潘標(biāo)開(kāi)，張志穎，陳永桂，寧思遠(yuǎn)，陳厚潤(rùn)，田斌升

(中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心廣東總隊(duì)，廣東 廣州 510403)

脈石英是一種致密塊體的脈巖，其用途廣泛，在玻璃、陶瓷及耐火材料、化工、冶金、航空航天等許多行業(yè)都有應(yīng)用，是制取高純石英粉的原料，是一種不可多得的重要非金屬礦產(chǎn)資源。本次工作是在前人研究的基礎(chǔ)上，對(duì)陽(yáng)江地區(qū)脈石英礦進(jìn)行調(diào)查評(píng)價(jià)，圈定找礦靶區(qū)2 處，預(yù)測(cè)礦石資源量71萬(wàn)t。本文通過(guò)對(duì)陽(yáng)江地區(qū)脈石英礦的區(qū)域地質(zhì)背景、研究區(qū)地質(zhì)條件、礦床地質(zhì)特征和主要控礦要素的分析研究，探討了陽(yáng)江地區(qū)脈石英礦的成礦規(guī)律，總結(jié)了礦床成因和礦床模式，對(duì)陽(yáng)江地區(qū)及周邊地質(zhì)條件相似地區(qū)具有一定的指導(dǎo)意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

陽(yáng)江地區(qū)位于廣東省的中偏西南部，大地構(gòu)造位置屬于武夷—云開(kāi)造山系(Ⅴ)東南沿海巖漿弧(Pz)(Ⅴ-4)之粵中巖漿弧(Pz1)(Ⅴ-4-2)之陽(yáng)西巖漿弧(Nh-S)和開(kāi)平弧間盆地(Nh-O)(Ⅴ-4-2-1)和晚三疊世以來(lái)中國(guó)東部造山—裂谷系(T3-Q)(Ⅲ)之東南沿海巖漿弧(T3-Q)(Ⅲ-2)之粵中巖漿弧(T3-K)(Ⅲ-2-2)[1]。

陽(yáng)西巖漿弧(Nh-S)其巖漿建造總體為鋁過(guò)飽和的鈣堿性巖石類型，分為海陵島同碰撞花崗閃長(zhǎng)巖組合(Nh)、下川島后碰撞花崗巖組合(S)。

開(kāi)平弧間盆地(Nh-O)沉積時(shí)代跨越南華紀(jì)—奧陶紀(jì)，古地理環(huán)境為半深海斜坡溝谷—斜坡扇，組成的沉積地層單位有南華紀(jì)、震旦紀(jì)、寒武紀(jì)，沉積巖石組合主要有長(zhǎng)石石英砂巖、石英雜砂巖、粉砂巖、泥巖、頁(yè)巖等。

粵中巖漿弧(T3-K)花崗巖物質(zhì)主要來(lái)自于陸殼的重熔，構(gòu)成北東向巨型巖漿構(gòu)造帶。

成礦區(qū)帶屬南華成礦?、?84 粵中(坳陷)RMSn-W-U-Au-Ag-Cu-Pb-Zn-水晶-螢石-高嶺土成礦帶和Ⅲ-85-②陽(yáng)春(坳陷)Cu-Pb-Zn-Fe-Sn-W-硫鐵礦成礦帶[2]，成礦區(qū)帶內(nèi)脈石英沿?cái)嗔哑扑閹Оl(fā)育，區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)有小型水晶礦。

2 研究區(qū)地質(zhì)條件

2.1 地層

區(qū)域地層主要有寒武系、泥盆系、三疊系、侏羅系(圖1)。寒武系地層主體為一套淺?！肷詈崃鞒练e物，以不等粒石英砂巖為主，局部見(jiàn)有火山巖碎屑，常見(jiàn)水平層理，具復(fù)理石韻律和條帶，沉積旋回顯示出細(xì)—粗—細(xì)的特征[3]。

研究區(qū)出露的地層有：寒武系高灘組、上三疊統(tǒng)小坪組、下侏羅統(tǒng)金雞組和第四系，從老到新分述如下。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖

(1)寒武系高灘組(∈2g)：為一套半深海濁積巖砂巖板巖組合建造，經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用，巖性變?yōu)橐宰冑|(zhì)長(zhǎng)石石英砂巖、變質(zhì)砂巖、絹云母石英千枚巖、石英絹云母片巖為主。巖石多具片理化，局部角巖化。厚420 ～3 890m。

(2)上三疊統(tǒng)小坪組(T3x)：沿吳川—四會(huì)斷裂帶及其以西的斷裂和佛岡山地前緣呈串珠狀分布，為內(nèi)陸山間盆地相或?yàn)I岸湖沼相。巖性以砂礫巖、含礫砂巖、石英砂巖和泥巖為主，夾砂質(zhì)頁(yè)巖、炭質(zhì)頁(yè)巖薄煤層組成的韻律層，厚260 ～960m。

(3)下侏羅統(tǒng)金雞組(J1j)：沿吳川—四會(huì)斷裂帶分布，屬瀉湖—沼澤相，含煤碎屑巖建造組合，巖性以細(xì)粒石英砂巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖為主，夾少量砂礫巖、含礫砂巖、炭質(zhì)泥巖、劣質(zhì)煤和煤線，產(chǎn)菊石，厚度＞280m。

(4)第四系(Q)：由一套疏松的礫石、砂礫、粗砂、細(xì)砂、粉砂、粘土組成，構(gòu)成的一級(jí)階地及河漫灘。局部具明顯的二元結(jié)構(gòu)，下部為礫石、粗砂，厚一般1 ～6.3m，最厚可達(dá)10m；上部為砂土、砂質(zhì)粘土、粘土，厚度0 ～30m，一般厚度10 ～20m。

2.2 構(gòu)造

本區(qū)地處華夏系構(gòu)造帶西南段、粵桂加里東隆起東緣，受吳川中新華系構(gòu)造帶控制，位于吳川—四會(huì)斷裂帶的南西段，由規(guī)模宏大的韌性剪切帶、動(dòng)熱變質(zhì)帶及脆性斷裂組成，呈北東—北北東方向延伸，斷面傾向北西或南東，傾角50 ～80°，斷裂帶寬度2 ～19km。構(gòu)造碎裂巖發(fā)育，見(jiàn)有石英脈充填，多破碎。

研究區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，分布有一定規(guī)律，按其構(gòu)造方向基本上可分為兩組。

(1) 東 北 向 構(gòu) 造。 ①F1 硅 化 斷 裂 帶： 寬40 ～100m， 長(zhǎng)2 ～7km， 產(chǎn) 狀：330 ～20 °∠60 ～90°，出露較明顯，規(guī)模較大，延伸較長(zhǎng)，在中南部此構(gòu)造有膨脹變大趨勢(shì)，在北部有較弱趨勢(shì)出現(xiàn)。主要礦物成分有白色塊狀石英、硅化碎裂巖、花崗質(zhì)碎裂巖、蝕變碎裂巖等。在構(gòu)造內(nèi)見(jiàn)穿插白色石英脈，大小不一、方向不一，見(jiàn)有石英晶洞、梳狀石英，并見(jiàn)有硬錳礦化、赤鐵礦化、絹云母化、綠泥石化、高嶺土化等礦物。為區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造之一；②F2 硅化斷裂帶：寬20 ～80m，長(zhǎng)2 ～6km，產(chǎn)狀：340 ～30°∠60 ～90°，出露較明顯，規(guī)模較大，延伸較長(zhǎng)。充填物為白色塊狀石英、硅質(zhì)細(xì)脈、硅化碎裂巖、花崗質(zhì)碎裂巖、梳狀石英、石英晶洞等，見(jiàn)有赤鐵礦化、絹云母化、綠泥石化、高嶺土化，為區(qū)內(nèi)主要斷裂之一；③次級(jí)構(gòu)造：主要為壓扭性構(gòu)造帶，充填物為白色塊狀石英、云英巖、花崗質(zhì)碎裂巖等。規(guī)模較小，延伸較短，出露不明顯，產(chǎn)狀一般為走向20 ～35°∠60 ～80°、300 ～340°∠60 ～80°，長(zhǎng)一般在100m 以內(nèi)，寬幾十厘米，為區(qū)內(nèi)次要的含礦構(gòu)造。主要沿裂隙充填粘土礦物及赤鐵礦化、絹云母化、綠泥石化、少量碳酸鹽化等。

(2)北西向硅化斷裂構(gòu)造：形跡零散，規(guī)模較小，主要充填物火白色塊狀石英等。

2.3 巖漿巖

本區(qū)巖漿巖發(fā)育，其巖石組合多為過(guò)鋁的鈣堿性巖系列的酸性花崗巖類，巖漿成礦作用的結(jié)果是不斷地為成礦目標(biāo)提供熱源、成礦熱液并淬取成礦物質(zhì)[4]。從各類巖漿活動(dòng)以及巖石、礦石的蝕變礦物組合看，反映了從南華紀(jì)—白堊紀(jì)經(jīng)歷了多次的熱液作用，它們對(duì)礦物元素的活化、遷移、沉淀或富集起著重要作用。這些成礦流體為多來(lái)源，以地下水為主，并有巖漿水的加入，地下水在深部與巖漿水混合，形成熱流體，并攜帶成礦元素運(yùn)移，在有利地段沉淀富集成礦。脈石英礦成礦機(jī)理取決于流體的性質(zhì)，如流體的成分、溫度、pH 值等，石英的局部富集正是熱流體體系與周圍控礦環(huán)境發(fā)生物質(zhì)—能量交換過(guò)程的產(chǎn)物。

2.4 脈巖

區(qū)域資料顯示，區(qū)域內(nèi)的脈石英主要賦存于燕山期花崗巖體和寒武系高灘組變質(zhì)砂巖的斷裂破碎帶內(nèi)及張性裂隙中，特別是在靠近巖漿巖體的斷裂構(gòu)造部位和有膨脹變大趨勢(shì)的張性斷裂部位。在巖漿活動(dòng)過(guò)程中，高硅熱液沿?cái)嗔蚜严肚秩氲交◢弾r體和寒武系高灘組地層中，形成石英脈。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體形態(tài)、產(chǎn)狀、規(guī)模

研究區(qū)發(fā)育2 條近南北向的F1、F2 斷裂構(gòu)造，其性質(zhì)為張扭性，延伸長(zhǎng)，寬度大，為石英熱液的向上運(yùn)移提供了良好的通道和容礦空間，脈石英礦體的空間分布、形態(tài)、產(chǎn)狀和規(guī)模受斷裂控制明顯，其展布形態(tài)與斷層一致，呈條帶狀，故可將區(qū)域近南北向的F1、F2 斷層作為重要找礦標(biāo)志[5]。

區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的3 個(gè)脈石英礦體主要賦存于近南北向的F1、F2 斷裂帶中，其中KT1 礦體位于F1 斷裂帶內(nèi)，屬于石河靶區(qū)，近南北向長(zhǎng)1 945.5m，厚1.8 ～5.5m，平均2.5m；KT2、KT3 礦體位于F2斷裂帶，屬于松柏崗—馬山靶區(qū)，近南北向走向延長(zhǎng)分別為791.6m、1 935.1m，厚2m，傾向近東或近西，傾角60 ～90°(圖2)。礦體連續(xù)性較好，但沿走向在地表斷續(xù)出露，由于脈石英礦體抗風(fēng)化能力強(qiáng)，地貌上常形成鰭狀山脊及懸崖等地貌景觀，故天然露頭常見(jiàn)于山脊、懸崖陡坎、沖溝等陡峭處，常見(jiàn)碎石堆積，人工露頭見(jiàn)于路邊和崩塌處，礦體局部有膨大和分支現(xiàn)象。按延深30m估算，石河靶區(qū)、松柏崗—馬山靶區(qū)資源量分別為38.67 萬(wàn)t、32.23 萬(wàn)t，總資源量為70.9 萬(wàn)t。

圖2 陽(yáng)江地區(qū)脈石英礦體剖面圖

3.2 礦石特征

3.2.1 礦物組成

礦石以灰白、白色為主，表面由于受鐵泥質(zhì)浸染變?yōu)辄S白、黃褐色，礦物組分主要由石英組成(約95%～99%)，另有約1%～5%泥質(zhì)、鐵質(zhì)互混物等。

石英正交偏光下一級(jí)亮白、黃白干涉色，粒徑0.001 ～5mm，自形至半自形晶粒狀，微晶粒狀、粒狀集合體，晶粒大小不一，相互堆積、鑲嵌，偶見(jiàn)自形六邊形晶粒，周圍包裹細(xì)小石英晶粒；他形石英晶體鑲嵌在大塊石英晶體中，呈定向排布，晶粒明顯受應(yīng)力作用，波狀消光明顯。泥質(zhì)、鐵質(zhì)互混物以鐵質(zhì)礦物為主，凝粒狀、彌散狀、纖維狀、隱晶質(zhì)、顯微鱗片集合體狀，主要分布石英顆粒之間或分散在石英中。

3.2.2 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石多為塊狀構(gòu)造，極少部分含晶，部分見(jiàn)有次生細(xì)小石英脈，可見(jiàn)較好石英晶型。粒狀結(jié)構(gòu)為主，局部為軸狀結(jié)構(gòu)，見(jiàn)有軸狀晶體，其中長(zhǎng)軸者又多形成水晶，質(zhì)量好。

3.2.3 礦石流體包裹體特征

本次調(diào)查對(duì)脈石英礦體流體包裹體進(jìn)行測(cè)試，對(duì)不同類型，尤其是原生以及疑似原生的流體包裹體進(jìn)行了測(cè)試工作。其中流體包裹體數(shù)量極多，90%以上均為次生包裹體，極少數(shù)為原生流體包裹體。

通過(guò)對(duì)原生以及疑似原生的流體包裹體進(jìn)行測(cè)溫，均一溫度數(shù)據(jù)大多在130 ～140℃。該區(qū)脈石英為中—低溫條件下形成。

3.2.4 礦石質(zhì)量

暫按SiO2含量＞98.8%指標(biāo)圈定礦體，化學(xué)成分(%)為：SiO298.80 ～99.00、Al2O30.24 ～0.39、Fe2O30.13 ～0.19，CaO 0.13 ～0.19，TiO20.003 ～0.006，優(yōu)于脈體平均化學(xué)成分。礦體局部有膨大和分支現(xiàn)象，膨大部位礦體厚度大，礦石質(zhì)量較好，而且受后期的構(gòu)造活動(dòng)影響，早期形成的脈石英含SiO2高，含鐵等雜質(zhì)少；后期的構(gòu)造活動(dòng)往往對(duì)早期構(gòu)造進(jìn)行改造或破壞，使早期脈石英成分變得復(fù)雜，質(zhì)量下降[7]。

3.3 礦體圍巖

礦體圍巖為破碎帶內(nèi)的紫褐色硅化碎裂巖，與灰白、白色的脈石英礦體界線呈過(guò)渡關(guān)系，礦體局部直接與燕山期黑云母花崗巖或寒武系高灘組黃褐色變質(zhì)砂巖接觸，界線分明。礦體兩側(cè)圍巖具明顯的蝕變現(xiàn)象，主要為硅化、高嶺土化、云母化、綠泥石化等。

4 主要控礦要素

4.1 提供物源的地層要素

研究區(qū)內(nèi)廣泛分布以寒武系高灘組變質(zhì)砂巖、粉砂巖等含硅地層為主的沉積建造，以及以黑云母花崗巖為主的侵入巖建造，含硅地層中的硅質(zhì)在巖漿熱液或構(gòu)造熱液的作用下可發(fā)生活化轉(zhuǎn)移，并從硅質(zhì)圍巖中析出進(jìn)入熱液流體中，為脈石英的形成提供了豐富的硅質(zhì)來(lái)源，分異出富含SiO2的熱液。

4.2 提供通道和空間的構(gòu)造要素

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，由于燕山期巖漿侵入發(fā)育一系列張性斷裂或裂隙，其中2 條近南北向F1、F2 斷裂構(gòu)造最為典型，其性質(zhì)為張扭性，其特點(diǎn)是延伸長(zhǎng)，寬度大，規(guī)模大，為富硅熱液的向上運(yùn)移提供了良好的通道，為脈石英的形成提供了良好的容礦空間。

4.3 提供熱源的巖漿巖要素

燕山期廣泛的中酸性巖漿活動(dòng)，除為脈石英的形成提供豐富的物質(zhì)來(lái)源之外，還為活化圍巖地層中的硅質(zhì)提供了重要的熱源。巖漿演化過(guò)程中分異出的富含SiO2的熱液向上運(yùn)動(dòng)，沿?cái)嗔褬?gòu)造運(yùn)移，在斷裂的有利部位充填就位，形成脈石英礦(化)體[8]。

4.4 影響礦石質(zhì)量的要素

脈石英礦(化)體的空間分布、形態(tài)、產(chǎn)狀和規(guī)模受斷裂控制明顯，其中在斷裂靠近巖漿巖體一側(cè)膨脹變大的部位，礦體厚度大，礦石質(zhì)量較好，特別是區(qū)域性構(gòu)造早期形成的脈石英SiO2含量高，含鐵等雜質(zhì)少，為優(yōu)質(zhì)的脈石英，但受后期構(gòu)造活動(dòng)影響，后期構(gòu)造活動(dòng)往往帶入其他成分，使脈石英質(zhì)量下降。

綜合分析區(qū)內(nèi)脈石英成礦地質(zhì)條件，認(rèn)為脈石英受構(gòu)造控制明顯，成礦條件較好，早期構(gòu)造形成的脈石英成分較純，但后期的構(gòu)造活動(dòng)往往對(duì)早期構(gòu)造進(jìn)行改造或破壞，使早期脈石英成分變得復(fù)雜。所以，尋找早期形成且未被后期改造或破壞的脈石英是區(qū)內(nèi)優(yōu)質(zhì)脈石英的找礦方向[9]。

5 礦床成因

燕山期廣泛的中酸性巖漿活動(dòng)，分異出富含SiO2的熱液向上運(yùn)動(dòng)，沿區(qū)域構(gòu)造運(yùn)移，并在斷裂構(gòu)造穹窿等有利部位充填就位，形成脈石英。礦體的空間分布，形態(tài)、產(chǎn)狀和規(guī)模均受斷裂控制，礦石自然類型為充填型脈石英。故本礦床成因類型屬中—低溫?zé)嵋撼涮钚偷V床[10]。

6 結(jié)論

通過(guò)對(duì)陽(yáng)江地區(qū)脈石英成礦地質(zhì)背景進(jìn)行分析，對(duì)其成礦規(guī)律進(jìn)行探討，得出如下結(jié)論。

(1)陽(yáng)江地區(qū)脈石英礦屬中—低溫?zé)嵋撼涮钚偷V床，為巖漿活動(dòng)分異出的高硅熱液沿?cái)嗔褬?gòu)造充填形成的脈石英礦床。

(2)礦體產(chǎn)于發(fā)育于寒武系高灘組含硅地層和燕山期花崗巖體的近南北向的張扭性斷裂構(gòu)造破碎帶中，礦體連續(xù)性較好，地貌上常形成鰭狀山脊及懸崖等地貌景觀，具較為明顯的地物特征。

(3)礦化帶中在斷裂靠近巖漿巖體一側(cè)膨脹變大的部位礦體厚度大，礦石質(zhì)量較好，且未經(jīng)后期構(gòu)造活動(dòng)改造或破壞的礦體，其礦石質(zhì)量較好。所以，尋找早期形成且未被后期改造或破壞的脈石英是區(qū)內(nèi)優(yōu)質(zhì)脈石英的找礦方向。

(4)該研究區(qū)以東和以南地區(qū)，其地質(zhì)背景和成礦地質(zhì)條件類似，可作為下一步調(diào)查工作區(qū)。