正常，生物繁盛，沉積了一套碳酸鹽地層（主要是白云巖）。

綜上所述，貴州都勻桐州硅石礦床成因應屬濱海-淺海沉積石英砂巖礦床。

參考文獻：

[1]貴州冶金地質一隊.貴州都勻桐州硅石礦區1∶2000地質詳查報告[R]. 1984.

[2]魏家庸，王硯耕，劉裕周.貴州省區域地質志[Z].貴州省地質礦產局區域地質調查隊. 2008.

[3]江如洲.黔陶硅石礦床的地質特征[J].地質與勘探， 1987（05）： 22-26.