鄯善县方兴石英岩矿床地质特征及成因初探

张建恩

（新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第六地质大队 哈密 839000）

石英岩是一种富含石英的非金属矿石，目前石英玻璃应用前景广阔，目前被广泛运用于半导体、光通讯、太阳能、航空航天和军事设备等下游行业，冶金工业用石英岩来做熔剂、耐火制品、铁合金等使用，无线电陶瓷、电瓷等均对硅质原料有需求。优质石英岩在新疆属于稀缺非金属矿种，新疆鄯善县方兴一带元古界蓟县系卡瓦布拉克岩群中石英岩矿丰富，矿床规模大，SiO2含量高，是理想的石英岩矿产资源地。根据近阶段的工作及区域地质资料分析，结合本区矿床特征，本区石英岩矿属区域变质型矿床。

1 区域地质

区域位于哈萨克斯坦坂块（Ⅰ级）的东北缘的活动陆缘内，区域跨南北两个构造单元，以库米什—红柳河断裂为界主体位于塔里木板块北缘星星峡-巴伦台离散地体南缘，西南部位于艾尔宾晚古生代残余盆地。成矿区带隶属于古亚洲成矿域、塔里木成矿省、中天山金铜银铅锌铁（镍）-石英岩成矿带和艾尔宾铁锰金铜多金属成矿带，区域上为新疆重要石英岩矿成矿带。

1.1 区域地层

区域东北部地层属于中天山-马鬃山地层分区、卡瓦布拉克地层小区，出露地层主要为前寒武系，主要出露有中元古界星星峡岩群(ChX)、卡瓦布拉克岩群(JxKw)、奥陶系白顶山组(O2b)。西南部地层属南天山地层分区、萨阿尔明地层小区，主要出露有志留系叉口组(S1-2c)和泥盆系萨阿尔明组(D2s)。地层总体北西-南东向展布，地层均有不同程度变质。

1.2 区域构造

该区位处东天山造山带内，夹持在阿齐克库都克—沙泉子（尾亚）与库米什—红柳河两区域性大断裂之间。区域断裂构造发育，华力西期之前为韧性走滑剪切带，之后为脆性断裂。

韧性走滑剪切带属区内规模最大、变形复杂、并具多期活动性、定型了本区基本构造格架的构造系统，以卡瓦布拉克韧性剪切带最大，呈北西向斜贯全区，向北西延出区外汇于阿齐克库都克—沙泉子（尾亚）巨型韧性走滑剪切带，几何图形上与巨型韧性剪切带呈“入”字型相交，构成巨型韧性剪切带的分支构造。向南东延出区外呈南东东向展布汇于另一被称之为库米什—红柳河巨型韧性走滑剪切带内。

华力西期之后的脆性断裂带总体以碎裂岩带叠加在早期韧性剪切带之上为基本特征。按展布方向主要分为北西向、近东西向、北东向三组，与早期韧性剪切带分布格局完全相似，即完全受控于先存构造的制约。

区域上大型褶皱构造发育，总体以背形为主，其核部多被不同期次岩体的侵位，两翼多为前寒武系，伴随出露有穹、盆相间的露头至制图尺度的叠加褶皱。

1.3 区域岩浆岩

区域岩浆岩非常发育，分布广泛，从新元古代至晚石炭世共九期岩岩浆侵入，以中酸性侵入岩为主，基性岩少量，侵入体多呈岩基、岩株、岩枝状产出。基性-酸性岩脉非常发育，具有多期次侵入特征。

1.4 区域矿产

区域成矿带属于塔里木板块北缘（复合沟弧带）-艾尔宾山（残余海盆）三级成矿带，成矿带内主要矿产有钨、金、铁、锰、铜、石灰岩、花岗岩、石英岩等，已发现的典型矿床主要有帕尔岗铁矿、彩霞山铅锌矿、梧南金矿、褐岭北花岗岩饰面石材矿、石灰岩矿及石英岩矿等。

2 矿区地质

2.1 地层

矿区出露主要地层为元古界蓟县系卡瓦布拉克岩群（JxKw）和泥盆系萨阿尔明组（D2s），见图1，各组地质特征如下。

图1 新疆鄯善县方兴石英岩矿地质图1.萨阿尔明组；2蓟县系卡瓦布拉克群；3石炭纪；4石英岩矿体；5基性岩脉；6.断层；7.地质界线；8.产状；9.觉罗塔格晚古生代裂陷槽；10.那拉提-红柳河缝合带；11.艾尔滨晚古生代残余盆地；12.库鲁克塔格陆源地块

2.1.1 蓟县系卡瓦布拉克岩群

分布于矿区中部和北部，地层呈北西向展布，总体倾向东北，倾角76°～81°，出露宽度10～13km。地层为一套海相化学胶体-生物碎屑沉积变质岩组合，主要岩性为大理岩、白云岩、石英岩、灰白色白云质大理岩夹少量深灰色石英片岩等，石英岩层厚大为主要含矿层位。

2.1.2 泥盆系萨阿尔明组

分布在本区南侧，地层呈北西向展布，总体倾向西南，倾角58°～76°，与下伏地层蓟县系呈不整合接触。其下部以海相碎屑岩为主，岩性为绿灰色硅化含岩屑粉砂、细砂岩、含绿帘石变石英细、粉砂岩、含砾粉砂岩等一套细碎屑岩；上部为浅灰色、灰白色粗-中晶白云岩、含白云质细晶大理岩、大理岩化含白云质中晶灰岩夹厚-中厚层中晶灰岩、灰色厚-中厚层碎屑灰岩等。

2.2 构造

矿区内构造以断裂为主，其中主断裂为北西向的断裂，倾角较陡，断裂构造两侧中-基性岩脉发育，次级断裂为北北东向的走滑断裂，北东向断裂将蓟县系、泥盆系地层、石炭纪侵入岩错动。

2.3 岩浆岩

区内侵入岩发育，主要为石炭纪中细粒正长花岗岩。岩石呈浅肉红色，中-细粒结构，主要矿物有正长石及条纹长石75%，次要矿物有斜长石10%、石英 9%、黑云母 4%、榍石及磁铁矿 2%。岩体抗风化能力强，宏观呈正地形，出露完整，岩体内穿插少量岩脉。

3 矿床地质

3.1 矿床规模及矿层特征

该石英岩矿为一超大型沉积变质型层状矿床。矿层由石英岩构成，赋存于元古界蓟县系卡瓦布拉克岩群中，厚度大、层位稳定，规模大，形态规则，总体呈层状产出。矿区内分布南北两个矿带，北矿带呈透镜状、似层状断续分布，长26km，宽80～500m，顶板岩石为大理岩夹石英片岩，底板为白云质大理岩夹少量深灰色石英片岩，西部被平移断层错开，部分被正长花岗岩体破坏。南矿带呈似层状分布,长74km，宽100～2000m，顶底板岩石均为大理岩、石英岩，矿带中部为膨大位置，为主矿层走向105°，长8km，宽2000m，倾向东北，倾角76°。

3.2 矿石质量特征

3.2.1 矿石矿物成分

石英岩矿石呈白色、灰白-浅灰色，粒状变晶结构，中厚层（少量薄层）状构造。矿物组分较为简单，主要由石英组成，次为绢云母、铁质物（铁的氧化物、氢氧化物）、泥质等。主要矿物特征描述如下：

石英：它形晶，呈粒状、浑圆状、偶见不规则状，贝壳状断口，断口油脂光泽，粒度0.2～0.5mm，大小不等之颗粒紧密相嵌。

绢云母：呈细鳞片状，主要沿层理面分布，含量＜1%。

铁的氧化物：在镜下呈现不透明-半透明状，棕红色，它形质点状、粉末状，分布于石英颗粒晶间，含量＜3%；铁的氢氧化物，仅见于地表破碎带两侧或角砾岩中，呈脉状或网脉状。

泥质物：仅见于地表石英岩节理裂隙、破碎带以及风化漏斗中，为表生风化作用生成之次生矿物。

3.2.2 矿石化学成分

矿石有益组分为 SiO2，矿层中 SiO2含量96.89～99.83%，平均97.86%。

有害组分主要有 Al2O3、Fe2O3。其中 Fe2O3含量0～0.48%，平均0.16%， Al2O3含量0～0.27%，平均 0.02%。Al2O3、Fe2O3含量符合硅质耐火材料用的硅质原料矿床要求。

3.3 矿石类型

矿石自然类型为沉积变质而成之块状石英岩矿矿石。矿石工业类型属于硅质耐火材料用的硅质原料矿床石英岩牌号 GSN97，按单个样品圈定可分别作为溶剂、硅铝、结晶硅用优质石英岩矿，硅砖用、铁合金用特级石英岩矿（牌号GST98、99、GSN99B、GSN99A），日用陶瓷、电瓷用优质石英岩矿等。

4 矿床成矿基本规律及远景评价

本矿床属沉积变质型石英岩矿床。矿床在矿区内东西向延伸大于80km，厚度较大，倾向上延伸稳定，赋存于元古界蓟县系卡瓦布拉克岩群中。矿床顶底板围岩均以大理岩局部夹石英片岩，推之其生成环境为地壳运动相对宁静期浅海相化学胶体-生物碎屑沉积后经区域变质而成。

寻找此类矿床首先是要寻找含矿层—元古界蓟县系卡瓦布拉克岩群—石英岩段，矿床规模大小与石英岩层厚成正比。初步估算其资源量超过40亿吨，资源潜力巨大，为疆内罕见的大型高品质石英岩矿。

[1] 新疆维吾尔自治区地矿局.新疆维吾尔自治区区域地质志[M].北京：地质出版社,1993.

[2] 朱杰辰,孙文鹏.中天山变质变质岩系的成岩时代及演化［J］.新疆地质,1986,4(4)：42-52.

[3] 姜在兴,李华启.层序地层学原理及应用[M].北京石油工业出版社,1996.