安徽凤阳山区石英岩矿成矿规律分析

殷张明，徐学军，胡殿坤，胡甦，王依

（中国建筑材料工业地质勘查中心安徽总队， 安徽合肥 230031）

0 引言

凤阳山区蕴藏的石英岩矿成因类型有沉积变质型和沉积型两种，其中沉积变质型石英岩矿主要赋存于该区老青山单斜构造体系中，矿石类型主要有石英岩，其次为石英砂岩、含白云母石英岩等；沉积型石英岩矿主要赋存于该区雷家户-宋集单斜构造体系中，矿石类型主要为石英砂岩。两种类型矿床均为层控型矿床，赋矿层位分别为中元古代凤阳群白云山组、上元古代八公山群伍山组，含矿岩层均属于主要组份SiO2含量高，次要组份Al2O3、Fe2O3含量低的岩石组合特征，其中白云山组地层是凤阳地区沉积变质型石英岩矿主要赋矿层位，该区已开发的石英岩类矿床均赋存于该组地层中，而赋存于伍山组地层中的沉积型石英砂岩矿，至今尚未得到有效开发利用。

1 地质背景

凤阳山区处于中朝准地台淮河台坳蚌埠台拱与淮南陷褶断带。区内出露地层主要分为两类，一类是出露于凤阳山北部的下元古界五河群杂岩、角闪岩相变质岩系和中元古界凤阳群低绿片岩相变质岩系；另一类则为出露于凤阳山以南的上元古界、古生界滨海-浅海相为主的沉积岩系。区内规模较大的褶皱构造为凤阳期的老青山单斜和印支-燕山早期的淮南复向斜，两褶皱构造分别为沉积变质型石英岩矿和沉积型石英岩矿控矿构造。区内断裂构造发育，岩浆岩不发育，仅见种类多样且零星分布的小型脉岩，如石英斑岩、石英闪长玢岩、辉绿岩、斜闪煌斑岩脉及脉石英等(图1)。

图1 凤阳山地区构造纲要图Fig. 1 Schematic diagram of structures in the Fengyang Mountain area

2 成矿地质特征

2.1 赋矿层位特征

凤阳山区石英岩矿赋存地层主要为中元古界凤阳群白云山组中、下段，其次为上元古界青白口系八公山群伍山组。该两组地层无论是岩性特征、地层厚度还是分布范围，都足以为本区石英岩矿提供了广大的赋存空间。区内出露的其它地层均不具备石英岩矿赋存条件。

白云山组：主要分布于自老黎山-老青山-白云山一带，构成凤阳山山脊主体部分，大致呈北西西走向沿山脉展布于老青山单斜构造体系中，走向长约30km2，露头宽度最小不到100m，最宽在2000米左右，出露面积达29.2km2。其含矿层为该组地层下段及中段，下段地层中石英岩矿体由薄层—中厚层石英岩、含白云母石英岩组成，矿层厚度达150米左右；中段地层为本区石英岩矿体主要赋存层位，矿石类型主要为薄层-中厚层石英岩、含白云母石英岩等。

伍山组：主要分布于自老黎山-老青山-白云山一线，大致呈北西西走向沿山脉南缘展布于雷家户-宋集单斜构造体系中，走向长约35km2，露头宽度自几十米至1500米左右不等，一般分布于地势较低处，常为第四纪地层掩盖，出露面积达13.7km2。该组地层中构成石英岩矿体的主要岩性为灰白色中厚-厚层中粒石英砂岩、中粗粒含海绿石石英砂岩，矿层厚度可达200m。

2.2 赋矿构造特征

区内与石英岩矿成矿有关的构造主要为老青山单斜及雷家户-宋集单斜（图2）。

图2 老青山单斜示意图Fig. 2 Sketch of the Laoqingshan monocline

2.2.1 褶皱构造

老青山单斜:为区内主要赋矿构造。位于老黎山-老青山-白云山一带，出露较全，长30km2，宽3km2。组成褶皱的地层自北而南分别有白云山组、青石山组、宋集组，岩层走向近东西向，倾向南南西-南，倾角20°～40°，西端老黎山一带地层走向略向北偏转，总体呈一“S”形。

雷家户-宋集单斜:位于老黎山-老青山-白云山一线以南，组成褶皱的地层自北向南有曹店组至毛庄组，出露宽1～9km，岩层走向近东西向，走向长32km，倾向南至偏西，倾角平缓，除局部受断层影响变陡外，大都在30°以下，属正常单斜褶皱曲。东端向南偏转，西端向北偏转，平面形态呈一“S”形。

2.2.2 断裂构造

本区断裂构造发育，从断裂的方向、组合、性质、与褶皱的关系及所切割的地层判断，大多活动于印支-燕山早期，有少数为喜山期。根据空间上的展布方位及发育程度分析，断裂构造总体归纳为东西向、北北东向、北东向、北西向和南北向等五个方向上，其中以东西向和北北东相两组断裂最为发育。

2.2.3 构造控矿作用

本区各期褶皱造山运动形成的以老黎山-老青山-白云山为主体的凤阳山山脉，构成了区内石英岩矿赋存的容矿格架。一系列断裂构造作用，亦使得赋矿褶皱体系向不同方向发生位移，形成了区内相对独立的石英岩矿分布区，同时因断裂构造运动产生的裂隙带及含硅热液又为区内脉石英矿点的形成提供了成矿空间及物质来源。此外，发育于含矿岩层内部的断裂构造，往往形成宽窄不一的破碎带，通常角砾岩较为发育，铁、泥质含量较高，对矿体分布的连续性造成了不同程度的破坏，对石英岩矿石质量也有一定的影响。

2.3 变质作用

在多期次强烈的区域变质作用下，本区各类变质岩广泛发育，其中以凤阳期褶皱老青山单斜中元古代区域变质岩层分布最广。根据凤阳群地层岩石中出现的钠长石、绿泥石、绿帘石和黑云母、白云母等标志性矿物分析，本区变质相应为低绿片岩相，沉积变质型石英岩矿赋矿岩层属浅变质岩层。

3 矿床成因分析

3.1 成矿控制条件

自太古代以来强烈的区域变质作用形成了本区白云山组地层中独特的沉积变质型石英岩矿，青白口纪早期滨海或海滩环境下的沉积作用产生的碎屑岩，则形成了本区伍山组地层中沉积型石英岩矿。无论哪种成因类型的矿床，其层控因素明显。少数零星分布且不具规模的热液型脉石英矿，则大多产于白云山组地层中，此类脉石英矿点受构造运动影响较大，但其成矿物质来源亦主要为含硅岩层。研究认为，厚度稳定而且分布连续的含硅岩层是本区石英岩矿赋存的成矿控制条件。

3.2 成矿时间演化规律

3.2.1 沉积变质型石英岩矿成矿时间演化规律

此类矿床成矿之前，凤阳地区历经了蚌埠期之前、蚌埠期及凤阳期等多期造山运动及构造旋回，构造变动不但造成区域范围内岩浆活动频繁，而且使得整个中－下元古界沉积地层受到多期次褶皱，并有强烈的区域变质作用、混合岩化作用相伴生，其后凤阳期造山运动更使得整个中－下元古界滨海－浅海相沉积环境下沉积形成的石英砂质－砂、粉砂泥质地层，进一步接受区域变质作用，形成了白云山组石英岩、含白云母石英岩地层。因此本区沉积变质型石英岩矿床成矿时间晚于原始沉积岩形成时间，属后期变质条件下形成的后生矿床，其演化过程为：原始沉积物－蚌埠前期运动及伴随的区域变质作用―蚌埠期运动及伴随的区域变质作用（晚太古代）―凤阳期运动及伴随的区域变质作用（早、中元古代）―石英岩矿（凤阳群白云山组）。

3.2.2 沉积型石英岩矿成矿时间演化规律

青白口纪早期，凤阳一带属于沟通黄淮海与胶辽海沂沐海峡的水流冲刷要道，因此形成了中-高环境的滨岸砾屑滩相沉积（曹店组），其最大厚度仅数十米，岩石主要为紫红色砂岩，铁质局部富集或形成凸镜状、似层状赤铁矿。该特点表明，该区处于海水较浅、海岸较陡的氧化环境。局部接着仍在氧化环境下（岩石均呈白色）形成中能环境的海滩相沉积（伍山组）。青白口纪晚期继续海侵，则开始出现刘老碑组泥钙质型陆棚相沉积。根据成矿时代、含矿建造等分析，本区赋存于伍山组地层中的沉积型石英岩矿属海滩相沉积成因。可见本区伍山组地层中沉积型石英岩矿床成矿时间与原始沉积岩形成的时间一致，属同生矿床，其演化过程为：浅海、海岸环境氧化沉积物（青白口纪早期曹店组）―海滩中能环境沉积物（青白口纪早期伍山组）―陆棚环境沉积物（青白口纪晚期刘老碑组）。

4 成矿模式

根据对凤阳山区石英岩矿赋存地质特征及成矿规律的深入分析，认为该区石英岩矿床成矿要素包含有成矿时代、大地构造环境、控矿构造、赋矿层位、地形特征等，由此推演其成矿模式如表1。

表1 凤阳山区石英岩矿成矿模式Table 1 Mineralization model of quartzite in the Fengyang Mountain area

5 结论

凤阳山区沉积变质型及沉积型石英岩矿床均为层控型矿床，受控构造体系则分别为老青山单斜和雷家户-宋集单斜，赋矿层位分别为中元古代凤阳群白云山组、上元古代八公山群伍山组，含矿岩层均属于主要组份SiO2含量高，次要组份Al2O3、Fe2O3含量低的岩石组合特征。区内呈北西西走向延伸隆起的凤阳山体，为石英岩矿床提供了广阔的赋存空间。

参考文献：

[1]安徽省区域地质调查队.1︰20万蚌埠幅区域地质矿产调查报告[R].1979.

[2]安徽省区域地质调查队.安徽省区域地质志[R].1984.

[3]殷张明，胡殿坤，许祥，王超峰,等.安徽省凤阳县灵山-木屐山矿区玻璃用石英岩矿详查地质报告[R].2010.

[4]殷张明，胡殿坤，樊庭瑞，胡甦,等.安徽省凤阳地区石英岩矿资源调查评价报告[R].2011.