新疆精河县苏勒铁列克矿区硅灰石矿地质特征

王惠江

（中国建筑材料工业地质勘查中心新疆总队，新疆 乌鲁木齐 80002）

1 区域地质概况

区域所处的大地构造位置位于塔里木古板块伊林哈比尔尕—觉罗塔格华里西岛弧带的西段。区域内出露的地层有奥陶系、泥盆系、石炭系、古近系—新近系和第四系。区内侵入岩主要为华力西中期第一、二侵入次花岗闪长岩、钾长花岗岩。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区出露地层较简单，仅有上石炭统东图津河群中亚群和第四系全新统。硅灰石矿产于上石炭统东图津河群中亚群地层中。硅灰石矿地质简图见图1。

2.1.1 上石炭统东图津河群中亚群(C2dnb)

根据岩性组合特征及含矿性，将上石炭统东图津河群中亚群地层由下到上共划分为3层。

(1) 第一层细粒大理岩(C2dnb-1)：分布于矿区南部，为矿体的底板。主要岩性为灰—浅灰色细粒大理岩，细粒变晶结构，层状(块状)构造。岩石成分较单一，均由方解石组成，粒径0.2～0.8mm，见聚片双晶。双晶纹平行于菱形解理的长对角线，粒间近于平直镶嵌状接触。该层总厚度大于250m，未见底。总体产状：20～40°∠ 60～80°。

(2) 第二层硅灰石化大理岩(C2dnb-2)：分布于矿区中部，为含矿层位。主要由白色、浅灰色隐晶—微晶薄层至中厚层状硅灰石化大理夹薄层白色硅灰石组成，硅灰石为致密块状(局部具层状)构造。它与围岩、夹层的结构、构造及矿物成分相接近，肉眼很难区分。总体产状：20～40°∠ 60～80°。

图1 苏勒铁列克矿区硅灰石矿地质简图

(3) 第三层细—中粒大理岩(C2dnb-3)：分布于矿体的顶部，为矿体的顶板围岩，主要岩性为白色中—细粒大理岩夹新鲜面为浅灰(绿色)石英脉。大理岩主要由方解石组成，粒径0.01～0.05mm，少量为0.1～0.2mm；该层厚度大于250m，未见顶。总体产状：20～40°∠ 60～80°。

2.1.2 第四系全新统(Qal)4

主要分布于矿区西部低洼冲沟地带，由洪积沙土、碎石和砾石组成。

2.2 构造

矿区内构造简单，整体呈北倾的单斜层状产出，总体产状：20～50°∠60～80°，矿区1号勘探线西面冲沟中见有一条呈近南北方向延伸的平推断层，断层面为压扭性，部分地方有擦痕，断层面产状：270～240°∠66～75°，平移断距为95m，该断层明显将(C2dnb)地层中的大理岩夹硅灰石层向南推移，该断层因远离硅灰石主矿体，它只对矿体的形态、规模及其完整性有一定影响，但对矿石质量总体影响不大。

2.3 岩浆岩

矿区外围有华力西中期(γ42a)侵入的钾长花岗岩，呈不规则半环带状包围着含矿地层—上石炭统东图津河群中亚群(C2dnb)，东部、南部有许多岩枝伸入围岩，外接触带围岩有硅化现象。

矿区内部岩浆活动较弱，由华力西中期(γ42a)钾长花岗岩分异派生的一条石英闪长岩脉(δO)自东向西顺层侵入于矿区顶部的白色中—细粒大理岩(C2dnb-3)地层中，脉体宽50～68m，贯穿全矿区，倾角45～75°。

华力西中期(γ42a)侵入的钾长花岗岩及分异派生的石英闪长岩脉(δ O)为矿区的接触热变质作用提供了热源。

2.4 变质作用

2.4.1 区域变质作用

区内为单一的低绿片岩相区域低温动力变质作用，特征变质矿物为绢云母、绿泥石和少量黑云母雏晶。变质岩石的板理、片理、千枚理不发育。有些岩石的变质矿物很少，无法参加命名。变质岩有千枚岩、绿泥石绢云母板岩、变质绢云母泥质粉砂岩。

2.4.2 接触变质作用

接触变质作用主要发生在华力西早、中期岩体外接触带的围岩内。根据作用过程的不同分为热接触变质作用和接触交代变质作用。前者发生在碎屑岩中形成各种角岩，后者发生在碳酸盐岩中形成矽卡岩。

由热接触变质作用所形成的角岩，一般出露在岩体外接触带的局部地段上，所见的角岩为云母角岩，属角闪石角岩相(中温接触变质相)。主要变质岩有堇青石黑云母角岩、黑云母角闪石角岩、角闪石角岩、透辉石角闪石角岩、透辉石角岩。

矿区内在硅灰石化大理岩矿带与石英闪长岩脉之间出现了透辉石角岩，岩性为灰色，变余含粉砂结构，细—微柱状、粒状变晶结构，变余微层构造，块状构造。原岩为含砂粉砂岩，受接触变质作用而成。

3 矿体地质特征

3.1 矿体特征

硅灰石矿体产于上石炭统东图津河群中亚群的第二层硅灰石化大理岩地层中，呈向北东倾斜的单斜层状产出，总体产状：20～40°∠60～80°。矿带呈长带状东宽西窄近310°方向延伸，向西尖灭至1线西侧，总体出露长600m，一般出露宽度25～40m。矿体顶板为灰白色中粒大理岩夹砂岩、粉砂岩及薄层状硅灰石；矿体底板为灰白，浅灰色粗粒条带状大理岩。

3.2 矿石质量

3.2.1 矿石的自然类型及岩性特征

参照中华人民共和国地质矿产行业标准DZ/T0207-2002《玻璃硅质原料 饰面石材 石膏 温石棉 硅灰石 滑石 石墨矿产地质勘查规范》中硅灰石矿床分类，可将硅灰石矿床划归民用陶瓷硅灰石类矿床。通过野外所取硅灰石样品，经新疆地矿局第一区域地质调查大队实验室和新疆矿产实验研究所进行鉴定，为蚀变斜长流纹质晶屑火山灰凝灰岩和蚀变火山灰凝灰岩，根据矿石的岩性特征，将该硅灰石矿床矿石的类型定为硅灰石化火山灰凝灰岩类型。根据X-射线衍射粉晶样分析，其主要矿物成分硅灰石的特征：矿石为白色、浅灰色隐晶—微晶薄层至中厚层状，微晶—细晶变晶结构，致密块状(局部具层状)构造。矿物的粒径一般为0.05～0.3mm。它与围岩、夹层的结构、构造及矿物成分相接近，肉眼很难区分。其中硅灰石含量50%～70%、石英8%～30%、方解石5%～10%、长石约5%。符合硅灰石—石英—方解石型亚类型。

3.2.2 硅灰石矿物含量特征

矿物成分以硅灰石、方解石为主，次为极少量的透辉石和其他矿物。硅灰石呈灰白、白色隐晶质或粒状结构、块状构造，方解石分别呈粒状与硅灰石呈镶嵌关系。受产出部位不同，围岩矿物成分有所差异，矿化程度不同，各种矿物的含量可出现较大的变化，薄层状构造的矿石硅灰石含量较低；块状、条带状构造的矿石硅灰石含量较高。

总体硅灰石含量最高为69.90%，最低42.99%，平均53.82%。从硅灰石含量来看蚀变作用也是不均匀、不彻底的，矿石中仍残留了一部分方解石。

3.2.3 矿石的化学组分

根据矿石基本分析和组合分析成果，硅灰石矿石的化学组分(%)为：CaO 43.82～32.98、平均值37.54，SiO261.79～45.20、平均值51.97，Fe2O31.05～0.28、平均值0.76，烧失量 9.72～2.17、平均值5.83，MgO 3.98～0.49、平均值0.74，Al2O33.50～0.86、平均值1.90，P 0.096～0.057、平均值0.072，MnO 0.032～0.009 8、平均值0.022，TiO20.13～0.016、平均值0.097，S 0.042～0.008 8、平均值0.027，白度 82.8～79.0、平均值80.36。

3.2.4 矿石品级

由于硅灰石是特殊矿种，可参照中华人民共和国地质矿产行业标准DZ/T0207-2002《玻璃硅质原料饰面石材 石膏 温石棉 硅灰石 滑石 石墨矿产地质勘查规范》中硅灰石矿一般工业指标，就有益、有害化学组分而言，基本达到了民用陶瓷配料的要求。

3.3 矿体围岩

矿体顶板围岩为白色中—细粒大理岩夹新鲜面为浅灰(绿色)石英脉。大理岩主要由方解石组成，粒径0.01～0.05mm，少量为0.1～0.2mm。在大理岩中穿插有数条宽度在25～50mm的石英脉，岩石表面风化后多呈褐黑色，致密状结构，块状构造，主要矿物成分为石英。岩石性脆、坚硬，灰黑、褐黑色硅质条带或石英脉与白色大理岩相间分布，构成条带状构造。

矿体底板围岩为灰—浅灰色细粒大理岩，细粒变晶结构，块状构造。岩石成分较单一，均由方解石组成，粒径0.2～0.8mm，见聚片双晶；双晶纹平行于菱形解理的长对角线，粒间近于平直镶嵌状接触。

4 矿床成因及找矿标志

4.1 矿床成因

硅灰石是变质矿物，在接触变质作用中，由于侵入岩体的热力和含硅质、燧石条带灰岩接触变质，生成硅灰石。世界上具有工业意义的硅灰石矿床可概括为三个成因类型：接触交代变质(矽卡岩型)硅灰石矿床、接触热变质硅灰石矿床、区域变质硅灰石矿床。

接触热变质硅灰石矿床原岩为含硅质、硅质结核和硅质条带不纯灰岩与侵入体接触，产于外接触带附近。形成硅灰石的物质来源于地层本身，而侵入体提供了热源。硅灰石矿床常呈层状和似层状产出，硅灰石与方解石、石英伴生常形成硅灰石岩、石英硅灰石岩、方解石硅灰石岩和石英方解石硅灰石岩。

本矿区硅灰石矿石经鉴定，定名分别为：蚀变凝灰质粉砂岩、结晶灰岩、蚀变火山灰凝灰岩，矿物成分有石英、长石、火山灰、方解石、透辉石及少量磁铁矿，但未检出硅灰石矿物。X-射线衍射粉晶分析其主要矿物成分硅灰石特征符合硅灰石—石英—方解石型亚类型。

综上所述，本矿区硅灰石矿床由于蚀变作用不均匀、不彻底，硅灰石含量一般低于50%，矿石中仍残留了一部分方解石，同时形成了一些石英及少量透辉石，没有其他外来物质带入。根据原岩特征和变质矿物组合特征，结合矿床形成机理，本矿床成因机理符合接触热变质硅灰石矿床的形成特征，故将矿床成因类型划归为接触热变质硅灰石矿床。

4.2 找矿标志

通过对矿床成因的分析，在含硅质、硅质结核和硅质条带不纯灰岩(或硅质条带状大理岩)与侵入岩体的外接触带中，是寻找硅灰石化大理岩或硅灰石矿床的标志层。