廣東東源縣牛背脊礦區玻璃用脈石英礦地質特征研究

楊宇祥

摘要：牛脊背脈石英礦床位于廣東東源縣境內，區內成礦地質條件良好，研究表明：礦體呈單斜似層狀，屬于淺層礦體，具膨大現象，礦石質量好，SiO2平均含量96.72%～98.56%，夾石成分主要為四級品石英巖，利用價值大；礦體主要賦存于河源深大斷裂硅化帶的膨大部位，受構造的控制明顯，屬于構造熱液蝕變型硅化脈石英礦床。

關鍵詞：脈石英礦床；地質特征；礦床成因

脈石英是巖漿演化過程中的含SiO2熱液在擴容空間沉淀形成的，外觀以白色、乳白色為主，巖石質地堅硬，化學成分單一，雜質成分少，具有良好的工業利用價值，如玻璃、高端電子設備屏幕等領域[1，2]。廣東省東源縣內資源豐富，對脈石英資源的應用也較廣泛，促進了當地經濟社會的發展[3]。鑒于此，本文以牛脊背脈石英礦為研究對象，分析其地質特征及礦床成因，為區域找礦提供參考。

1.區域地質概況

牛脊背礦區區域地質條件較簡單，出露地層由老到新依次為（圖1）：

①震旦系，分布于礦區北側，為淺海相類復理石碎屑巖建造，普遍夾火山巖，含條帶磁鐵礦及硅質條帶，為一套淺變質巖系；

②寒武系八村群，分布于礦區西側，屬淺海相類復理石碎屑巖建造，多為長石石英砂巖，夾炭質頁巖、石煤層；

③泥盆系桂頭組，分布于礦區西側，為陸—濱淺海相底礫巖、砂頁巖，含植物及魚化石；

④二疊系下統，主要分布于礦區東側，礦區西側亦有少量分布，為淺海相燧石灰巖、炭質灰巖夾頁巖；

⑤白堊系上統南雄群，分布于礦區南東側，屬內陸湖泊相碎屑巖夾火山巖；

⑥第四系全新統，分布于礦區北西側，普遍分布于東江及其支流河漫灘及Ⅰ級階地，由礫石、砂、粘土組成。

礦區分布于河源區域性斷裂深大斷裂構造的河源段中，呈北東45°～70°走向斜貫河源地區，為區域性斷裂帶。河源段傾向南東，平面上略呈“S”形彎曲；龍川段傾向北西，傾角45°以上。沿斷裂發育硅化、糜棱巖、構造巖，構成數十米至數千米構造帶。礦區所在區域的巖漿巖發育，主要為燕山三期黑云母花崗巖和燕山四期似斑狀黑云母花崗巖，前者分布于礦區北西側，主要沿河源斷裂分布，巖體產出總體呈北東向帶狀分布，主要為細、中、粗粒黑云母花崗巖，區域上屬新豐江巖體的一部分，相帶發育，有內部—過渡—邊緣相；后者是燕山期巖漿活動高潮之后顯著減弱的一個侵入期，主要分布于礦區北側，侵入燕山三期花崗巖，呈長軸北東向產出，主要為細粒、細粒似斑狀黑云母花崗巖，屬熱水巖體的一部分，相帶不發育。

2.礦區地質

2.1地層

礦區范圍內出露的地層，主要為上白堊統南雄群，分布于礦區南部，屬內陸湖泊相碎屑巖，總體產狀138°，傾角15°。南雄群下部為礫巖，常夾砂巖；中部為鐵、鈣質膠結的長石石英砂巖、粉砂巖、鈣質砂巖夾頁巖；上部為流紋巖及其凝灰巖。主要有恐龍等脊椎動物、昆蟲、腹足類及植物化石等。

2.2構造

（1）斷裂

礦區位于河源深大斷裂硅化帶的局部膨大部位，在礦區呈北東70°走向，傾向南東，傾角38°～51°。玻璃用脈石英礦體由硅化巖及脈石英組成，由于硅化程度及礦體顏色的差異，具有明顯的垂直分帶現象。

按礦體的顏色、充填物與硅化程度劃分，自上盤至下盤可分為四帶：①第一帶（QSi1）為雜色脈石英，裂隙發育，主要充填鐵質，與上覆白堊系呈構造接觸，垂直厚度0.75m～30.44m，四級品主要產在第一帶中；②第二帶（QSi2）為灰白色脈石英，主要呈灰白色，鐵含量較少，裂隙發育，可見晶狀石英充填，垂直厚度8m～40.28m，優等品、一、二、三級品礦體主要產在此帶中；③第三帶（QSi3）為雜色硅化脈石英，硅化較強，巖石堅硬，裂隙發育，主要充填鐵質，垂直厚度3.98m～23.98m，少量四級品產在第三帶中；④第四帶（QSi4）為雜色碎裂狀脈石英，巖石松散較脆，碎裂結構，具綠泥石化、絹云母化、粘土礦化等蝕變，相對含較多鐵質及泥質，鉆探施工中未揭穿該帶，有少量四級品產在此帶中。

（2）節理裂隙

在礦區出露的河源深大斷裂帶內，節理裂隙發育，按走向大致可分為北東向、北西向、近南北向三組節理裂隙。節理裂隙中主要充填泥質或褐色、褐紅色鐵質、褐黑色鐵錳質物，少量充填0.2cm～1cm的晶狀石英。

2.3巖漿巖

礦區范圍出露的巖漿巖為燕山三期黑云母花崗巖，出露面積較大，分布于礦區北部，沿河源斷裂分布，巖體產出總體呈北東向帶狀分布，主要為細、中、粗粒黑云母花崗巖，區域上屬新豐江巖體的一部分。相帶發育，有內部—過渡—邊緣相，巖石化學屬硅酸過飽和鈣堿性巖石。

3.礦體地質

3.1礦體特征

牛脊背礦區內初步圈定玻璃用脈石英礦體3條，編號分別為V1、V2和V3礦體（表1），其中V2礦體為主礦體。

（1）V1礦體

V1礦體主要出露于礦區南東側地表淺部，屬表層礦體，礦體埋深7.2m～9.2m，賦存標高273m～254m，垂直厚度2.00m。礦體總體傾向148°，傾角20°～30°，地表上觀察礦體延伸與山體自然坡度基本一致，在礦區南東側道路建設中基本被挖穿。走向延長50m。礦體礦石中的SiO2含量98.56%，Al2O3含量0.667%，Fe2O3含量0.24%。

（2）V2礦體

V2礦體出露于整個礦區，為礦區主礦體。空間上呈單斜似層狀，埋深位于處于V1礦體下部，V3礦體上部，屬于淺層礦體，平面上呈南西至北東向的彎曲寬帶狀。礦體在礦區中部至南東部礦體厚度變厚，具膨大現象，質量也較好。礦體埋深0～52.0m，賦存標高384m～189m。礦體總體傾向148°，傾角20°～30°，傾向延長210m～480m，走向延長860m，垂直厚度0.85m～47.75m，平均垂直厚度14.64m，厚度變化系數46.03。部分地段夾2m～4m夾石。礦體夾石率17.85%，夾石成分主要為四級品石英巖。礦體礦石中的SiO2平均含量97.17%，Al2O3平均含量1.50%，Fe2O3平均含量0.18%，總體質量較好。

（3）V3號礦體

V3礦體出露于礦區南西側中深部，空間上呈單斜似層狀，平面上呈面狀分布，埋深位于處于V2礦體下部，屬于中深層礦體。礦體埋深12.00m～20.0m，賦存標高378m～232m。礦體總體傾向148°，傾角20°～30°，傾向延長410m，走向延長230m，垂直厚度2.00m～12.34m，平均垂直厚度5.50m，厚度變化系數64.63。礦夾石率為5.82%，夾石成分主要為四級品石英巖。礦體礦石中的SiO2平均含量96.72%，Al2O3平均含量1.89%，Fe2O3平均含量0.19%。

3.2礦石類型

按《玻璃硅質原料、飾面石材、石膏、溫石棉、硅灰石、滑石、石墨礦產地質勘查規范》（DZ/T0207-2002）附錄H表H.1（平板玻璃用硅質原料質量要求）中的要求，牛背脊礦區的礦石屬平板玻璃用脈石英。礦石自然類型主要有塊狀脈石英礦和碎裂狀脈石英礦二類。礦石工業類型為構造熱液蝕變型硅化脈石英礦。

3.3礦石質量

礦石呈雜色與灰白色，顯微粒狀變晶結構，塊狀構造。礦石中石英大多呈顯微粒狀、他形粒狀，可分為早晚兩期，早期石英多呈顯微粒狀和隱晶質集合體；晚期石英主要呈細脈狀、網脈狀，或呈顆粒較粗的他形粒狀、晶簇狀、梳狀集合體分布。礦石鏡下定名為硅質巖（微晶石英巖），礦石主要呈灰白色，主要由石英組成，四級品、三級品及二級品礦石主要呈不等粒變晶結構，一級品及優等品主要具顯微粒狀變晶結構。礦石主要由顯微粒狀、他形粒狀石英和隱晶質硅質組成。其中，V1礦體礦石中的SiO2含量98.56%，Al2O3含量0.667%，Fe2O3含量0.24%。V2礦體礦石的SiO2含量92.54%～99.26%，平均97.17%，品位變化系數1.71%；Al2O3含量0.56%～4.71%，平均1.50%，變化系數67.01%；Fe2O3含量0.05%～0.25%，平均0.18%，品位變化系數73.60%。V3礦體礦石的SiO2含量94.26%～98.71%，平均96.72%，品位變化系數1.37%；Al2O3含量0.506%～3.9%，平均1.89%，變化系數46.53%；Fe2O3含量0.08%～0.25%，平均0.19%，變化系數43.57%。

綜上所述，牛背脊礦區脈石英礦石的質量較好，礦石的放射性元素含量低，可作為建筑主體材料，產銷和使用范圍不受限制。

3.4礦體圍巖與夾石

牛脊背礦區中礦體上盤圍巖主要為雜色脈石英，礦體下盤圍巖主要為雜色硅化脈石英。礦體圍巖與礦體之間界線不清晰。礦體夾石主要為鐵含量稍高的石英巖，大部分為四級品石英巖。

3.5熱液蝕變

牛背脊礦區的熱液蝕變發育，主要為硅化，局部可見絹云母化、綠泥石化、粘土化。其中硅化與礦體的關系密切，是良好的找礦標志。

4.礦床成因

礦體主要賦存于河源深大斷裂硅化帶的膨大部位，受構造的控制明顯，屬于構造熱液蝕變型硅化脈石英礦床。牛背脊玻璃用脈石英礦主要賦存在燕山三期黑云母花崗巖中，礦體的賦存圍巖單一，且在漫長的地質活動過程中形成了大量的較為純凈的硅質熱液，在區域性斷裂帶產生的次級張性斷裂的作用下，硅質熱液沿著斷裂破碎帶向上運移充填，隨著溫度和壓力的逐漸降低[3]，硅質熱液在黑云母花崗巖巖體內的斷裂破碎帶中儲閉，由于黑云母花崗巖的滲透系數相對較低，屬于熱液儲閉層，使得硅質熱液逐漸的較為封閉的斷裂破碎帶中結晶形成脈石英礦床[4]。因此，牛脊背脈石英巖床的控礦因素可以表述為：

①礦床區域內發育多期次的巖漿活動，為硅質熱液的持續供給提供了基礎；

②區域性產生的次級張性斷裂帶是良好的容礦空間，在斷層形成過程中，硅質熱液沿著斷層破碎帶充填，故礦區內斷裂破碎帶是主要的導礦構造和容礦構造；

③礦體明顯受控于斷裂破碎帶，且具有明顯的方向性，即區域同時期該方向的斷裂破碎帶具有較大的找礦潛力。

參考文獻：

[1]潘標開，張志穎，陳永桂，寧思遠，陳厚潤，田斌升.廣東陽江地區脈石英成礦地質背景及成礦規律探討[J].中國非金屬礦工業導刊， 2020（05）：34-37+74.

[2]周冬冬，莊石云，莫勇.湘西南綏寧地區脈石英礦床地質特征及成因淺析[J].中國非金屬礦工業導刊， 2020（02）：42-45.

[3]寧思遠，潘標開，陳永桂，陳厚潤，張志穎.廣東陽江地區脈石英顯微結構與包裹體特征[J].中國非金屬礦工業導刊， 2020（05）：65-68.

[4]謝朝永，韓江偉，巴燕，郭曉燕.河南省欒川縣脈石英礦特征及找礦遠景[J].化工礦產地質， 2011， 33（03）：161-165.