新疆哈密市图兹雷克一带某石英岩矿地质特征及找矿标志

李国彪

（中国建筑材料工业地质勘查中心新疆总队,新疆乌鲁木齐 830000）

石英岩作为一种重要的非金属矿产，具有坚硬、耐磨、化学性能稳定的特点，被广泛运用于国防、建材、化工、航空、航天、电子、机械等领域。通过对新发现的石英岩矿地质特征分析并总结找矿标志，对该地区石英岩矿找矿有重要指导意义。

1 区域成矿背景

哈密市图兹雷克一带大地构造位置属于哈萨克斯坦-准噶尔板块与塔里木板块-华北板块交界处的那拉提-红柳河板块缝合带东段［1］。

该区出露地层时代早、种类多，从早到晚依次为蓟县系（Jx）、长城系（Ch）、寒武系（ϵ）、志留系（S）、石炭系(C)、二叠系(P)、侏罗系（J）、第三系（N）和第四系（Q）［2］。

区域内岩浆活动较强烈，以侵入岩为主。时代分为华力西早期、中期及晚期，其中以中期最为重要。

变质作用主要为区域变质作用，其特征为:大面积的岩石经历了程度不等的变质作用，普遍具有一定的定向性，地质构造较为复杂，伴有大量的岩浆岩活动侵入。呈中-深变质程度的区域变质岩。其变质岩性有片麻岩、片岩、石英岩、大理岩。

该区域内构造较发育，主要为北部褶带、南部褶带、库姆塔格—图兹雷克扭动构造带、北东向构造带。

2 矿区地质

2.1 地层

区域内出露地层主要有蓟县系卡瓦布拉克群（JxKW）、下寒武统西大山组（ϵ1x）、上更新-全新统洪积层（Q3-4pl），地质特征见图1。该区域内地层特征如下：

2.1.1 蓟县系卡瓦布拉克群（JxKW）

主要分布于区内的南部，总体呈北东-南西向展布，为一套中-深程度区域变质岩。出露岩性主要为黑云母二长片麻岩、含石榴子石黑云母二长片麻岩、含石榴子石黑云斜长石英片岩。产状159～168°∠61～66°。其岩石抗风化能力较弱，易形成平地。与上覆地层下寒武统西大山组（ϵ1x）呈断层接触。

2.1.2 下寒武统西大山组（ϵ1x）

主要分布于区内的北部和中部，呈近东西向的带状分布，为一套中-深程度区域变质岩。出露岩性主要为石英岩、黑云斜长片岩、斜长角闪岩、含黑云母二长片麻岩。产状159～174°∠56～72°。区内石英岩抗风化能力较强，易形成凸起的山脊。为石英岩的赋矿层位。

2.1.3 上更新-全新统洪积层（Q3-4pl）

分布于区内的冲沟或北部地势平坦地带，主要由砾石、砂、亚砂土等组成，其厚度一般大于1m。

2.2 变质岩

区内岩性为一套中-深程度变质岩，主要受区域变质作用形成。区域变质作用使岩性均发生变质，从而产生片麻岩、片岩、石英岩。区域变质作用控制着各种成分的片岩、片麻岩、石英岩的分布。

2.3 构造

区内可见1 条断层，总体走向69°，贯穿全区，东西两侧延伸至调查区外，延长60km 左右，切割蓟县系和寒武系，断层两侧岩性明显不一致，断层两侧受挤压、破碎现象明显。褶皱构造不明显，局部发育小揉皱。

3 矿体地质特征

3.1 矿体特征

区内共圈定3个石英岩矿体，均赋存于下寒武统西大山组（ϵ1x）地层中，编号为①、②、③号石英岩矿体，其中①号石英岩矿体为主要矿体，矿体分布及特征见图1、图2，矿体特征如下：

图1 矿区地质简图

图2 1号地质剖面

①号石英岩矿体为主矿体，呈北东-南西向的不规则条带状，区域上该石英岩矿体出露长度大于11千米，本次仅截取了中北部规模较大、质量较好一段，东西长3km。该矿体总体呈西部厚大向东逐渐变薄的趋势，厚度在16.12～175.61m 之间，平均厚84.22m，厚度变化系数为79.74%。产状160～173°∠56～67°，矿体顶底板围岩均为黑云斜长片岩。矿体出露较差，地表大部分被风化层覆盖，通过探槽揭露风化层厚度在0.3～1.2m，矿体中的夹层以灰黑色斜长角闪岩为主，黑云斜长片岩仅有1处，厚度在0.92～18.85m之间。

②号石英岩矿呈北东-南西向的透镜体状，地表第四系残坡积物覆盖，厚度在0.65m，地表未见完整基岩出露。该矿体矿石质量较好，从10 件化验结果看SiO2的含量93.06～97.65%；Al2O3的含量0.91～5.41% ；Fe2O3的含量0.24～3.74%；TiO2的含量0.047～0.068%；Cr2O3的含量0.00034～0.00090%。

③号石英岩矿呈北东-南西向的透镜体状，区内矿体出露长229m，出露宽度26m，产状162～164°∠64～65°，该矿体矿石质量较好，SiO2的含量97.03～98.79%；Al2O3的含量0.57～1.15%；Fe2O3的含量0.16～0.60%；TiO2的含量0.020～0.041%；Cr2O3的含量0.00051～0.00066%。

3.2 矿石质量

3.2.1 矿石特征

矿石类型相同为灰白色石英岩，矿石品种单一。

风化面呈浅灰色或灰白色，新鲜面呈灰白色，具粒状结构，块状构造，主要由石英、斜长石组成，斜长石呈半自形板状，粒径0.2～1.4mm，可见聚片双晶，中轻度绢云母化、泥化，含量5%；石英呈他形粒状，粒径0.5～3.6mm，强波状消光，彼此呈齿状镶嵌状接触，含量95%；白云母呈片状，片径0.1～0.4mm，无色，少量。偶见少量星点状黄铁矿颗粒，粒径小于0.1mm，含量小于1%

3.2.2 矿石的化学组分及有益、有害组分变化规律

矿区矿石有用组分简单，矿石主要组成成分SiO2。除此外未发现其他有用组分，矿石主要化学组分为：SiO2，Al2O3，Fe2O3，TiO2，Cr2O3，K2O，Na2O，CaO，MgO。其中有害组分为：Al2O3，Fe2O3，TiO2，矿石化学组分见表1。

表1 地表矿石化学组分表［5］

从表1可以看出，矿石中化学成分沿走向SiO2含量稳定，无明显变化，其余化学组分变化较大，其中Fe2O3含量在靠近夹层位置含量明显较高，TiO2、Cr2O3无明显规律。

在倾向上依据钻孔ZK101、ZK501矿石化学成分分析，SiO2含量稳定，变化很小。Al2O3含量呈现出沿倾向方向逐渐升高的趋势，Fe2O3含量呈现出靠近夹层明显较高的特点，TiO2含量呈现出两头高，中部低的趋势，Cr2O3含量沿倾向方向有逐渐升高的趋势，见表2。

表2 深部矿石化学组分表［5］

3.2.3 矿石品级

根据矿石各化学组分结果，SiO2平均含量在96.03%，参考矿产资源工业要求手册，矿石可作器皿玻璃用硅质原料［5］。

3.2.4 矿床成因

该石英岩矿主要为前期海相沉积作用形成的石英砂岩，在后期的地壳运动作用下使固态的岩石在压力和温度作用下，发生物质成分的迁移和重结晶，形成新的矿物组合。属区域变质型矿床。

4 找矿标志

通过对相关资料的分析研究，结合本次工作取得成果，该区域内石英岩矿床主要为沉积变质性矿床［6］、［7］，找矿标志为：

①原生露头:该区内石英岩露头多为白色或灰白色，在地表极易辨识，同时，因石英岩相较围岩难风化，因此在地表多以正地形出露。

②构造标志:该区域内石英岩矿主要为区域变质成因，因此，在后期找矿过程中应着重关注构造发育地区［8］、［9］。

③围岩标志［10］:围岩特征为找矿中非常重要的标志，本次石英岩矿床赋存于下寒武西大山组中，围岩为黑云母斜长片麻岩，因此该区内黑云母斜长片麻岩为主要找矿标志。

5 结论

矿石各项化学成分（除Fe2O3外）均达到器皿玻璃硅质原料规范中一般工业指标中Ⅲ级品的要求。石英岩中Fe2O3呈星点状黄铁矿颗粒分布，后期开采加工过程中经磁选法除铁工艺后能满足《器皿玻璃用的硅质原料一般工业指标》中Ⅲ级品Fe2O3含量小于0.35%的要求［1］。

矿体沿走向未封闭，体现了两端延伸的成矿潜力，后期应对该地区加深地质工作程度，建议结合卫星影像和上述成矿标志，对该区域内其他地区开展石英岩矿找矿。