湖北省通山县付家山矿区硅石矿地质特征及找矿标志.docx

里 了 解 西 部 资 源湖北省通山县付家山矿区硅石矿地质特征及找矿标志从 这 里 了 解 西 部 经 济周贤荣徐兴宽黄世尧湖北省第四地质大队 湖北 咸宁 431700摘要：湖北省通山县付家山矿区硅石矿共圈定 5 个矿体，矿石为脉石英，矿石质量达到玻璃用硅石原料要求，资源储量在千万吨以上，属大型矿床。矿床成因属热液成因，控矿构造为黄鹤尖高湖断层以及岩体地层分界线，主要 找矿标志为北东向区域断裂构造。关键词：硅石矿 脉石英 热液成因 控矿构造 找矿标志引言湖北咸宁地区硅石矿资源主要分布 在通山县闯王镇付家山、一盘丘一带，其 中尤以付家山矿区资源储量规模较大，资 源储量在千万吨以上，属大型矿床，矿石 质量好，主要用作玻璃用硅石原料。硅石 矿矿种为脉石英，属咸宁市紧缺矿种，是 湖北省鼓励开发矿种。随着经济的不断发 展，对硅石矿需求量不断增加，对硅石矿 矿床成因及找矿标志研究的重要性日益 突出。1. 区域地质背景1.1 地层区域内出露地层自元古界前震旦系 冷家溪群寒武系基本为连续出露。冷家 溪群主要为一套浅海相浅变质碎屑沉积 建造，震旦纪为浅海滨海相碎屑岩夹碳 酸盐沉积建造，寒武系为一套陆棚海盆 相碎屑岩及碳酸盐岩沉积建造地层，以及 第四系松散残坡积层。1.2 构造1.3.1 侵入岩区内主要分布有九宫山和沙店两大 岩体，为燕山中晚期产物，属中酸性岩类。1.3.1.1 九宫山岩体 本区侵入体均为九宫山岩体的西段，属太阳山序列 ，出露付家山单 元（JF），古 老庙单元（JG）及石凯单元（JS）。1. 石凯单元（JS） 分布于太阳山序列深成岩体的边缘，岩性为片麻状细粒含斑黑云母二长花 岗 岩。2. 古老庙单元（JG） 为太阳山序列深成岩体之主体，岩性为片麻状中粒含斑黑云二长花岗岩。3. 付家山单元（JF） 侵入体规模较小，该单元岩性为片麻状中粗粒少斑黑云母二长花岗岩。1.3.1.2 沙店侵入体 侵入于前震旦纪板溪群地层中，受北东向沙店断裂控制较明显，岩性为中粗粒 或中粒黑云母花岗岩，具硅化及弱云英岩 化。1.3.2 脉岩 区内脉岩较为发育，主要沿断裂带或侵入体边缘分布。多呈北东向或近东西向 延伸，主要有石英脉、细晶岩脉、花岗岩 脉、伟晶岩脉，局部见闪长玢岩脉。2. 矿区地质特征 【 2】2.1 地层2.1.1 前震旦纪冷家溪群矿区范围内仅出露坪原组 （Pt2p），岩性为灰绿色、灰色条带状变质粉砂岩以及 灰绿、灰褐、灰黑色含粉砂质绢云板岩（千 板岩）。2.1.2 寒武纪地层本 区 属 陆 棚陆 棚 边 缘 盆 地 海 盆 相沉积，主要分布于区内北西角，可划分 为牛蹄塘组、杨柳岗组、华严东组及西阳 山组 4 个岩石地层单位，与下伏地层均呈 整合接触。牛蹄塘组（1n）：中下部为深灰、灰黑 色水云母页岩；上部为青灰色水云 母 页 岩、粉砂质页岩。杨柳岗组（1- 2y）：下部为灰、深 灰 色 薄中层状细晶微晶灰岩。华严 寺 组（2h）：为 灰 深 灰 色 薄 中厚层含砂屑粉屑灰岩、灰色薄层灰岩与 含生物屑粉屑灰岩形成韵律层。西阳 山 组（3x）：为 灰 深 灰 色 薄 层 泥质条带含粉屑灰岩，岩石普遍含灰泥岩 透镜体；上部夹一层粉屑灰岩角砾岩。2.1.3 第四系 为残坡积层，为灰色、灰褐色、土黄色含砾亚粘土，砾质亚粘土。2.2 构造 区内褶皱构造不明显，断裂构造较发育，主要表现为北东向、北东东向及近东 西向，现分述如下：2.2.1 北东向断裂2.2.1.1 黄鹤尖高湖断层（F1）本 区 地 处 于扬子板块的武陵 修水钱塘台拗与雪峰 九 岭 断 褶 带 的 交接地带，属通山瑞昌台褶束的一部分， 区内褶皱、断裂十分发育，区内构造形迹 主要表现为三组，即南北向、近东西向及 北东向，本区内控矿构造为北东向付家山 矿区的黄鹤尖田铺断裂构 造 和 一 盘 丘 矿区的沙店断裂构造【 1】。1.3 岩浆岩论文天地硅石矿均为石英脉型，大致有北东、北西及南北向三组，以北东向规模大且具工业 意义，矿区内共圈定五个矿体。3.1.1 号矿体 号矿体规模较大，总体沿黄鹤尖断层分布，它西起黄鹤尖，东止高湖，矿体长 4930 米，平均宽厚 8.00 米，最宽 18.96 米。该矿体 呈脉状产出，走向南西北东，倾向北西，倾 角 6882 度。3.1.2 号矿体 号矿体规模较小，处于岩体与围岩接触带中，矿体受岩体隆起影响呈岩盖状产 出，地表出露形态呈新月形，北侧被掩盖，东 西长 260 米，南北宽 50 米，其厚度平均为13.78 米，最厚大于 21.19 米，北部北倾，南部 南倾，倾角 825 度。3.1.3 号矿体 号矿体规模较小，处于岩体与围岩接触带中，东西长 480 米，南北宽 50 米，其平 均厚度 5.36 米，最宽 5.85 矿体北部北倾，南 部南倾，倾角 1525 度。3.1.4 号矿体 号矿体分布于下乱尖西部，矿体东西长 920 米，南北宽 50 米，平均厚 12.71 米，最 厚 14.31 米，矿体形态不规则，总体呈近东西 向脉状展布，倾向北西，倾角 71 度。3.1.5 号矿体号矿体规模较小，沿下乱尖断层 分 布，矿体长 920 米，平均厚 3.47 米，最厚 4.38 米，该矿体呈北东向脉状展布，倾向北西，倾 角 5269 度。3.3 矿石质量3.3.1 矿石结构构造 本区矿石主要为不等粒变晶结构，局部为隐晶结构、微晶结构。矿石构造均为块状构造，石英颗粒胶结 紧密，岩石坚硬，呈不规则块状。3.3.2 矿石矿物成分 矿石矿物主要为石英、玉髓、长石、黄铁矿、褐铁矿、绢云母、绿泥石等。3.3.3 矿石化学成分区 内 硅 石 矿 有 益 组 分 SiO2 平 均 含 量98.04%，最高 99.88%，最低 91.90%，有害杂 质 Fe2O3 平均含量 0.12%，最高 0.33%，最低0.0015%。1 第 四 系 2 寒武系上统西阳山组 3 寒武系中统华严 寺 组 4 寒武系中下统杨柳岗组 5 寒武系下统牛蹄塘组 6 冷家溪群坪原组上段 7 冷 家 溪 群 坪 原 组 下 段 8 九宫侵入体太阳山 序 列 石 凯 单 元 9 九宫侵入体太阳山序列古老庙单元 10 九宫侵入体太阳山序列付家山 单 元 11 石 英 脉 12 细 晶 岩 脉 13 闪 长 玢 岩 14 矿 体 编 号 15 硅 石 矿 矿 体 16 断 层为区域黄鹤尖田铺断层的南西段，呈北东向展布，区内出露长度 6 公里，倾向北 西，倾角 6982 度，该断裂为张性断裂，错 断了花岗岩及板溪群至寒武系地层。该断裂 宽 310 余米，断裂为后期石英脉充填，脉 体两侧伴硅化蚀变现象，两侧围岩中伴有网 脉状石英细脉产出。该断裂控制着硅石矿的 形成及分布，与成矿作用关系密切。2.2.1.2 下乱尖断裂 （F4）：呈北东向展 布 ，出 露 长 2 公 里 ，倾 向 北 西 ，倾 角 5270 度，具张扭性。2.2.1.3 F5 断裂：分布于区内东部岩体 中，具平推性质，错断了付家山单元的两个 小岩体，对矿体无破坏作用。2.2.2 近东西向断裂 彭家洞断裂（F2）：沿彭家洞下乱尖一线 分 布 ，总 体走向近东西 ，倾向北西 ，倾角 1025 度，该断裂具逆掩性，伴随有石英脉 体侵入，该断裂与硅石矿关系密切控制着 、号矿体的分布。2.2.3 北东东向构造 西隅岭高湖断裂（F3）：总体走向北东东，东段呈北东向，中部为第四系掩盖，区内 出露长 4.5 公里，断裂规模较大。2.4 控矿构造硅石矿集中分布于黄鹤尖高 湖 断 裂 带中，呈脉状，产状与断裂基本一致，倾角较 陡，两侧伴有弱硅化蚀变现象，局部见分支复 合现象，在岩体与围岩接触带中亦有硅石矿体 分布，呈穹窿状产出，其矿石质量较好。3. 矿床地质特征3.1 矿体特征RESOURCES / 061062论文天地从 这 里 了RESOURCES解 西 部 资 源3.3.4 矿石工业类型矿石自然类型为脉石英，工业类型为 高硅低铁铝型，可用作平板玻璃、器皿玻 璃，亦可用作耐火制品、工业硅、熔剂等。3.4 矿体围岩及夹石3.4.1矿石顶底板围岩1. 号矿体顶底板围岩基本为古老 庙单元片麻状中粒含斑黑云二长花岗岩 组成，局部为石凯单元片麻状细粒含斑黑 云二长花岗岩构成。2. 号、号及号矿体顶底板围岩 相同。底板由古老庙单元片麻状中粒含斑 黑云二长花岗岩组成，其顶板围岩均为板 溪群坪原组一段变砂岩、板岩构成。3. 号矿体顶底板围岩基本由石凯 单元片麻状细粒含斑黑云二长花岗岩构 成，局部由坪原组一段变砂岩、板岩构成。3.4.2 矿体夹石 矿体内见有夹石体较少，大部分布于号矿体中，夹石体长 150350 米，宽1.142.86 米，夹体岩性为含长石石英岩， 局部夹花岗岩碎屑。3.5 矿石加工性能根据硅石矿物原料的杂质和包裹体 的赋存状态，其选矿提纯工艺主要分擦 洗磁选浮选酸浸等工艺流程，随着 选矿工艺研究的不断深入，又引进了电选 和生物选矿等工艺 【 3】。本区矿石属石英脉型，成分单一，有 害杂质含量极低，无需选矿，矿石开采后 仅需简单的机械破碎即可利用。4. 矿层成因及找矿标志4.1 矿床成因 本区内硅石矿属热液成因，从岩体的化 学 成 分 （ 平 均 含 量 ：SiO272.63% 、 Al2O313.30% 、Fe2O30.46% 、FeO1.93% 、 CaO1.82% 、K2O5.16% 、Na2O3.28%） 可 看 出，岩体中 SiO2 含量较高，而硅石矿在空 间分布上又与岩体关系极为密切，很显然 其物质成分来源于岩体的结晶分异。主要 为岩浆热液结晶分异的结果，局部为后期 气水热液活动的产物。4.2 成矿作用及控矿因素4.2.1 成矿作用燕山晚期由于滨太平洋板块向欧亚 板块俯冲，区内形成一系列规模较大的北 东向断裂，叠加于早期形成的所有构造之 上。断裂作用形成的空隙，为矿液的运移 提供了通道，为矿体的赋存提供了容矿空 间，构造作用伴随大规模的酸性花岗岩体 的入侵又为硅石矿的形成提供了充足的 物质来源。由于大规模构造运动，深部岩浆沿北 东向断裂形成的通道运移，当温度压力降 低时，含矿热液发生结晶分异，形成成分 较纯的石英脉体矿体。4.2.2 控矿因素硅石矿的控制因素主要为岩体及断 裂。区内北东向展布的断裂控制着硅石矿 的分布形态及规模，与成矿作用关系密切 的主要为区域性大断裂；区内中酸性侵入 体对矿体的形成起着决定作用，矿体的有益组分来自于岩体。4.2.3 找矿标志 矿区内硅石矿主要受构造控制，找矿标志较为明显，主要有构造标志、地貌、岩 性、接触带等标志。1. 构造标志 表现为北东向展布的断裂构造，控制着石英脉的规模及分布形态。2. 岩体与围岩接触带标志 石英脉体常产于岩体与前震旦纪板 溪群浅变质岩的围岩接触带中，并伴有微 弱的硅化蚀变现象。3. 地貌标志硅石矿体在地貌上常表现为陡立的 岩墙，大部沿山脊出露，两侧常形成陡崖。4. 岩性标志硅石矿体在岩性上表现为白色或黄 白色的石英岩，一般露头较明显，与围岩 界线清晰易辨。5. 结论 本区硅石矿矿床成因为热液成因，控矿构造为北东向区域断裂构造（黄鹤尖 高湖断层 F1），矿体规模较大，矿石质量较 好。找矿主要标志为北东向展布的断裂构 造和岩体与前震旦纪板溪群浅变质岩的 围岩接触带。 咸宁地区通山县、通城县带属幕阜山 九宫山级成矿带，岩浆活动强烈，区内 断裂构造发育，为硅石矿成矿提供良好的 地质环境，有望在该区发现规模较大硅石 矿床。从 这 里 了 解 西 部 经 济参考文献：【1】湖北省地质矿产局鄂东南地质大队区调分队 1:5 万马桥幅、黄沙铺幅、楠林桥北半幅 通山县北半幅区域地质调查报告R 1984 年【2】石华斌等 湖北省通山