叶潭挡风凹石英矿地质特征及矿床成因探讨

摘要：叶潭挡风凹矿石英矿产于泥盆系桂头群，矿体主要受沉积条件及区域环境控制。后期受区域环境影响形成石英砂岩、变质石英砂岩，石英砂岩通过中温气成热液形成石英岩。矿体呈似层状平缓产出，大致倾向400～500，倾角300～500。

关键词：挡风凹：石英砂岩;桂头群

1.区域地质背景

叶潭石英矿矿床在区域上位于东西向佛冈一丰良深断裂带与北东向河源深断裂带交汇地段，和平凹褶断束与永梅凹褶断束接壤处。石英矿床产于泥盆系桂头群地层，下伏地层为震旦系老地层。

2.矿区地质

2.1地层

矿区及附近出露的地层，主要为泥盆系桂头群（D1-2G）和第四系残坡积层（Qel+dl）。

2.1.1泥盆系桂头群（D1-2G）

分上组（D1-2Ga），下组（D1-2Gh）：上组主要为长石石英细砂岩、千枚岩，下组主要为石英砾岩、石英岩、石英砂岩;地层倾向30°-50°，倾角17°-46°。总厚度>lOOOm。

该地层下组（D1-2Gb）主要为灰白色一灰黄色石英岩、石英砂岩，为本区玻璃用石英砂岩矿体的主要赋存部位。石英岩：灰白色，部分岩石因为含有铁质而呈现各种色调的杂色石英岩。岩石致密坚硬，碎块呈尖锐的棱角状。岩石的典型结构为细粒粒状变晶结构，典型构造为块状构造。岩石中含量最为丰富的矿物为石英，此外含有少量的长石、白云母以及铁质。组成岩石的矿物粒径细小，一般粒径约0.2mm。石英砂岩：呈灰白色、灰黄色，略带紫红色，主要成分为石英、白云母，局部具轻微的片理化，致密坚硬，性脆。大部分矿物发生形变和重结晶作用，岩石虽受变质作用，但其原生结构仍有保存，原生的石英碎屑呈菱角状和半浑网状，岩石具变余砂状结构。

下组下部为青灰色砂岩、绢英岩，主要矿物成分为石英（70%～75%）、绢云母（24%～26%）、白云母（ 2%-4%）及少量褐铁矿。绢云母分布在石英颗粒之间，石英颗粒边部常被绢云母交代，石英颗粒呈粒状、锯齿状。褐铁矿呈胶体状产出，沿矿物颗粒的裂隙呈脉状充填，对岩石有染色。

2.1.2第四系残坡积层（Qel+dl）

呈面状分布于山坡、山脊等地势平缓地段。残坡积层（含全风化的岩石）的发育深度与地形、地貌、岩性、构造等关系密切，厚度0～14m不等。由灰黄色、浅褐红色的粘土、亚粘土、泥沙等组成，近地表处含较多的植物碎屑。

2.2构造

2.2.1断裂构造

本区主要见北东向的一组断裂构造，地表出露沿走向延伸约500m，倾向310°～320°，倾角62°-76°，该断裂以挤压破碎带形式产出，由构造角砾岩、糜棱岩及挤压碎裂岩、断层泥所组成。角砾呈次棱角状、半浑圆状，成分为花岗岩、长石石英砂岩、千枚岩等。

2.2.2节理裂隙

在矿区出露的石英岩、石英砂岩、细砂岩中节理裂隙发育，按走向大致可分为NE向、NW向及近SN向三组。

NE向裂隙组走向30°—60°，倾向NW，倾角40°～48°，密度1-3条/米。单条裂隙出露长lOm～25m。

NW向裂隙组走向310°-330°，倾向SW，倾角62°～82°，密度2m-4条/米。单条裂隙出露长度10m～20m。

近SN向裂隙组，走向350°-10°，倾向W，倾角64°～78°，密度2m～4条/米，单条裂隙出露长度8m～20m。

节理裂隙宽1 mm～5 mm。节理裂隙张开充填有泥质物、薄膜状铁锰质物、褐红色的褐铁矿等。

2.3岩浆岩

岩浆岩出露于矿区的南部，为燕山三期侵入的白石岗岩体，区内出露面积2.4km2，主要为中粗粒似斑状黑云母花岗岩，岩石呈灰白色、浅肉红色，中粗粒似斑状花岗结构，块状构造。主要由石英（含量45%）、钾长石（含量30%）、斜长石（含量20%）黑云母（含量4%～5%）及少量屑石、锆英石、磁铁矿等副矿物组成。

3.矿床地质特征

挡风凹矿区玻璃用石英砂岩矿产于泥盆系桂头群，矿体主要受沉积条件及区域环境控制。矿区内石英砂岩矿沿走向长约380m，宽50m～180m，本區石英矿体延展规模为中型。

3.1矿体特征

矿体呈似层状平缓产出，大致倾向40°～50°，倾角30°～50°，矿体中心部位（打鼓顶）裸露，南侧覆盖较厚，局部达到14m，赋存标高332m～431m。矿体走向延长380m，水平宽度50m-180m，铅直厚度12.OOm-58.60m，平均铅直厚度26.96m，厚度变化系数51.45%。矿体形态沿走向及倾向方向变化中等;石英砂岩矿体大部分受后期中温气成热液作用形成石英岩。

3.2矿石质量

3.2.1矿石主要组分特征

矿石中有益成分Si02含量92.77—99.53%，平均96.89%，变化系数1.34%;有害成分Al2O3含量0.247%～4.41%，平均1.55%，变化系数49.4%;有害成分Fe203含量0.070/0～0.59%，平均0.232%，变化系数42.43%（表1）。矿石化学成分较稳定。

矿石主要组分相关性：根据样品化学分析及统计分析结果表明，矿石中Si02含量与Fe203、Al203含量呈负相关关系，Si02含量高，则Fe203、Al2O3含量低。Fe203含量与Al203含量总体呈正相关关系。

3.2.2矿石放射性核素量

在矿体东、中、西部各取了一个岩样做放射性检测，检测结果分别如下。

西部ZK0101岩心矿石的226Ra=0.28Bq/kg、232Th=40.21Bq/kg、K40=101.43Bq/kg，矿石的内照射指数IRa=0.001，外照射指数Ir=0.18。

中部ZK0003岩心矿石226Ra=0.24Bq/kg、232Th=36.28Bq/kg、K40=165.48Bq/kg，矿石的内照射指数IRn=0.001，外照射指数Ir=0.18。

东部ZK0201岩心矿石226Ra=18.llBq/kg、”232Th=22.28Bq/kg、K40=336.55Bq/kg，矿石的内照射指数IRa=0.09，外照射指数Ir=0.21。

根据规范GB6566-2010要求，均符合A类装饰装修材料要求，其产销与使用范围不受限制。

3.2.3矿石的矿物组分及主要矿物特征

矿石中主要矿物为石英、少量长石、褐铁矿、赤铁矿等。

石英：根据化学分析结果，矿石中的石英含量92.77%～99.53%，石英多呈棱角状。粘土矿物填充于石英颗粒之间。

矿石中的石英可分为两期：早期形成的石英呈棱角状、碎基状，粒径0.5mm～2mm，约占矿石总含量的75%～87%;后期形成的石英是受中温气成热液作用形成石英岩，后期形成的石英约占矿石总含量13%-15%，其中部分为玉髓;无色，隐品质，集合体产出，消光混乱，一级灰白干涉色，平行消光，是石英的一个变种，化学成分与石英相同，属于后期产物，可见其沿石英边部、裂隙进行交代。

长石（钾长石、斜长石）：主要为长石、似长石等经热液蚀变或风化作用分解的产物，无色，细小鳞片状、产方板状，多呈集合体产出，粒径O.OOlmm～0.08mm正低突起，一級灰白干涉色，平行消光。

褐铁矿、赤铁矿：褐铁矿呈褐红色，主要产于岩石的裂隙中，呈薄膜状、皮壳状产出，分布不均匀，含量少，约占O.l%～l.0%。

赤铁矿呈褐红色、褐黄色、浅黄色不均匀分布于岩石中，未见有稳定的晶体，多呈粉末状浸染状分布，含量小于0.2%。

3.2.4矿石的结构构造

矿石的主要为粒状变晶结构、交代残余结构、碎斑状结构;为块状构造、脉状构造、晶洞状构造。

粒状变晶结构：矿石中的主要矿物（石英）分为大小不同的两期，粗颗粒为早期结晶生成，粒径1.5mm～2.5mm，细粒的为后期热液蚀变作用形成的，粒径小于0.5mm，组成石英粒级不同的矿石。

交代残余结构：石英交代长石，矿石保留长石晶体的假象。

碎斑状结构：矿石受后期构造活动的影响，矿石中的石英晶体中裂隙发育，呈碎斑状。

块状构造：矿石呈致密块状。脉状、晶洞状构造：矿石中晚期形成的不规则石英脉，穿插在早期形成的石英砂岩中。部分较宽的后期石英脉的局部地段呈晶洞状，晶洞壁向内生长有小的水晶体。

4.矿体围岩及围岩蚀变

矿体的围岩主要为震亘系的板岩、硅质岩和泥盆系的长石石英细砂岩、千枚岩。矿体顶板大部分地段为第四系残坡积层覆盖，结构松散，主要有粘土、砂及碎石组成，局部矿体裸露地表。

矿体底板主要为泥盆系砂岩及细砂岩，岩芯较完整，岩石结构致密，胶结程度较好。根据钻孔揭露及岩矿鉴定，泥盆系砂岩呈变晶结构、块状构造，主要蚀变为千枚岩化、绢云母化，根据矿物组合定名为绢英岩。绢英岩主要由约73%石英，25%绢云母，2%左右褐铁矿组成。

5.矿床成因探讨

本矿床产于泥盆系浅海相石英砂岩中，矿体形态、产状及规模受沉积环境、断裂构造所控制。

根据前人工作及本次调查研究，本矿床位于泥盆系石英砾岩、石英岩、石英砂岩中，灰紫、灰白色石英砂经水流搬运汇聚到一定位置沉积下来，通过淋蚀作用把铁质带人石英砂岩底部，故上部含铁较低（浅部成矿），后期受区域环境影响形成石英砂岩、变质石英砂岩，石英砂岩通过中温气成热液形成石英岩，后期形成的石英岩产状不明显。

参考文献：

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