新井北石英砂（岩）矿成因浅析

李敬华 张盼 江娜

（华北地质勘查局五一九大队，河北保定 071051）

1 矿区地质

1.1 地层

根据《内蒙古自治区岩石地层》（1996），矿区前中生代地层划属华北地层大区（V），秦祁昆地层区（V1），祁连-北秦岭地层分区（V12），北祁连地层小区（V1

2-1）（图1）；中新生代地层区划属陕甘宁地层区（3），鄂尔多斯地层分区（31）（图2），其中：奥陶系下统天景山组（O1t）：出露厚度＞213m，出露岩性：下部为浅红色中-厚层灰岩、网纹状灰岩、含燧石团块灰岩；上部为灰、浅红色薄-厚层白云质灰岩，矿物成分主要为：白云石、方解石。

图1

图2

新近系中新统红柳沟组（N1h）：分布于矿区北部及中部，构成起伏的低矮丘陵，为一套山麓—河湖相的桔红色碎屑沉积建造，角度不整合于奥陶系天景山组灰岩之上，岩性出露为：灰白—灰黄色中粗粒石英砂（岩）、桔黄色细粒石英砂（岩）、桔黄—桔红色泥质粉砂（岩），矿物组成主要为石英、长石，及少量泥质成分。

1.2 构造

本区地处贺兰山南段，如图3 所示，大地构造位置属北祁连加里东褶皱带东北缘（Ⅴ），走廊过渡带（Ⅴ1），曾经历多次构造变动，地质构造复杂。本区矿体赋存地层为一单斜地层，沉积基底为奥陶系下统天景山组白云质灰岩，地层倾向为80°～100°，倾角25°～35°。

图3 大地构造分区图

1.3 岩浆岩

矿区内未见岩浆岩出露，地质测量过程中未发现岩浆活动痕迹，地表探槽及深部钻孔控制均未发现岩浆岩及脉岩产出。

2 矿体赋存特征

2.1 矿体特征

石英砂（岩）矿体赋存于新近系红柳沟组（N1h）二段中粗粒石英砂（岩）中。矿区内矿体位于沉积盆地边缘，因此岩层倾角稍有变化，矿体总体走向北东，倾向南东，呈层状、似层状、透镜状，在矿带内大致平行分布。

2.2 矿石质量

2.2.1 矿石结构、构造

矿石的结构为中粗粒砂状结构，弱固结，手触有砂感，具典型的砂屑结构[3]。岩石中石英、长石碎屑物成分构成砂状结构，粒径在1～0.1mm 之间，碎屑颗粒分选性好，磨圆程度高，多为次棱角-次圆状。

矿石的构造为层理构造，胶结物为钙质成分，入水即分解，岩石为颗粒支撑，硬度差但层理清晰，局部发育薄层交错层理，薄层厚度0.05～0.10m之间。

2.2.2 矿石矿物成份

矿石主要矿物为石英，次要矿物为长石，另含少量岩屑云母及粘土矿物，未见锆石等重砂矿物。碎屑物质化学成分以SiO2为主，硬度大，分选性好，颗粒磨圆程度高，粒径集中分布在1～0.1mm 之间。其中石英颗粒占87～93%，呈透明-半透明状，层状排列[4]。

2.2.3 矿石含泥量测定

根据样品测试结果，石英砂（岩）的含泥量为7.07～19.28%，平均11.16%，含砂率为80.72%～92.93%，平均88.84%。分析结果见表1。

表1 石英砂（岩）含泥量测定

2.2.4 矿体围岩特征

矿体位于沉积盆地的边缘，沉积环境较欠稳定，矿体沉积不连续，围岩岩性主要为桔红色泥质粉砂（岩）、粉砂质细粒砂（岩）。矿体与围岩颜色差异明显，围岩中泥质含量较高，且粒度细，易于判断，矿物组成主要为石英、长石，及大量泥质成分，成分以SiO2为主，粒径多小于0.1mm。化学成分中SiO2的含量50.88～85%，Al2O3的含量0.71～5.4%，Fe2O3的含量0.08～1.1%，其余为泥质成分。

2.3 矿石类型

2.3.1 矿石自然类型

本区矿石自然类型为弱固结中粗粒石英砂（岩），矿石呈灰白—灰黄色，中粗粒砂状结构，层理构造，矿物组成主要为石英，次要矿物为长石，含少量粘土矿物，成分以SiO2为主，硬度大，分选性好，粒径磨圆程度高，粒径在1～0.1mm之间。

2.3.2 矿石工业类型

本区矿石工业类型为玻璃用硅质原料，呈弱固结状态，原矿矿石质量不能满足平板玻璃用硅质原料质量要求，经选矿后精矿质量符合《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》（DZ/T0207-2002）附录H 中平板玻璃用石英砂（岩）四级品质量要求。

2.4 矿体围岩

矿体位于沉积盆地的边缘，沉积环境较欠稳定，矿体沉积不连续，与下伏地层白云质灰岩呈角度不整合。顶底板分为两类：

一类岩性为桔红色泥质粉砂（岩）、粉砂质细粒砂（岩）。矿体与围岩颜色差异明显，围岩中泥质含量较高，且粒度细，易于判断，矿物组成主要为石英、长石，及大量泥质成分，成分以SiO2为主，粒径多小于0.1mm。

另一类为有用组分SiO2含量略低于矿体的中粗粒石英砂（岩），该类围岩与矿体较难区分，矿物组成与矿体相同，主要为石英、长石，及少量泥质成分，成分以SiO2为主，粒径分布范围0.1～1mm。

3 结论

（1）本矿床赋存于新近系红柳沟组二段的中粗粒石英砂（岩）中，并严格受地层控制，矿石为弱固结矿石，主要矿物为石英，次要矿物为长石，另含少量岩屑云母及粘土矿物，未见锆石等重砂矿物。

（2）矿体形成于新近系红柳沟组，为弱固结矿石，碎屑物由陆源碎屑经水动力搬运、磨圆、沉积并经后期固结成岩作用形成的，地层倾向上岩性、厚度变化较大，纵向上韵律性较差，属近山麓—河湖相沉积石英砂（岩）矿床。

（3）地层中泥质成分含量较高（表1），因此推断碎屑物成分搬运距离可能较短，水动力较强[5]，根据1∶20万区域地质调查内容，距离该沉积盆地最近的石英砂（岩）地质体产于芬芳河组上段和平凉组下段，因此推断赋矿地层红柳沟组二段石英砂（岩）中石英矿物的风化母岩可能为芬芳河组上段和平凉组下段的石英砂岩地质体。