劉江

摘要：貴州都勻桐州硅石礦床呈層狀賦存于中泥盆統(tǒng)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(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀一致。礦體有時夾有薄層雜色泥質(zhì)粉砂巖及少量粉砂質(zhì)頁巖夾層。礦體硬度大，抗風(fēng)化能力強(qiáng)，在地貌上常形成陡坡、懸崖，礦床成因?qū)贋I海-淺海沉積石英砂巖礦床。

關(guān)鍵詞：都勻桐州；硅石礦；地質(zhì)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(zhì)一隊(duì)（現(xiàn)貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局一總隊(duì)）在該區(qū)開展普查找礦評價工作，對地表含礦層進(jìn)行了初步的工程揭露與評價，提交硅石礦遠(yuǎn)景資源量2153萬噸[1]。通過對前人工作成果和找礦實(shí)踐的分析，總結(jié)本區(qū)礦床地質(zhì)特征，對其礦床成因進(jìn)行分析探討，為本區(qū)進(jìn)一步工作提供借鑒。

1.區(qū)域地質(zhì)概況

1.1區(qū)域地層

區(qū)域內(nèi)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(qū)域構(gòu)造

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

1.2.1褶皺

區(qū)域內(nèi)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(qū)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(dá)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(qū)位于該背斜東翼。

都勻向斜：背斜軸位于礦區(qū)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(qū)位于該向斜西翼。

1.2.2斷裂

區(qū)域內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育中等，發(fā)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(fā)育，旁側(cè)常見硅化蝕變發(fā)育，沿?cái)鄬映雎毒€常形成洼地、陡崖。

北北西向斷裂：其發(fā)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(qū)地質(zhì)

2.1地層

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

志留系翁項(xiàng)組：出露于礦區(qū)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(tǒng)邦寨組：具巖性分為兩個巖段。

邦寨組第一段：灰黃色粉砂質(zhì)頁巖與灰黃色、灰色中厚層長石雜砂巖相間產(chǎn)出。下部以粉砂質(zhì)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(xì)砂巖。厚約110m。

邦寨組第二段：主要為灰白色、淺灰色厚層細(xì)粒、中粒（部分粗粒）石英砂巖。間夾薄層泥質(zhì)砂巖，少許砂質(zhì)頁巖，中下部泥質(zhì)砂巖夾層較上部多，頂部見砂質(zhì)礫巖夾層。夾層呈扁豆?fàn)罘植加谑⑸皫r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(tǒng)獨(dú)山組：薄層粘土質(zhì)砂巖、粉砂質(zhì)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(xì)晶白云巖。本層厚160m～170m。

泥盆系上統(tǒng)望城坡組：出露于礦區(qū)東緣地形平緩地帶，為深灰色、灰褐色薄到厚泥質(zhì)白云巖，下部夾含粉砂質(zhì)泥質(zhì)白云巖，底部幾米為含白云質(zhì)生物碎屑灰?guī)r。礦區(qū)未見頂。

2.2構(gòu)造

礦區(qū)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(gòu)造作用被牽引彎曲。礦區(qū)斷裂構(gòu)造簡單，主要發(fā)育北西西向F1、F2和東西向F3三條斷層。其他方向斷裂規(guī)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(dá)20m，構(gòu)造角礫巖發(fā)育，部分角礫發(fā)生糜棱巖化，膠結(jié)物多為泥質(zhì)和少量鐵質(zhì)，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(chǎn)出特征

礦體呈層狀賦存于中泥盆統(tǒng)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(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀一致。根據(jù)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(chǎn)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(shù)偏低，夾石層多，本層剝采比過大，不能作為硅鐵生產(chǎn)用，但其SiO2含量多數(shù)高于90%，可以作溶劑用硅石。另外，在獨(dú)山組中，局部夾有厚層石英砂巖，可達(dá)硅鐵用硅石指標(biāo)要求，在開采主礦層時可以綜合利用。在主含礦層內(nèi)，累計(jì)礦層厚度42.19m～62.25m，累計(jì)夾石厚度23.31m～45.12m，連續(xù)礦層厚度2m～ 30.48m，連續(xù)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(nèi)夾石根據(jù)巖性主要有泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)頁巖和薄層或厚層含鐵、鋁雜質(zhì)石英砂巖，礦層和夾石層沿走向和傾向變化均不穩(wěn)定，無規(guī)律，沿走向和傾向均具膨縮和尖滅再現(xiàn)現(xiàn)象，呈透鏡體、扁豆體產(chǎn)出，前兩者夾石肉眼易于辨認(rèn)，石英砂巖型夾石與礦層界線難分。

3.2礦石質(zhì)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(zhì)、泥質(zhì)、有機(jī)質(zhì)等，礦石的物質(zhì)組成見表1。

據(jù)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(chǎn)硅鐵而言，礦石中硅和鐵是有益元素，鋁和磷是有害雜質(zhì)。其分析結(jié)果見表2。

礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡單。礦石結(jié)構(gòu)以變余砂狀結(jié)構(gòu)為主，主要構(gòu)造為塊狀、層狀構(gòu)造。其化學(xué)成分見表3。

4.礦床成因探討

礦體呈層狀賦存于中泥盆統(tǒng)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(zhì)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(xì)、中、粗粒石英砂巖及泥質(zhì)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(shù)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(dá)本區(qū)，故缺失泥盆系下統(tǒng)地層；中泥盆世海水由南向北推進(jìn)[3]，本區(qū)淪為海域，沉積了一套濱海-淺海相的碎屑巖。早期以砂質(zhì)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(zhì)砂巖。晚期以砂質(zhì)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(fù)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(guī)則的變化；晚泥盆世海水繼續(xù)向北推進(jìn)，本區(qū)為淺海環(huán)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(yīng)屬濱海-淺海沉積石英砂巖礦床。

參考文獻(xiàn)：

[1]貴州冶金地質(zhì)一隊(duì).貴州都勻桐州硅石礦區(qū)1∶2000地質(zhì)詳查報(bào)告[R]. 1984.

[2]魏家庸，王硯耕，劉裕周.貴州省區(qū)域地質(zhì)志[Z].貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊(duì). 2008.

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