安徽青陽(yáng)管沖脈石英礦地質(zhì)特征及找礦方向

王 依，胡殿坤，胡 甦

(中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心安徽總隊(duì)，安徽 合肥 230031)

高純石英是石英制品的原料，是硅產(chǎn)業(yè)高端產(chǎn)品的物質(zhì)基礎(chǔ)，廣泛應(yīng)用于光伏、電子信息、光通訊和電光源等行業(yè)，在電子信息、新材料和新能源等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中具有重要地位和作用，是我國(guó)高技術(shù)領(lǐng)域不可替代的關(guān)鍵原材料[1-2]。目前，我國(guó)高純石英主要通過(guò)水晶、脈石英等原料提取，屬于急缺關(guān)鍵資源[3]。青陽(yáng)管沖脈石英礦床已查明資源儲(chǔ)量規(guī)模達(dá)中型，筆者通過(guò)對(duì)該地區(qū)脈石英的成礦特征研究分析，認(rèn)為區(qū)內(nèi)具有較好的找礦遠(yuǎn)景，提出了找礦方向，并探討了該區(qū)脈石英礦的成因。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

本區(qū)所處大地構(gòu)造位置為揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)下?lián)P子臺(tái)坳，東至—青陽(yáng)深斷裂東南部，皖南陷褶斷帶內(nèi)。地層區(qū)劃屬揚(yáng)子地層區(qū)下?lián)P子地層分區(qū)貴池地層小區(qū)[4]。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造復(fù)雜，巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈(圖1)。

區(qū)內(nèi)出露地層以早古生代為主(∈-S)，分布在區(qū)域東南、西部，總厚度達(dá)4 700m，受巖漿侵入和構(gòu)造活動(dòng)影響，地層連續(xù)性和完整性受到嚴(yán)重破壞，與巖體接觸部位的巖石變質(zhì)作用強(qiáng)烈。

區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造形跡主要為印支—燕山期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)物，以形成大型復(fù)式背斜、向斜為特征[5]，印支期褶皺軸向北東，燕山期軸向南東。

區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育，規(guī)模大小不等，可分為南北、北西、北北東和北東向四組，以南北向和北西向最為發(fā)育。南北向斷裂：共4 條，以管沖—進(jìn)天門(mén)斷層規(guī)模最大，延伸長(zhǎng)度＞10km，走向5 ～10°，傾向西，傾角60 ～80°，以正斷層為主，兼有左行平移特征。斷層均發(fā)育于巖體內(nèi)，破碎帶寬幾米至十幾米，部分被石英脈充填，為管沖脈石英礦床的重要控礦及容礦構(gòu)造。北西向斷裂：較為發(fā)育，見(jiàn)六條斷層相互近于平行，走向300 ～340°，長(zhǎng)度除甲山黃—滴水巖斷層＞5km 外，其他1 ～2km，以正或正平移斷層為主，多數(shù)切穿北東向斷層，力學(xué)性質(zhì)以張或張扭性為主。

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，以中酸性—酸性侵入巖為主，巖體、巖脈分布廣泛。青陽(yáng)花崗閃長(zhǎng)巖體(γδ51)呈巖基狀侵入于石門(mén)高背斜核部，受后期九華山巖體侵入影響自然分為南北兩段，區(qū)內(nèi)為南段的一部分；九華山鉀長(zhǎng)花崗巖體呈巖基狀侵入于青陽(yáng)巖體內(nèi)，區(qū)內(nèi)出露為其南緣部位。此外，區(qū)內(nèi)還發(fā)育有呈巖墻、巖枝狀的鉀長(zhǎng)花崗巖體。區(qū)內(nèi)巖脈以北東向及近南北向?yàn)橹鳎?guī)模長(zhǎng)幾百米至幾千米不等，寬一般幾米至幾十米，巖性以酸性巖為主，花崗斑巖巖脈占絕大多數(shù)，且規(guī)模相對(duì)較大，次為鉀長(zhǎng)花崗巖巖脈及花崗巖巖脈，少數(shù)為輝綠巖巖脈，形成時(shí)代為印支期—燕山晚期。

圖1 管沖脈石英礦區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)圖

2 成礦地質(zhì)特征

礦區(qū)位于青陽(yáng)花崗閃長(zhǎng)巖巖體南段的過(guò)渡相內(nèi)，出露巖性主要為花崗閃長(zhǎng)巖，無(wú)沉積巖出露；管沖—進(jìn)天門(mén)斷層貫穿礦區(qū)，斷層帶內(nèi)形成交代—充填型脈石英，部分脈石英為礦體(圖2)。

2.1 巖漿巖

巖體巖性簡(jiǎn)單，花崗閃長(zhǎng)巖遍布整個(gè)礦區(qū)。巖石呈灰、灰黃、淺肉紅、暗綠色，中—粗粒結(jié)構(gòu)，包含結(jié)構(gòu)及交代蠕蟲(chóng)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，少數(shù)角礫狀構(gòu)造。巖石具弱蝕變特征，見(jiàn)綠泥石化，高嶺土化和絹云母化。

區(qū)內(nèi)脈石英發(fā)育，呈長(zhǎng)條形脈狀產(chǎn)于斷層中，走向近南北，編號(hào)為q1、q2。q1脈石英出露長(zhǎng)約2 000m，脈 寬10 ～25m，平 均15.9m；q2脈 石英 出 露 長(zhǎng) 約1 200m，脈 寬15.5 ～56.0m，平 均28.7m。脈石英呈白色，塊狀構(gòu)造，組成礦物以石英為主，其他礦物甚微，有時(shí)夾花崗閃長(zhǎng)巖角礫或長(zhǎng)石斑點(diǎn)(殘余體)。

圖2 管沖脈石英礦地質(zhì)簡(jiǎn)圖

次生石英細(xì)脈較常見(jiàn)，大多呈定向延伸，走向近南北，寬幾厘米至幾十厘米，少數(shù)＞1m，部分呈不規(guī)則狀或網(wǎng)狀，靠近斷層增多，遠(yuǎn)離斷層減少。石英細(xì)脈一般呈白色、淺灰色，受鐵質(zhì)污染呈黃色，主要礦物為半自形—他形粒狀石英，極少量長(zhǎng)石、綠泥石、鐵質(zhì)、粘土礦物等。

2.2 構(gòu)造

管沖—進(jìn)天門(mén)斷層貫穿全區(qū)，沿走向長(zhǎng)約10km，區(qū)內(nèi)出露2 880m；總體走向7°，斷層面傾向東，傾角60 ～80°，為正斷層。斷層帶寬10 ～100m，帶內(nèi)構(gòu)造巖發(fā)育，硅化蝕變較強(qiáng)，帶內(nèi)兩側(cè)常見(jiàn)次一級(jí)構(gòu)造，地貌上多呈陡崖?tīng)?。斷層帶平面上呈彎曲狀、寬窄不一；斷層面呈舒緩波狀，由南往北，傾向由東→西→東、西變化，傾角61 ～85°。斷層寬度由南向北變小，深部大于地表。

沿?cái)鄬訋Оl(fā)育含石英細(xì)脈角礫巖。角礫巖呈淺黃色，部分灰色、暗綠色。角礫呈棱角狀，部分為渾圓狀，大小1 ～30cm，含量30%～80%，由花崗閃長(zhǎng)巖組成，常有石英細(xì)脈穿插或交代，除硅化外還具不同程度綠泥石化、絹云母化、高嶺土化。膠結(jié)物主要為硅質(zhì)。斷層帶內(nèi)還有少量含石英細(xì)脈碎裂巖和壓碎巖等。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

區(qū)內(nèi)礦體主要分布于兩條脈石英q1、q2內(nèi)，共4 個(gè)礦體[6]，其中I、Ⅱ號(hào)礦體規(guī)模較大為主礦體，Ⅲ、Ⅳ號(hào)礦體規(guī)模較小為次要礦體(圖3)。礦體呈長(zhǎng)條形脈狀相互平行延伸，總體走向近南北向，變化范圍0 ～15°，礦體傾向東或西，傾角65 ～90°，傾角一般較陡，以80°以上為主。

Ⅰ號(hào)礦體：位于礦床東側(cè)，主要分布在q1脈石英內(nèi)，總長(zhǎng)度＞980m，礦體厚2 ～28m，平均厚18.46m，厚度變化大，不穩(wěn)定，已控制最大延深110m。礦體總體上呈長(zhǎng)條形脈狀延伸，中部較規(guī)則、南北部復(fù)雜。北部分岔成兩個(gè)分礦體，呈長(zhǎng)條狀平行延伸至逐漸尖滅；中部呈長(zhǎng)條形延伸；南部分岔成兩條分枝，東枝(Ⅰ-1)呈弧形向東彎曲延伸，西枝(Ⅰ-2)則以?xún)芍ζ叫忻}向南延伸，在TC3 附近兩枝合并。平面上，礦體走向0 ～15°，總體呈南北向；剖面上，礦體具明顯彎曲現(xiàn)象，彎曲幅度10 ～30m；礦體傾向自北向南由東→西→東變化，傾角83 ～90°。

Ⅱ號(hào)礦體：位于礦床西側(cè)，主要分布在q2脈石英內(nèi)，長(zhǎng)度＞1 210m，厚4 ～27m，平均厚18.41m，厚度變化大、不穩(wěn)定，已控制最大延深122m。礦體平面形態(tài)相對(duì)較規(guī)則，僅在13 線(xiàn)附近分岔成兩個(gè)分枝；除9 線(xiàn)～11 線(xiàn)間較平直外，其它各處呈緩波狀延伸，寬度變化明顯。礦體走向350 ～10°，以南北向?yàn)橹?，局部彎曲明顯，彎曲幅度10 ～30m；傾向自北向南變化為西→東，傾角65 ～90°。

Ⅲ號(hào)礦體：位于礦床中部，q2脈石英內(nèi)，長(zhǎng)250m，寬5.85m，厚4 ～6.5m，平均厚5.85m，已控制最大延深204.5m。礦體形態(tài)較規(guī)則，呈長(zhǎng)條狀延伸，無(wú)分岔現(xiàn)象。平面上呈“S”型彎曲；深部形態(tài)與平面上基本相同。礦體總體走向350°，中部走向0 ～345 ～0°；傾向由北向南，變化為由西變成東，傾角85 ～88°。

Ⅳ號(hào)礦體：位于礦床中部，為隱伏礦體，地表未出露，推測(cè)長(zhǎng)186m，寬0 ～10m，厚10m，已控制最大延深59m。呈透鏡狀，沿走向、傾向方向逐漸尖滅，未見(jiàn)分岔現(xiàn)象；推測(cè)走向0°，傾向西，傾角7°。

圖3 管沖脈石英礦5 線(xiàn)剖面圖

3.2 礦石質(zhì)量

區(qū)內(nèi)脈石英礦石以白色為主，部分呈淺灰色、淺黃色等，裂隙面、部分地表及近地表礦石因鐵質(zhì)污染呈黃至褐黃色，半自形—他形不等粒結(jié)構(gòu)，交代殘余結(jié)構(gòu)。礦石呈致密塊狀[7]、堅(jiān)硬，可見(jiàn)油脂光澤，半透明(圖4)，部分礦石中含少量角礫殘余體及長(zhǎng)石斑點(diǎn)，時(shí)有少量晶洞。礦物成分以石英為主，含量＞90%，少量長(zhǎng)石、黑云母、赤鐵礦、黃鐵礦等。石英具明顯兩期特征，以早期為主，自形程度高、粒徑大，部分顆粒具明顯裂紋、不均勻消光及二軸晶光性等應(yīng)力作用現(xiàn)象，部分顆粒內(nèi)具較多包裹體；晚期石英自形程度低、粒徑小，分布于早期大顆粒間隙中，或呈細(xì)脈狀集合體穿插早期顆粒。

各礦體礦石化學(xué)分析結(jié)果見(jiàn)表1。由表1 可知，礦石SiO2含量較高，Al2O3、Fe2O3等雜質(zhì)含量較低。

3.3 礦體圍巖

區(qū)內(nèi)礦體是長(zhǎng)條脈狀延伸，分岔復(fù)合，礦脈內(nèi)夾石體、脈間圍巖及其它近礦圍巖相互連通，統(tǒng)稱(chēng)圍巖。礦體圍巖共有三種：含角礫石英脈巖、含石英細(xì)脈角礫巖、花崗閃長(zhǎng)巖。含角礫石英脈巖一般緊靠礦體，接觸或包圍礦體或伸入礦體內(nèi)部；含石英細(xì)脈角礫巖在兩條礦脈之間，接觸或靠近礦體；花崗閃長(zhǎng)巖在兩條礦脈外側(cè)，接觸或靠近礦體。

圖4 脈石英標(biāo)本

表1 脈石英化學(xué)分析結(jié)果 (單位：%)

4 礦床成因及找礦方向

4.1 礦床成因

脈石英礦床一般成因?yàn)榈蜏責(zé)嵋盒?，形成溫度低?00℃。按類(lèi)型可分為變質(zhì)熱液型及巖漿熱液型，分別對(duì)應(yīng)不同的成礦物質(zhì)來(lái)源。變質(zhì)熱液型脈石英主要成礦物質(zhì)來(lái)源為富含硅質(zhì)成分的變流紋巖建造，而巖漿熱液型脈石英的主要成礦物質(zhì)來(lái)源為中酸性巖漿侵入時(shí)所形成的巖漿期后熱液[8]。脈石英礦床的形成必須滿(mǎn)足兩個(gè)條件：①成礦物質(zhì)來(lái)源，即富硅熱液的供應(yīng)；②富硅熱液的運(yùn)移及成礦空間[9]。

本礦床屬巖漿期后熱液交代—充填型脈狀礦床。在印支期巖漿活動(dòng)晚期，大量富硅巖漿期后熱液沿管沖—進(jìn)天門(mén)斷層帶上升，充填、交代斷層巖石，并析出石英。交代—結(jié)晶作用沿裂隙進(jìn)行，在有利場(chǎng)所進(jìn)行較強(qiáng)的形成礦體，部分原巖交代不徹底而成殘余角礫或斑點(diǎn)。由于巖漿期后熱液不連續(xù)性及再次活動(dòng)，使石英顆粒大小不一，并分別以集合體相聚。其中早期形成石英顆粒較大，并受后期應(yīng)力影響；晚期形成石英顆粒較小，分布早期大顆粒粒間或以細(xì)脈穿插早期顆粒。

4.2 找礦方向

通過(guò)對(duì)管沖脈石英礦床的成礦特征研究分析，其具有以下特點(diǎn)：①脈石英主要發(fā)育于青陽(yáng)花崗閃長(zhǎng)巖巖體內(nèi)，巖體巖性簡(jiǎn)單，變化較小，其為脈石英形成提供了富硅物質(zhì)來(lái)源；②礦體產(chǎn)于管沖—進(jìn)天門(mén)斷裂內(nèi)，南北向斷裂為脈石英礦的有利控礦、容礦構(gòu)造。

礦床位于管沖—進(jìn)天門(mén)斷裂中部，該斷裂青陽(yáng)巖體發(fā)育規(guī)模大，對(duì)已發(fā)現(xiàn)的q1、q2脈石英追索發(fā)現(xiàn)：q1向北延伸約810m，脈寬1 ～2m，向南延伸約930m，脈寬2 ～3m；q2向北延伸約470m，脈寬0.5 ～1m，向南延伸約210m，脈寬0.5 ～1.5m。

另外，通過(guò)資料分析和現(xiàn)場(chǎng)踏勘，青陽(yáng)巖體范圍內(nèi)還發(fā)育有南北向近平行于管沖—進(jìn)天門(mén)斷裂的構(gòu)造，認(rèn)為其與管沖斷裂帶的南、北部地區(qū)一樣，均為尋找脈石英礦具較大找礦潛力的地區(qū)。

5 結(jié)論

本次研究了管沖脈石英礦床地質(zhì)特征并分析了礦床成因，探討了本區(qū)脈石英找礦方向。

(1)區(qū)域位于皖南陷褶斷帶內(nèi)。巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，印支期—燕山晚期中酸性侵入巖廣泛發(fā)育。斷裂發(fā)育，規(guī)模大小不等，其中以南北向和北西向最為發(fā)育。

(2)礦體產(chǎn)于管沖—進(jìn)天門(mén)斷層帶內(nèi)，呈脈狀，形態(tài)和產(chǎn)狀受斷層控制一致。礦石礦物成分以石英為主，平均化學(xué)成分SiO297.89%、Fe2O30.23%。礦床規(guī)模中等。屬巖漿期后熱液交代—充填型脈狀礦床。

(3)青陽(yáng)巖體內(nèi)南北向的斷裂為脈石英礦的有利控礦、容礦構(gòu)造，管沖—進(jìn)天門(mén)斷層帶的南、北延伸地段和其他的南北向斷裂帶都具有較好的找礦潛力。

(4)脈石英致密堅(jiān)硬，抗風(fēng)化能力強(qiáng)，構(gòu)成正地形，常呈懸崖陡壁，構(gòu)成山脊或表現(xiàn)為連續(xù)的小陡坎，不可忽視這些地貌上的特征[10]。