新疆哈密市圖茲雷克一帶某石英巖礦地質(zhì)特征及找礦標(biāo)志

李國彪

（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心新疆總隊(duì),新疆烏魯木齊 830000）

石英巖作為一種重要的非金屬礦產(chǎn)，具有堅(jiān)硬、耐磨、化學(xué)性能穩(wěn)定的特點(diǎn)，被廣泛運(yùn)用于國防、建材、化工、航空、航天、電子、機(jī)械等領(lǐng)域。通過對新發(fā)現(xiàn)的石英巖礦地質(zhì)特征分析并總結(jié)找礦標(biāo)志，對該地區(qū)石英巖礦找礦有重要指導(dǎo)意義。

1 區(qū)域成礦背景

哈密市圖茲雷克一帶大地構(gòu)造位置屬于哈薩克斯坦-準(zhǔn)噶爾板塊與塔里木板塊-華北板塊交界處的那拉提-紅柳河板塊縫合帶東段［1］。

該區(qū)出露地層時(shí)代早、種類多，從早到晚依次為薊縣系（Jx）、長城系（Ch）、寒武系（?）、志留系（S）、石炭系(C)、二疊系(P)、侏羅系（J）、第三系（N）和第四系（Q）［2］。

區(qū)域內(nèi)巖漿活動(dòng)較強(qiáng)烈，以侵入巖為主。時(shí)代分為華力西早期、中期及晚期，其中以中期最為重要。

變質(zhì)作用主要為區(qū)域變質(zhì)作用，其特征為:大面積的巖石經(jīng)歷了程度不等的變質(zhì)作用，普遍具有一定的定向性，地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜，伴有大量的巖漿巖活動(dòng)侵入。呈中-深變質(zhì)程度的區(qū)域變質(zhì)巖。其變質(zhì)巖性有片麻巖、片巖、石英巖、大理巖。

該區(qū)域內(nèi)構(gòu)造較發(fā)育，主要為北部褶帶、南部褶帶、庫姆塔格—圖茲雷克扭動(dòng)構(gòu)造帶、北東向構(gòu)造帶。

2 礦區(qū)地質(zhì)

2.1 地層

區(qū)域內(nèi)出露地層主要有薊縣系卡瓦布拉克群（JxKW）、下寒武統(tǒng)西大山組（?1x）、上更新-全新統(tǒng)洪積層（Q3-4pl），地質(zhì)特征見圖1。該區(qū)域內(nèi)地層特征如下：

2.1.1 薊縣系卡瓦布拉克群（JxKW）

主要分布于區(qū)內(nèi)的南部，總體呈北東-南西向展布，為一套中-深程度區(qū)域變質(zhì)巖。出露巖性主要為黑云母二長片麻巖、含石榴子石黑云母二長片麻巖、含石榴子石黑云斜長石英片巖。產(chǎn)狀159～168°∠61～66°。其巖石抗風(fēng)化能力較弱，易形成平地。與上覆地層下寒武統(tǒng)西大山組（?1x）呈斷層接觸。

2.1.2 下寒武統(tǒng)西大山組（?1x）

主要分布于區(qū)內(nèi)的北部和中部，呈近東西向的帶狀分布，為一套中-深程度區(qū)域變質(zhì)巖。出露巖性主要為石英巖、黑云斜長片巖、斜長角閃巖、含黑云母二長片麻巖。產(chǎn)狀159～174°∠56～72°。區(qū)內(nèi)石英巖抗風(fēng)化能力較強(qiáng)，易形成凸起的山脊。為石英巖的賦礦層位。

2.1.3 上更新-全新統(tǒng)洪積層（Q3-4pl）

分布于區(qū)內(nèi)的沖溝或北部地勢平坦地帶，主要由礫石、砂、亞砂土等組成，其厚度一般大于1m。

2.2 變質(zhì)巖

區(qū)內(nèi)巖性為一套中-深程度變質(zhì)巖，主要受區(qū)域變質(zhì)作用形成。區(qū)域變質(zhì)作用使巖性均發(fā)生變質(zhì)，從而產(chǎn)生片麻巖、片巖、石英巖。區(qū)域變質(zhì)作用控制著各種成分的片巖、片麻巖、石英巖的分布。

2.3 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)可見1 條斷層，總體走向69°，貫穿全區(qū)，東西兩側(cè)延伸至調(diào)查區(qū)外，延長60km 左右，切割薊縣系和寒武系，斷層兩側(cè)巖性明顯不一致，斷層兩側(cè)受擠壓、破碎現(xiàn)象明顯。褶皺構(gòu)造不明顯，局部發(fā)育小揉皺。

3 礦體地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

區(qū)內(nèi)共圈定3個(gè)石英巖礦體，均賦存于下寒武統(tǒng)西大山組（?1x）地層中，編號為①、②、③號石英巖礦體，其中①號石英巖礦體為主要礦體，礦體分布及特征見圖1、圖2，礦體特征如下：

圖1 礦區(qū)地質(zhì)簡圖

圖2 1號地質(zhì)剖面

①號石英巖礦體為主礦體，呈北東-南西向的不規(guī)則條帶狀，區(qū)域上該石英巖礦體出露長度大于11千米，本次僅截取了中北部規(guī)模較大、質(zhì)量較好一段，東西長3km。該礦體總體呈西部厚大向東逐漸變薄的趨勢，厚度在16.12～175.61m 之間，平均厚84.22m，厚度變化系數(shù)為79.74%。產(chǎn)狀160～173°∠56～67°，礦體頂?shù)装鍑鷰r均為黑云斜長片巖。礦體出露較差，地表大部分被風(fēng)化層覆蓋，通過探槽揭露風(fēng)化層厚度在0.3～1.2m，礦體中的夾層以灰黑色斜長角閃巖為主，黑云斜長片巖僅有1處，厚度在0.92～18.85m之間。

②號石英巖礦呈北東-南西向的透鏡體狀，地表第四系殘坡積物覆蓋，厚度在0.65m，地表未見完整基巖出露。該礦體礦石質(zhì)量較好，從10 件化驗(yàn)結(jié)果看SiO2的含量93.06～97.65%；Al2O3的含量0.91～5.41% ；Fe2O3的含量0.24～3.74%；TiO2的含量0.047～0.068%；Cr2O3的含量0.00034～0.00090%。

③號石英巖礦呈北東-南西向的透鏡體狀，區(qū)內(nèi)礦體出露長229m，出露寬度26m，產(chǎn)狀162～164°∠64～65°，該礦體礦石質(zhì)量較好，SiO2的含量97.03～98.79%；Al2O3的含量0.57～1.15%；Fe2O3的含量0.16～0.60%；TiO2的含量0.020～0.041%；Cr2O3的含量0.00051～0.00066%。

3.2 礦石質(zhì)量

3.2.1 礦石特征

礦石類型相同為灰白色石英巖，礦石品種單一。

風(fēng)化面呈淺灰色或灰白色，新鮮面呈灰白色，具粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要由石英、斜長石組成，斜長石呈半自形板狀，粒徑0.2～1.4mm，可見聚片雙晶，中輕度絹云母化、泥化，含量5%；石英呈他形粒狀，粒徑0.5～3.6mm，強(qiáng)波狀消光，彼此呈齒狀鑲嵌狀接觸，含量95%；白云母呈片狀，片徑0.1～0.4mm，無色，少量。偶見少量星點(diǎn)狀黃鐵礦顆粒，粒徑小于0.1mm，含量小于1%

3.2.2 礦石的化學(xué)組分及有益、有害組分變化規(guī)律

礦區(qū)礦石有用組分簡單，礦石主要組成成分SiO2。除此外未發(fā)現(xiàn)其他有用組分，礦石主要化學(xué)組分為：SiO2，Al2O3，F(xiàn)e2O3，TiO2，Cr2O3，K2O，Na2O，CaO，MgO。其中有害組分為：Al2O3，F(xiàn)e2O3，TiO2，礦石化學(xué)組分見表1。

表1 地表礦石化學(xué)組分表［5］

從表1可以看出，礦石中化學(xué)成分沿走向SiO2含量穩(wěn)定，無明顯變化，其余化學(xué)組分變化較大，其中Fe2O3含量在靠近夾層位置含量明顯較高，TiO2、Cr2O3無明顯規(guī)律。

在傾向上依據(jù)鉆孔ZK101、ZK501礦石化學(xué)成分分析，SiO2含量穩(wěn)定，變化很小。Al2O3含量呈現(xiàn)出沿傾向方向逐漸升高的趨勢，F(xiàn)e2O3含量呈現(xiàn)出靠近夾層明顯較高的特點(diǎn)，TiO2含量呈現(xiàn)出兩頭高，中部低的趨勢，Cr2O3含量沿傾向方向有逐漸升高的趨勢，見表2。

表2 深部礦石化學(xué)組分表［5］

3.2.3 礦石品級

根據(jù)礦石各化學(xué)組分結(jié)果，SiO2平均含量在96.03%，參考礦產(chǎn)資源工業(yè)要求手冊，礦石可作器皿玻璃用硅質(zhì)原料［5］。

3.2.4 礦床成因

該石英巖礦主要為前期海相沉積作用形成的石英砂巖，在后期的地殼運(yùn)動(dòng)作用下使固態(tài)的巖石在壓力和溫度作用下，發(fā)生物質(zhì)成分的遷移和重結(jié)晶，形成新的礦物組合。屬區(qū)域變質(zhì)型礦床。

4 找礦標(biāo)志

通過對相關(guān)資料的分析研究，結(jié)合本次工作取得成果，該區(qū)域內(nèi)石英巖礦床主要為沉積變質(zhì)性礦床［6］、［7］，找礦標(biāo)志為：

①原生露頭:該區(qū)內(nèi)石英巖露頭多為白色或灰白色，在地表極易辨識，同時(shí)，因石英巖相較圍巖難風(fēng)化，因此在地表多以正地形出露。

②構(gòu)造標(biāo)志:該區(qū)域內(nèi)石英巖礦主要為區(qū)域變質(zhì)成因，因此，在后期找礦過程中應(yīng)著重關(guān)注構(gòu)造發(fā)育地區(qū)［8］、［9］。

③圍巖標(biāo)志［10］:圍巖特征為找礦中非常重要的標(biāo)志，本次石英巖礦床賦存于下寒武西大山組中，圍巖為黑云母斜長片麻巖，因此該區(qū)內(nèi)黑云母斜長片麻巖為主要找礦標(biāo)志。

5 結(jié)論

礦石各項(xiàng)化學(xué)成分（除Fe2O3外）均達(dá)到器皿玻璃硅質(zhì)原料規(guī)范中一般工業(yè)指標(biāo)中Ⅲ級品的要求。石英巖中Fe2O3呈星點(diǎn)狀黃鐵礦顆粒分布，后期開采加工過程中經(jīng)磁選法除鐵工藝后能滿足《器皿玻璃用的硅質(zhì)原料一般工業(yè)指標(biāo)》中Ⅲ級品Fe2O3含量小于0.35%的要求［1］。

礦體沿走向未封閉，體現(xiàn)了兩端延伸的成礦潛力，后期應(yīng)對該地區(qū)加深地質(zhì)工作程度，建議結(jié)合衛(wèi)星影像和上述成礦標(biāo)志，對該區(qū)域內(nèi)其他地區(qū)開展石英巖礦找礦。