甘肅會寧地區(qū)礦產(chǎn)地質(zhì)特征及成因規(guī)律分析

朱麗華，羅高培

（甘肅省地礦局第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 蘭州 730050）

1 成礦地質(zhì)背景

1.1 區(qū)域地質(zhì)概況

礦區(qū)大地構(gòu)造位置處于北祁連早古生代褶皺帶東段，其南為中祁連地塊，北為阿拉善地塊，具有多旋回的構(gòu)造特征。構(gòu)造樣式多樣，在早古生代經(jīng)歷了裂陷拉張而后又擠壓成弧的構(gòu)造演化過程。

區(qū)內(nèi)礦層隸屬柴達木-祁連礦層，大區(qū)之北祁連礦層區(qū)走廊弧后盆地的走廊斷陷盆地。區(qū)域礦層所出露有部分中元古代、古生代及中新生代礦層。古近系野狐城組是礦產(chǎn)地質(zhì)發(fā)展過程中唯一含礦層。區(qū)域上構(gòu)造僅為單斜構(gòu)造和小范圍褶皺，第四系黃土丘陵及侵蝕沖溝。褶皺為喜馬拉雅期構(gòu)造運動構(gòu)成的背斜、向斜。黃土丘陵受強烈侵蝕，溝壑縱橫，山麓洪積物被切割10m～20m，更新統(tǒng)普遍抬升至黃土丘陵中部或為其基體，并受強烈沖刷，第四紀局部凹陷沉積物厚達200m以上；地震活動頻繁而強烈[1]。

1.2 礦區(qū)地質(zhì)概況

礦區(qū)位于靖（遠）-會（寧）中-新生代盆地，礦層發(fā)育較簡單，僅出露古近系野狐城組（Ey）及第四系。礦區(qū)野狐城組劃分為二個巖性段，一段巖性以暗紅色泥巖與磚紅色粉砂質(zhì)泥巖互層為主，其底部為含礫砂巖、粉砂巖。

基本層序特征為：A、塊狀粉砂質(zhì)泥巖→中-厚層狀泥巖；B、薄-中層狀粉砂巖→厚層-塊狀粉砂質(zhì)泥巖；C、中-厚層狀鈣質(zhì)粉砂質(zhì)泥巖→塊狀鈣質(zhì)泥巖[2]。

每個基本層序具明顯的韻律旋回性層序特征，韻律旋回內(nèi)，粒度向上總體變細，粒度粗的巖性所占比例較高。

第四系上更新統(tǒng)（Qp3eol）：為風(fēng)成黃土，除沖溝附近出露少許基巖外，在調(diào)查區(qū)大面積分布，主要分布于山體的中上部，占據(jù)了調(diào)查區(qū)面積的80%以上。第四系全新統(tǒng)（Qhapl）：主要分布在河床溝谷中，為松散堆積的現(xiàn)代沖洪積砂、礫石層。礦區(qū)野狐城組表現(xiàn)為一舒緩背斜，北東翼產(chǎn)狀10°～40°∠1°～5°，南西翼產(chǎn)狀232°～265°∠8°～13°。礦層總體北北東向傾斜，背斜轉(zhuǎn)折端位于15-23勘查線之間。北東翼礦層多沿深切割溝谷兩側(cè)以及陡崖的下部出露，占全區(qū)出露面積的95%以上，而南西翼礦層大多傾伏于黃土層以下[3]。

2 礦體地質(zhì)

2.1 礦體特征

礦區(qū)內(nèi)圈定4層礦體，礦層主要賦存于野狐城組一段（Ey1）中，層序關(guān)系自下往上為Att4→Att3→Att2→Att1，展布特征自西向東為Att1→Att3→Att2→Att4（圖1）。

圖1 礦區(qū)地質(zhì)簡圖

Att1礦層賦礦體特征為青灰色泥巖體（圖2），產(chǎn)狀232°∠8°，厚度1.12m，礦體地質(zhì)結(jié)構(gòu)層巖體含量19.15%。Att2礦層賦礦巖性為灰白色白云質(zhì)粉砂巖體，產(chǎn)狀30°～2°，平均厚度3.97m，凹凸棒石平均含量21.12%。Att3礦層賦礦體性為暗紅色鈣質(zhì)泥巖，產(chǎn)狀30°∠2°，平均厚度2.62m，凹凸棒石平均含量18.90%。Att4礦層賦礦巖性為暗紅色泥巖，產(chǎn)狀38°∠1°，平均厚度1.5m，凹凸棒石平均含量16.20%。

圖2 礦層賦礦巖性

2.2 礦石質(zhì)量

（1）礦物成分。通過X-射線衍射對礦體的礦物成分進行定性和定量分析，得到各含礦巖性的礦物含量（表1）。青灰色泥巖主要成分為石英，次為凹凸棒石、伊利石、綠泥石和長石。灰白色白云質(zhì)粉砂巖主要成分為白云石，次為凹凸棒石、石英和綠泥石。暗紅色鈣質(zhì)泥巖主要成分為石英、方解石，次為凹凸棒石、伊利石、綠泥石、長石等。暗紅色泥巖主要成分為石英、方解石，次為凹凸棒石等。

表1 凹凸棒礦體礦物含量一覽表

（2）礦物形貌、賦存狀態(tài)。對各含礦體特征中進行了掃描電鏡觀察，從圖3中可看到礦體結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)針狀、柱狀，集合體呈絮狀、網(wǎng)狀等，多分布于石英、白云石等礦物顆粒之間或表面，呈沉淀狀。凹凸棒石粒度一般在0.1×1.0μm左右。

圖3 礦體結(jié)構(gòu)發(fā)育SEM圖

（3）礦體化學(xué)成分。對礦體進行化學(xué)多元素分析，分析項目為 SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5、MnO、Cr2O3、TiO2、H2O+、H2O-、SrO、Cl-、I、Se、Zn、共18項，化學(xué)分析結(jié)果表明(見表2)，礦體中SiO2的含量為48.06%～58.3%，Al2O3的含量為13.12%～15.55%，MgO的含量為2.58%～4.93%，K2O的含量為2.22%～3.16%。

表2 礦體結(jié)構(gòu)的主要物理性能

2.3 礦體類型

根據(jù)野外觀察和礦體結(jié)構(gòu)鑒定資料，結(jié)合礦體結(jié)構(gòu)構(gòu)造、顏色等綜合特征，將礦區(qū)內(nèi)的礦體劃分為四種自然類型。

（1）青灰色泥巖：青灰色，薄—中層構(gòu)造，由泥質(zhì)、硅質(zhì)和少量的粉砂組成，礦物成分主要為絹云母、綠泥石和石英，呈團塊狀集合體不均勻分布。

（2）灰白色白云質(zhì)粉砂巖：灰白色，中層-塊狀構(gòu)造，組成礦物主要為白云石礦。

（3）暗紅色鈣質(zhì)泥巖：暗紅色，厚層-塊狀構(gòu)造，組成主要為粉砂、泥硅質(zhì)、鈣質(zhì)等，礦物成分主要為石英、方解石和長石等。

（4）暗紅色泥巖：暗紅色，中層-塊狀構(gòu)造，組成礦物主要為石英和方解石，其次含一部分的泥質(zhì)和氧化鐵質(zhì)。

2.4 礦體發(fā)育的物理性能

通過對礦體結(jié)構(gòu)發(fā)育的脫色力、吸藍量、飽和鹽水造漿率、白度等物理性能進行測試（見表2），其中青灰色泥巖和暗紅色泥巖符合吸附級凹凸棒石品級要求。

3 礦床成因淺析

調(diào)查區(qū)大地構(gòu)造位置處于北祁連早古生代褶皺帶東段，在古近紀中期為一內(nèi)陸型坳陷盆地，沉積了一套湖相紅色粉砂-泥質(zhì)建造，巖性以紅色鈣質(zhì)、粉砂質(zhì)泥巖為主，粉砂-泥質(zhì)韻律明顯。礦層賦存于古近系野狐城組中，呈層狀，近水平產(chǎn)出，由青灰色泥巖、灰白色白云質(zhì)粉砂巖、暗紅色鈣質(zhì)泥巖、暗紅色泥巖組成，礦層圍巖為厚-塊狀層粉砂質(zhì)泥巖含次生石膏、薄-中層粉砂巖，礦體礦物成分主要為石英、方解石、坡縷石、綠泥石、伊利石、長石、白云石等組成。粘土礦物伊利石和綠泥石的組合說明當(dāng)時氣候干旱，碳酸鹽礦物方解石和白云石的組合則說明湖泊水體為半咸水體，巖體沿裂隙面析出的次生石膏則說明為強蒸發(fā)環(huán)境，依此可推斷沉積時期為干旱氣候，呈現(xiàn)內(nèi)陸封閉型蒸發(fā)湖盆特征。

綜上所述，會寧老莊一帶礦體礦物形成于干旱氣候和富Mg的強蒸發(fā)沉積環(huán)境，礦層分布范圍、產(chǎn)狀受湖盆控制，礦床成因類型為內(nèi)陸湖泊沉積礦床。