安徽宁国诸佛堂石英矿地质特征及找矿远景

郭泳杰，李 斌，蔡晓兵，王克友，张嵩松，杜玉雕

(安徽省地质调查院(安徽省地质科学研究所)，安徽 合肥 230001)

高纯石英(如水晶)是天然形成的或由较为纯净的石英原料加工提纯后而成的高品质石英，是高新技术产业如精密光学、微电子、半导体、太阳能、高温灯管、通讯等生产高附加值石英制品必不可少的原料，是重要的绿色战略资源[1-2]。但是我国水晶资源较少，脉石英是替代天然水晶、加工高纯石英中高端产品的理想原料[3-4]。诸佛堂地区石英成分单一，SiO2含量普遍较高，部分可用作高纯石英原材料。近年来，前人对区内及其周边钨钼矿进行了大量研究，在钨钼矿床的地质特征及成因、成岩成矿年代学及成矿物质来源等方面取得了重要成果[5-8]，但有关石英矿床成因并未进行深入研究，矿床控矿因素及成矿作用的研究比较匮乏，对诸佛堂地区石英矿成因的认识不足，成为区内石英矿找矿突破的瓶颈。因此，本文旨在野外地质调查成果基础上，结合区域地质特征和矿床地质特征，总结矿床成因和成矿规律，为诸佛堂地区下一步石英矿找矿工作提供必要信息。

1 地质概况

宁国市诸佛堂矿区大地构造位置位于江南地块的东段，区域上处于扬子陆块南缘与华夏古陆块的接合部位，皖浙赣断裂带的旁侧，宁国墩复背斜中的次级背斜—上塘背斜北东倾伏端与虎岭关—月潭深大断裂复合部位。区域上主要出露晚元古代和早古生代地层，晚元古代地层零星分布，早古生代地层分布较为广泛。以寒武系、奥陶系为主，少量震旦系分布于上塘背斜核部。区内北东向断裂发育，沿断裂带硅化蚀变强烈；花岗闪长斑岩脉沿北东向断裂充填(图1)。区内蚀变以矽卡岩化为主，其次为硅化、黄铁矿化，硅化蚀变多沿岩石的节理裂隙带、构造破碎带分布，并发育有规模不等的石英脉。

图1 宁国诸佛堂地区区域地质简图

研究区内出露地层自老至新依次为南华系南沱组(Nh2n)、下震旦统兰田组(Z1l)、上震旦统皮园村组(Z2∈1p)、寒武系荷塘组(∈1h)。区内已发现矿化的层位有震旦系兰田组、皮园村组。皮园村组主要分布在矿区北、中部，多位于向斜核部，厚度约50m。下部(Z2∈1p1)为深灰—浅黑灰色中厚—厚层硅质岩夹含炭质硅质岩，厚约30m。上部(Z2∈1p2)为灰黑色薄—中薄层硅质岩夹炭质硅质页岩和炭质泥岩，厚约20m。兰田组地层区内出露较全，分布于矿区的大部分，主要位于背斜或向斜的两翼，与下伏南沱组呈整合接触关系，与上覆皮园村组为整合接触。

区内褶皱构造发育，由总体呈北东向展布的背、向斜相间构成，有茶地背斜、小村向斜、上堂背斜。区内断裂构造发育，规模不等，方向各异，属不同期构造变形产物。区外南东侧有宁国墩断裂。区内次级断裂发育，成带状分布，主要断裂为北东向、北北东向，次为北西向和近东西向。断层以压性逆断层为主，部分张性正断层同时兼具右行平移性质。断裂破碎带发育，宽2 ～30m 不等，内充填石英脉和角砾岩，角砾岩硅化强烈，靠近接触带附近裂隙强烈发育。

区内岩浆岩均呈脉状产出，主要有三条，均位于矿区中部。花岗闪长斑岩岩脉产状与主构造线方向一致，表明岩浆岩受北东向构造控制作用明显。区内脉岩按位置由北西向南东分布。一条岩脉侵入于茶地背斜核部南华系南沱组含砾凝灰岩中，呈长椭圆形，走向北东25°左右，倾向南东，倾角65°～75°，接触面呈波状起伏；另外两条脉侵入于茶地背斜南东翼的次级背斜核部，脉体穿过南沱组上段及兰田组地层，呈近平行产出，脉岩走向北东50°，基本沿地层走向分布，或与地层呈小角度斜交，倾向南东，倾角较陡，一般为60°～75°，接触面呈波状起伏。另外据航磁资料分析推测，矿区深部可能存在有规模较大的隐伏岩体。

2 矿体地质特征

诸佛堂地区石英矿分布于上堂背斜和小村向斜中，类型包括石英脉型和次生石英岩型，石英脉型主要发育于上堂背斜的北西翼，产出于兰田组中，切层产出；次生石英岩型主要分布于小村向斜的南东翼和上堂背斜的中部，产出于皮园村组底部，严格受皮园村组地层控制，与断裂、热液密切相关，属层控型矿体。次生石英岩型矿体主要包括Ⅰ、Ⅱ号矿体；石英脉型矿体数量较多，规模较大的主要为Ⅲ号矿体(图2)。石英脉型矿体和次生石英岩型矿体均具有厚度大、品位高、延伸稳定特征。

图2 宁国诸佛堂地区石英矿地质略图

(1)Ⅰ号矿体。

Ⅰ号矿体为矿床主要矿体，为次生石英岩型矿体，矿体赋存层位稳定，走向和倾向均有较大的延伸。

北侧未被剥蚀矿体沿小村向斜南东翼向核部顺层展布，矿体延伸稳定，长约500m，倾向延伸已控制120m，施工的三个钻孔ZK001(图3)、ZK011、ZK021 均已见矿，现仍在进一步控制中；矿体厚6 ～30m，最大厚度见于ZK011 中，厚度较稳定。矿体倾向北北东—北北西，倾角25°～50°左右。地表施工5 条探槽包括TC011、TC001、TC021、TC5、TC6，从样品分析结果看，SiO2平均品位为97%，最高达99.32%。

图3 宁国诸佛堂石英矿0 线地质剖面简图

南侧部分矿体由于风化剥蚀仅剩部分残留，大部分已经断开，局部仍然相连。矿体多呈漏斗状、柱状、不规则状，矿体边界以波状为主。残留矿体宽度相差悬殊，西侧最宽处可达100m，东侧迅速尖灭，倾角30°～70°不等。从探槽样品分析显示残留矿体平均品位为97%。

(2)Ⅱ号矿体。

Ⅱ号矿体与Ⅰ号矿体一致，为次生石英岩型矿体，位于上堂背斜中部。赋存于皮园村组底部，矿体沿皮园村组顺层展布。矿体延伸较稳定，长约530m，矿体厚3 ～12m。矿体倾向南西，倾角20°～35°左右，地层受褶皱构造作用，略有起伏，矿体也随之起伏。地表露头受地形效应影响呈波状起伏。

(3)Ⅲ号矿体。

Ⅲ号矿体为一石英脉型矿体，石英脉沿轴向断裂充填，该断裂带上共有4 条石英脉，Ⅲ号矿体为其中规模最大的一条。石英脉体呈不规则的脉状，走向和倾向上具收缩、膨胀等特征。矿体顶底板为兰田组二段的炭质泥岩、炭质板岩，切层产出。矿体宽15 ～30m，地表延伸650m，深部延伸不详，矿体为北东走向，倾向南东，倾角70°～78°，整体受北东向断裂带控制。地表施工探槽样品显示SiO2平均品位达到98.9%。

3 矿石质量

区内石英矿石类型可划分为致密状脉石英及砂糖状石英两种类型，其中主要以砂糖状石英为主，其次为致密状石英。

砂糖状石英主要分布于Ⅰ、Ⅱ号矿体，矿石为乳白色，粒状变晶结构—隐晶质结构，块状构造，矿石矿物为石英，可见次生加大现象，局部可见残余层理(图4a)，矿石中部分包含未蚀变完的原岩角砾，角砾呈次棱角状，大小不一，大的约3cm×5cm，硅质胶结。脉石矿物主要有萤石、绢云母、斜长石、黑云母、黄铁矿、磁铁矿、褐铁矿、绿帘石等，这些脉石矿物在矿石中含量较少。

致密状石英主要分布于Ⅲ号矿体及其它零星脉状矿体中。矿石为乳白色，以隐晶结构为主，脉状构造(图4b)，不透明—半透明，断面具油脂光泽，矿石矿物为石英，脉石矿物主要有绢云母、斜长石、黑云母、黄铁矿、磁铁矿、褐铁矿、绿帘石等。

图4 诸佛堂矿区野外照片

通过地表槽探结果统计，Ⅰ号矿体平均品位为：SiO298%、Al2O30.82%、Fe2O30.23%，达到平板玻璃三级品。Ⅲ号矿体平均品位为：SiO298.9%、Al2O30.31%、Fe2O30.18%，达到平板玻璃二极品。考虑到地表铁染等次生污染影响，深部品位应该更好，具有良好的开发价值。

4 矿床成因

矿床的形成通常主要有成矿物质来源及成矿热液运移通道或成矿空间二个重要因素[9-11]。矿区内成矿物质来源认为主要由岩浆活动及赋矿地层提供，区域断裂控制了岩浆岩的分布，断裂及其周围伴生的大量节理和小断层、层间破碎带，尤其发育在褶皱轴部，常是石英矿分布的有利部位，为石英矿的形成提供较好的容矿场所。

矿区内燕山期岩浆—构造活动强烈，深源岩浆沿深大断裂上升侵位，在大量热能和挥发分作用下，岩浆热液演化分异出富SiO2流体，沿张性断裂运移，在构造裂隙内就位，结晶、沉淀，形成石英脉型矿体[12]。同时在热接触变质作用下，震旦系皮园村组富含SiO2硅质岩岩层，尤其在其底部，经热液长期反复作用，重结晶，形成次生石英岩型矿石(图5)。因此诸佛堂地区石英矿类型主要为岩浆热液充填型—热接触变质型。

图5 宁国诸佛堂石英矿成矿模式图

5 找矿远景

工作区内构造复杂，褶皱发育，磁异常显示深部存在隐伏岩体，这为该地区提供了大量的热液。地层上存在大片的皮园村组硅质岩，从而为石英脉型和次生石英岩型矿产的产出和储存提供了良好的地质背景。从发现的矿体提供的线索出发，认为该区仍有较好的找矿前景。

Ⅲ号矿体石英脉为一张性断裂通过处，在该断裂上除Ⅲ号矿体石英脉外，还产出另外三条规模较小石英脉。这三条石英脉与Ⅲ号矿体石英脉特征及产状一致，在深部是否相连，值得进一步验证。若是同一矿体，将成倍提高该矿体的储量。

次生石英型未来的找矿着重放在进一步探索已知矿体的延伸，包括在深部的延伸和走向上的延伸追索。其中Ⅰ号矿体主要在深部延伸需要进一步探索，同时兼顾走向上的追索。Ⅱ号矿体是未来工作的一个重点，目前工作程度很低，走向追索工作尚未完成，成矿断裂从皮园村组盖层中部通过，很可能整个皮园村组盖层底部均形成矿体，是未来矿产储量进一步大幅增加的突破点。具有超过Ⅰ号矿体成为矿区最大矿体的潜力。

6 结论

(1)区内主要存在有次生石英岩型及石英脉型两种矿体类型，分别受到皮园村组地层及北东向张性断裂构造控制。

(2)区内褶皱构造、断裂构造发育及层间特殊性质的断裂破碎带，为矿体的形成提供了热液通道和容矿空间，并形成不同的地球化学障，有利于硅质热液富集、沉淀。

(3)诸佛堂地区石英矿床成因类型属岩浆热液充填型—热接触变质型。其主要的成矿物质来源为中酸性岩浆侵入过程中岩浆演化分异作用所产生的富含SiO2热液及富含硅质成分的震旦系皮园村组地层。

(4)诸佛堂石英矿体规模较大、连续性较好、矿石品质优良，但总体上深边部工程控制程度较低，特别是Ⅲ号矿体深部与其余零星小矿体之间及Ⅱ号矿体沿走向上具有较好的找矿潜力。

(5)区内石英矿石成分较为单一，岩矿石SiO2含量普遍较高，部分含量可达99%以上，具有良好的开发利用价值。