休寧縣五城地區脈石英礦特征及礦床成因

郝文俊，張 徐，李光惠

(中國建筑材料工業地質勘查中心安徽總隊，安徽 合肥 230031)

隨著水晶資源的逐步枯竭，脈石英替代水晶作為高純石英原料制備高純石英砂成為一種趨勢[1]。脈石英相對石英砂巖、石英巖成分單一，SiO2含量較高，是作為高純石英砂的重要原料[2]。本文在對休寧縣五城地區脈石英礦進行專項地質調查和綜合研究的基礎上，認為該地區脈石英礦體分布廣泛，質量較好，并探討其礦床成因，為下一步在該地區尋找脈石英資源指出了找礦方向。

1 成礦地質背景

研究區處于揚子陸塊江南古隆起帶東段，欽杭成礦帶北東段，以祁門—歙縣—寧國墩斷裂、江灣(江西)—五城和祁門—五城構成的弧形斷裂為界，將皖南地區劃分出歷口構造區、鄣公山隆起區和白際嶺島弧區三個構造地層小區[3]。研究區位于白際嶺島弧區，該區地質構造復雜，經歷了晉寧期、加里東期、印支期和燕山期等多次構造活動，總體構造格局是后期構造對前期構造行跡產生疊加改造，使原先構造格局發生了改變，而中生代運動是區內較晚也是最強烈的構造運動，最終形成現今的構造格局[4]。

區內基底由中新元古代海相淺變質火山—碎屑巖組成，蓋層主要為侏羅紀—白堊紀陸相碎屑巖夾火山巖沉積，局部出露為泥盆紀—三疊紀海相灰巖沉積?？傮w構造呈北東向，皖浙贛深斷裂通過研究區，為主要的控巖控礦構造，發育璜茅—五城、白際嶺等韌性剪切帶[5]，晚期疊加北東向脆性斷裂，形成了璜茅、白石坑等脈石英礦床，為區內主要控礦構造。區內巖漿巖活動頻繁，主要集中在新元古代和中生代的侏羅—白堊紀，多呈北東—南西向，與區域構造方向一致，區內巖漿巖可分為侵入巖和火山巖。侵入巖主要為新元古代花崗巖帶和侏羅—白堊紀花崗巖帶，呈北東向串珠狀出露(圖1)。

2 礦體特征

2.1 璜茅脈石英特征

璜茅脈石英出露地層主要為中新元古代井潭組，后期韓家巖體以巖枝形式侵位于井潭組，脈石英充填賦存在斷裂破碎帶中。地表出露兩條脈石英，編號分別為Ⅺ、Ⅻ礦脈(圖2)。兩條礦體受北東及北西向斷裂構造控制。

Ⅺ礦脈：礦脈長100m，最寬處6m，最窄處1m，總體地表走向120～150°，傾向北東，傾角60～75°。Ⅻ礦脈：礦脈長120m，最寬處13m，最窄處3m，向深部延伸，夾層增厚，逐漸分支為Ⅻ-1和Ⅻ-2兩條礦脈，中間被花崗巖夾層隔開，傾向北西295～335°，傾角陡立為68～72°。

2.2 米坳脈石英特征

米坳脈石英由66條脈石英組成，發育于井潭組地層中，主要受北東向斷裂控制，其次為北西向斷裂。其中3m以上脈石英19條，占總數28.8%，1～3m的脈石英17條，占總數25.8%；1m以下的脈石英30條，占總數45.5%，規模整體較大。形態主要有脈狀、透鏡狀為主，少部分脈呈囊狀、團狀及其他形狀，其中脈狀有40條，占總數的60.6%；透鏡狀有19條，占總數的28.8%；其余形態所占比例較少。由此可知區內脈石英規模大小不一，形態不同，多以脈狀、透鏡狀產出。

脈石英兩側圍巖具強烈的硅化、高嶺土化、絹云母化、綠泥石化，個別脈石英中發育黃鐵礦化等金屬礦物的現象。脈石英走向以北東向(30～55°)最為發育，其次為北東東向，北西及近南北方向的脈石英數量較少。脈石英大部分傾向北西，少部分傾向北東，傾角大部分在50°以上。主要有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ五條脈石英礦體，其特征見表1。

圖1 休寧縣五城地區地質略圖

圖2 璜茅—米坳脈石英礦地質簡圖

區內脈石英的延長不穩定，大部分脈呈局部膨大，尖滅再現特點，但寬度大于2m的脈石英其延長規模一般都在20m以上，米坳等地大脈延伸達到300m以上，具有很好的找礦前景。

表1 米坳脈石英礦體特征

3 礦石質量

區內脈石英可劃分為致密狀脈石英[6]和砂糖狀脈石英兩種類型，以致密狀脈石英為主，主要分布在井潭組地層中，其次為砂糖狀脈石英，在井潭組地層及韓家巖體中均有分布。致密狀脈石英乳白色，致密狀結構，塊狀構造，不透明—半透明，斷面具油脂光澤，主要由石英組成，常見長石、云母等礦物共(伴)生，以致密狀結構為特征，致密狀脈石英主要為巖漿熱液型，米拗礦區Ⅰ礦脈即為致密狀脈石英；砂糖狀脈石英乳白色、白色、無色、煙灰色，砂糖狀結構，塊狀構造，不透明—半透明，主要由石英組成，常見長石、高嶺石、云母、綠簾石等礦物共(伴)生，以砂糖狀結構為特征，砂糖狀脈石英主要為變質熱液型，璜茅Ⅻ礦脈、米坳礦區Ⅴ礦脈即為砂糖狀脈石英。致密狀脈石英和砂糖狀脈石英兩種類型礦石質量均較好，雜質含量較低。

璜茅Ⅻ礦脈化學成分(表2)為：SiO299.28%～99.91%，Al2O30.008% ～ 0.274%，Fe2O30.051% ～0.177%?？偟膩砜?，大部分脈體SiO2含量＞99.28%，Al2O3、Fe2O3等雜質含量較低。

表2 璜茅Ⅻ礦脈化學成分 (單位：%)

米坳礦區Ⅴ礦脈化學成分(表3)為：SiO299.36% ～ 99.69%，Al2O30.055% ～ 0.121%，Fe2O30.034%～0.109%，大部分脈體SiO2含量＞99.36%，Al2O3、Fe2O3等雜質含量較低?？傮w來看研究區脈石英礦體質量較好。

表3 米坳Ⅻ礦脈化學成分 (單位：%)

4 找礦標志

(1)地層標志：石英脈主要賦存于井潭組、韓家巖體花崗斑巖中，石英脈與圍巖接觸部位有一定圍巖成分帶入，但與圍巖界線清楚，因此該類地層建造為脈石英賦存的有利地段。

(2)構造標志：石英脈嚴格受斷裂構造控制，主要產于北東斷裂中，北東向的斷裂為本區主要找礦標志。

(3)圍巖蝕變標志：石英脈兩側圍巖具強烈的硅化，高嶺土化、絹云母化、綠泥石化，這種蝕變類型可作為尋找中—低溫熱液礦床的標志。

(4)地貌標志：脈石英致密堅硬，抗風化能力強，構成正地形，常呈懸崖陡壁，構成山脊或表現為連續的小陡坎，不可忽視這些地貌上的特征[7]。

(5)轉石標志：脈石英與圍巖抗風化能力不同，具有差異性風化，形成的脈石英陡壁失去支撐，造成垮塌，順山溝山脊形成大量脈石英轉石，轉石存在距離脈石英礦體不遠，可作為找礦標志。

(6)地名標志：以白石坑、白石山、白石尖等溝谷命名的地名，往往為脈石英發育地段，區內兩處地名均以白石坑命名。

5 礦床成因

脈石英類型主要為變質熱液型，也可能存在巖漿熱液型，分別對應不同的成礦物質來源。變質熱液型脈石英主要成礦物質來源為富含硅質成分的變流紋巖建造，而巖漿熱液型脈石英的主要成礦物質來源為中酸性巖漿侵入時所形成的巖漿期后熱液。

變質作用形成的大量富硅熱液在應力作用的驅動下，在韌性剪切帶形成的空隙往上運移，隨著壓力的降低或在物理化學環境發生變化的地段沉淀形成脈石英。研究區內經歷了多期次構造運動，部分早期形成的脈石英受到變質作用的影響，石英發生重結晶現象，從而形成砂糖狀結構的脈體。巖漿作用形成的巖漿熱液成分較為復雜，形成脈石英的巖漿熱液一般是從冷卻的侵入體內隨氣化物質冷卻形成的水熱溶液流體。這些富含硅質的水熱溶液流體沿著張性或張扭性斷裂裂隙運移，在斷裂上部膨大、交叉、交匯轉彎或巖性發生變化的接觸界面等物理化學條件發生變化的地段沉淀，形成形態各異的脈石英體。由此可見，本礦床成因類型屬熱液充填型礦床。

通過研究發現，五城地區斷裂構造發育，具有明顯控巖控礦作用，之后它們的剪切活動在區內形成一系列韌性剪切帶，印支運動后，韌性變形的較深層次轉變到淺部環境，燕山期的脆性斷裂疊加于韌性剪切帶中，產生一系列的成礦構造和成礦結構面[8]，為脈石英的形成提供了良好的運移通道和成礦空間。區內中新元古地層發育，特別是井潭組地層及韓家巖體花崗斑巖等含硅巖石，為脈石英的形成提供了豐富的硅質來源。區內脈石英分布具有一定的規律性，大致形成兩條近北東向的脈石英發育帶，受北東向斷裂構造控制，空間上存在不同產狀的礦體，但受同一應力系統控制。

以上有利的構造環境、地層條件和巖漿侵位的熱源條件，為脈石英礦床提供了得天獨厚的成礦條件，具有良好的找礦遠景。