安徽岳西矽线石矿地质特征及控矿条件探讨

王西荣

(安徽省地质实验研究所，安徽 合肥 230001)

随着国家经济建设的发展，耐火材料的需求与日俱增，特别是矽线石、蓝晶石、红柱石一类的耐火原料矿产需求量较大。岳西县境内耐火原料类矿产资源丰富，在岳西县回龙山一带，分布有大量的石英片麻岩、矽线石石英片麻岩类变质岩，以往对该类矿产的成矿规律与控矿因素的研究均未涉及，严重制约了此类矿产勘查开发进展。本文旨在对典型矿床成矿控制因素探讨，从而为本地区继续深入勘查与寻找同类型矿床提供借鉴。

1 区域地质背景

研究区位于大别隆起的中东部岳西台拱中(图1)[1-2]，大别隆起是以磨子潭—晓天断裂以南，桐城—大别断裂以西及太湖岔路—宿松三面尖一线的北西侧，在安徽省内呈三角楔子状。在早元古代本区经受了大别旋回，区内沉积了近25 000m以上的巨厚的优地槽型海相火山—沉积岩，原岩恢复为滨—浅海相类复理石建造、基性及中—基性火山岩、火山碎屑岩建造，早元古界大别山群由两个亚构造层组成，第一亚构造层：包括方家冲组、河铺组、包头河组；第二亚构造层：包括英山沟组、水竹河组、文家岭组、刘畈组、桥岭组、程家河组[1]。岳西台拱主体分布在岳西县境内，由早元古界大别山群第二亚构造层构成，末期经褶皱隆起，长期处于剥蚀阶段，未见有沉积物残留；褶皱断裂构造极其发育，紧密线形褶皱为特色，大别山复背斜之岳西向斜与公界尖背斜组成了该单元的构造主体，轴迹走向在平面上形态不平直，轴面一般向南倾，区域上断裂构造走向呈北西西—南东东向；岩浆岩发育，区内分布有大的岳西岩体，该岩体普遍受混合岩化作用，侵吞了大别山群大部分地层，在区内尚有基性—超基性岩零星分布。

图1 大地构造位置图

2 区域地质特征

2.1 地层

矿区位于大别台拱之公界尖背斜北东翼，由下元古界大别山群第二亚构造层构成公界尖背斜的核部及两翼(英山沟组(Pt1y)、水竹河组(Pt1s)、文家岭组(Pt1w)、刘畈组(Pt1l)、桥岭组(Pt1q)、程家河组(Pt1c))[1-2]。

受岳西岩体的侵吞影响，矿区内核部地层仅残留有水竹河组(Pt1s)(图2)，该套地层由下、中、上三个部分岩性层组成。下部灰黑色中薄层黑云角闪斜长片麻岩，含黑云斜长片麻岩与二长片麻岩，浅粒岩互层，夹斜长角闪岩。由于颜色、成份、粒度的差异而具有明显的韵律特征，近底部是60～100m厚的暗色岩系，其中夹4～5层厚数十厘米至数米的大理岩，且层位稳定，与下伏英山沟组易于区别。中部为单色调的浅色(灰黄、灰褐色)长英质粒状岩石，以二长片麻岩、浅粒岩为主，夹薄层斜长角闪岩，厚139～327m。上部为灰黑、灰褐色薄层黑云角闪斜长片麻岩，角闪斜长片麻岩、斜长角闪岩为主，夹灰黄色浅粒岩及二长片麻岩，厚216～506m。该地层是矿区内主要赋矿层位。

图2 岳西县回龙山地区区域地质图

2.2 构造

本区褶皱构造发育，形成于大别—扬子期的公界尖背斜，位于鸽落坪至来榜一线，受来榜断层切割，西端受五峰山向斜所限，斜歪褶皱，局部有倒转，轴线走向在平面总体呈弯曲状，总体走向北北西向，后期均叠加次级褶皱。公界尖背斜分北西和南东(出矿区)两段：北西段核部地层为水竹河组地层组成，翼部由文家岭组(Pt1w)、刘畈组(Pt1l)、桥岭组(Pt1q)、程家河组(Pt1c)地层组成，两翼倾向北东；南东段核部地层为英山沟组地层(Pt1y)组成，翼部由水竹河组等地层(Pt1s)组成。断裂构造在大别山期与燕山期极其发育：大别山期由北北东、北东、北西及近南北向构造交织在一起；燕山期北西向构造常被北北东向及北东向构造切割并错移。发育于大别—扬子期的来榜断层，位于岳西县城北西，长达72km，走向40°，南西段变陡，倾向北西，倾角60～ 80°，沿断层可见数10～100m的断层破碎带，见有胶结紧密的角砾岩和碎裂岩，性质为逆平移断层。

2.3 岩浆岩

岩浆岩主要分布于大别—扬子期(依据有关年龄资料(片麻岩中锆石U-Pb法年龄值为1 952～2 424Ma之间，英山沟组磷灰石U-Th-Pb法年龄值为2 210Ma，原桥岭组锆石U-Pb法年龄值为2 010Ma，推测其原岩可能形成于新太古代—古元古代)，而变形变质侵入岩类主要形成于新元古代，分布于岳西县天堂寨、汤池畈等地，有混合花岗闪长岩及混合岩化变斑状花岗闪长岩，面积约达240km2，未见有燕山期活动的岩浆岩踪迹；脉岩以正长斑岩和花岗斑岩为主，主要对矿体起切割破坏作用。本区岩浆岩为岳西岩体，岳西岩体的岩石类型包括粗粒钾长花岗岩、中粗细钾长花岗岩及细粒钾长花岗岩，花岗闪长岩等。前三种岩石在矿物组成上基本接近，区别主要是岩石的结构构造上不同。现就细粒钾长花岗岩的岩性特征描述如下：肉红色，细粒结构，块状构造，矿物粒度一般在0.25～0.5mm，主要由石英(20%)、肉红色钾长石(50%～55%)、灰白色斜长石(20%～25%)、鳞片状黑云母(5%)等组成，其他暗色矿物少量。

2.4 变质作用

本区岩石普遍遭受到区域变质作用，根据《安徽省区域地质志》(1987)和《安徽省变质地质研究》(1987)变质单元划分原则，本区划分为下扬子变质区大别山变质带：变质岩类有片麻岩类(黑云斜长，矽线石斜长片麻岩，二长片麻岩)、变粒岩、浅粒岩、角闪片岩和斜长角闪岩类，中级变质片岩类(白云母、二云母、云英片岩类)以及由混合岩化作用形成的各类混合花岗岩或花岗闪长岩类等。

3 矿区地质特征

3.1 含矿层位

矿区位于公界尖背斜南段北东翼近轴部，矿区外围广泛分布花岗岩，矿区地层呈残留体状断续分布，根据岩性特征，约相当于大别山群水竹河组，矿区内划分为以下6个岩性段[8]。

(1)片麻岩段：黑云斜长片麻岩、黑云变粒岩[8-9]。

(2)片岩与片麻岩互层段(第一含矿层)：矽线石长石富铝片麻岩、矽线石石英片麻岩、绢云富铝片麻岩、矽线石石英片麻岩、黑云变粒岩、黑云斜长片麻岩等。

(3)黑云变粒岩段：黑云变粒岩、黑云斜长片麻岩。

(4)矽线石富铝片麻岩、矽线石石英片麻岩段(第二含矿层，主矿层)：矽线石石英岩、矽线石绢云石英片麻岩、绢云石英片麻岩、云母长石石英片麻岩及云母变粒岩。

(5)黑云石英片麻岩段：黑云石英片麻岩、黑云变粒岩、黑云斜长片麻岩。

(6)绢云富铝片麻岩、矽线石石英片麻岩段(第三含矿层)：绢云富铝片麻岩、矽线石石英片麻岩、云母矽线石石英片麻岩及绢云变粒岩。

3.2 矿体形态、产状和规模

在第二、四、六岩性段(矽线石石英片麻岩)内，均有含量不等的矽线石，含矿带分为回龙山、联棚、保兴屋及杨大湾四个矿段，总长4 800m，共圈出矿体47个，其中工业矿体12个，其中在回龙山矿段，计21条矿体(图3)。矿体形态复杂，呈似层状、透镜状、扁豆状，矿体长一般20～200m，最长255m；宽一般2～10m，最宽14m；延深20～160m，最大延深178m。长度＞200m的矿体有4个，占总储量的80%。

图3 回龙山矽线石矿地质图(引自安徽省地矿局略改)

矿体产状与围岩保持一致，显示具明显的层控特征，矿体倾向50～60°，倾向北东，倾角陡，一般在60～80°，局部受构造影响而倒转[8]。矿体深部呈楔子状尖灭，在深部受正长斑岩脉等破坏影响较为严重，延深均不是很大，一般在80～100m之间被斑岩脉所截断(图4)。矿体的顶底板围岩与地岩层岩性有关，一般底板、顶板围岩是黑云石英片麻岩、黑云变粒岩、黑云斜长片麻岩、绢云富铝片麻岩、矽线石石英片麻岩等。

3.3 矿物成分和化学成分

矽线石含量为10%～26.5%，平均14.8%，其中工业矿体为16.8%。矽线石在矿体内分布较均匀，沿走向、倾向上变化均不大，品位变化系数为10.8%～18.0%，平均13.4%，红柱石呈柱粒状，粒径0.05～0.20mm，平均1.50mm，一般含量较低，但局部高达45%。

图4 回龙山矽线石矿5线、7线剖面简图(引自安徽省地矿局略改)

矿石结构为纤维变晶结构，纤维粒状变晶结构；构造为浸染状构造、片状构造等，显示后期受热液作用特点。矿物成分：主要是石英、矽线石、绢云母，其次为红柱石、白云母、高岭石，少量金红石、锆石、榍石、磷灰石和黄铁矿等[10]。主要矿物含量：石英62%～77%，粒径0.05～1.00mm；矽线石，呈白色，浅紫色，晶体呈针状，毛发状，多呈束状，放射状集合体，分布于石英颗粒间，晶粒一般为0.001～0.02×0.5～1.00mm。

矿 石化学成分：SiO272.9%、Al2O315.9%、Fe2O33.7%、FeO 0.8%、TiO20.7%、CaO 0.2%、MgO 0.4%、Na2O 0.1%、K2O 1.6%，灼减3.4%；矽线石精矿为：SiO242.0%、Al2O356.0%、Fe2O30.2%、TiO20.9%。

4 控矿地质条件探讨

区内矽线石矿形成条件受三个条件制约：含矿层位、岳西岩体、区域变质作用。

矽线石石英片麻岩、石英岩具有一定的层位和规模，局部层理尚较清楚，有被挤压错断的沉积砾石等特征；硅酸盐分析资料亦表明原岩为沉积岩、砂岩[3]；岩石虽SiO2含量偏高(＞70%)，但Al2O3含量也高达10%左右，说明原岩富铝[3]；除了受控原始沉积物富铝程度外，钾质含量影响很大，粘土类矿物只有在贫钾时才利于形成矽线石，并析出SiO2，富钾时，首先生成白云母，矿区内白云母含量高的地段，矽线石含量明显降低，反映了原始化学成分对矽线石形成的控制[1，3]。

区内岩浆活动剧烈，中酸性岩浆岩分布广泛。岳西岩体的侵入活动必将对围岩产生影响，这种影响表现在两个方面：一是对围岩提供热源；二是对围岩产生侧向挤压作用。岩浆接触热变质作用和侵入动力作用为矽线石矿的形成提供了成矿合适的温压条件。

本区位于多期次流体变质和区域动力变质叠加改造强烈地区，岩石遭受普遍的变形和变质作用，提供了形成矽线石所需的较高湿度和压力条件，矿石中有少量红柱石与矽线石共生，局部并形成粗大的红柱石晶体集合体团块，反映了变质控制成矿的特点[8，9，12]。

5 结论

(1)矿体赋存受层位控制：大别山群水竹河组地层的第二、四、六岩性段(矽线石石英片麻岩)内，均有含量不等的矽线石，富铝质片麻岩、矽线石石英片麻岩是成矿的物质基础。矿体呈似层状、透镜状、扁豆状，矿体规模不一，倾向北东，倾角陡。

(2)大别—扬子期剧烈的中酸性岩浆活动，对围岩产生接触热变质作用，同时，富铝质原岩矿物成分经变质成晶质的矽线石；区域动力变质叠加改造作用，压力升高，原岩体积收缩，挤压出层间水或结晶水，产生流体，同时压力升高，区域内温度也随之升高。上述两点，提供了形成矽线石所需的较高湿度和压力条件。

(3)本地区寻找同类型矿床必须具备“水竹河组地层+岩浆岩+变质作用”的三个控矿条件。

致谢：本文在成文过程中，受到安徽省地质矿产勘查局313地质队教授级高工程安学老师的指导，衷心感谢中国建筑材料工业地质勘查中心教授级高工陈正国总工认真细致的审阅，对稿件逐字、逐句、逐段的指教，他严谨治学的态度深深值得我学习，在此一并感谢。