贵州都匀桐州硅石矿床地质特征及成因探讨

刘江

摘要：贵州都匀桐州硅石矿床呈层状赋存于中泥盆统邦寨组中，为整合型层状矿床。矿层为灰白色厚层石英砂岩，产状与地层产状一致。矿体有时夹有薄层杂色泥质粉砂岩及少量粉砂质页岩夹层。矿体硬度大，抗风化能力强，在地貌上常形成陡坡、悬崖，矿床成因属滨海-浅海沉积石英砂岩矿床。

关键词：都匀桐州；硅石矿；地质特征；成因

贵州都匀桐州硅石矿床位于都匀市城西约3km。1983年，贵州冶金地质一队（现贵州省有色金属和核工业地质勘查局一总队）在该区开展普查找矿评价工作，对地表含矿层进行了初步的工程揭露与评价，提交硅石矿远景资源量2153万吨[1]。通过对前人工作成果和找矿实践的分析，总结本区矿床地质特征，对其矿床成因进行分析探讨，为本区进一步工作提供借鉴。

1.区域地质概况

1.1区域地层

区域内出露地层由老至新为寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系、第四系（见图1）。岩性主要为一套海相碳酸盐岩和陆源碎屑岩及残坡积层[2]。

1.2区域构造

矿区大地构造位于黔南坳陷区之都匀南北向隔槽式褶皱变形区东缘，该区以南北向的宽缓背斜和紧闭向斜为特征。

1.2.1褶皱

区域内一级褶皱有黄丝背斜和都匀向斜，其特征如下：

黄丝背斜：背斜轴位于矿区西部，轴向大致呈南北向，平面上受北东向断层错切为三段，平面位移达错600m～ 750m。核部宽缓，地层为寒武系、奥陶系，其岩层倾角为10°左右，两翼地层为泥盆系-三叠系，倾角20°～60°。矿区位于该背斜东翼。

都匀向斜：背斜轴位于礦区东部，轴向大致呈南北向，平面上受北北西向断层错切为两段，核部地层为三叠系，两翼地层为二叠系-寒武系，岩层倾角35°～55°。矿区位于该向斜西翼。

1.2.2断裂

区域内断裂构造发育中等，发育北东东向、北东向、北北西向、近南北向四组断裂，以北东东向断裂为主，形成时期属燕山期，主要断裂如下：

北东东向断裂：有蟒山断裂和甘塘断裂，甘塘断裂位于蟒山断裂北缘，两条断层平行分布，错断黄丝背斜。断面近于直立，平面断距700m左右，破碎带宽10m～20m，断层角砾岩发育，旁侧常见硅化蚀变发育，沿断层出露线常形成洼地、陡崖。

北北西向断裂：其发育程度次于北东向组断裂，主要出露于都匀向斜核部，属一级褶皱的次级张性断裂，走向变化大。

2.矿区地质

2.1地层

矿区地表出露地层仅志留系和泥盆系地层，并以泥盆系中统为主，缺失泥盆系下统（见图2）。现由老至新分述如下：

志留系翁项组：出露于矿区西缘，仅出露其中上部。岩性为黄绿色、灰绿色、灰色页岩，局部见生物化石碎屑，厚度不详。

泥盆系中统邦寨组：具岩性分为两个岩段。

邦寨组第一段：灰黄色粉砂质页岩与灰黄色、灰色中厚层长石杂砂岩相间产出。下部以粉砂质页岩为主，上部以长石杂砂岩为主。底部常见约0.05m～0.10m黄铁矿化变余石英细砂岩。厚约110m。

邦寨组第二段：主要为灰白色、浅灰色厚层细粒、中粒（部分粗粒）石英砂岩。间夹薄层泥质砂岩，少许砂质页岩，中下部泥质砂岩夹层较上部多，顶部见砂质砾岩夹层。夹层呈扁豆状分布于石英砂岩中。该层为硅石矿赋矿层位，主含矿层位位于上部。该层厚185m～237m。

泥盆系中统独山组：薄层粘土质砂岩、粉砂质页岩，夹中厚层、厚层石英砂岩。距底部约50m处厚3m左右的块状细晶白云岩。本层厚160m～170m。

泥盆系上统望城坡组：出露于矿区东缘地形平缓地带，为深灰色、灰褐色薄到厚泥质白云岩，下部夹含粉砂质泥质白云岩，底部几米为含白云质生物碎屑灰岩。矿区未见顶。

2.2构造

矿区为黄丝背斜东翼，总体岩层走向呈南北、倾向东，倾角40°左右的单斜，仅在断裂带上局部岩层因构造作用被牵引弯曲。矿区断裂构造简单，主要发育北西西向F1、F2和东西向F3三条断层。其他方向断裂规模较小，对矿体无明显的破坏。

北西西向断裂：主要有F1、F2两条断层，两者特征大致相似，走向北西西，断面呈舒缓波状，向北倾斜，倾角70°～ 80°，破碎带宽10m左右，最宽可达20m，构造角砾岩发育，部分角砾发生糜棱岩化，胶结物多为泥质和少量铁质，水平断距50m左右，属压扭性断裂。其中F1被后期F2断裂错切。

东西向断层：主要有F3断层，倾向北，破碎带宽2m～ 4m，断层角砾多呈棱角状，大小不一，局部断面见擦痕。

3.矿体特征

3.1矿体产出特征

矿体呈层状赋存于中泥盆统邦寨组第二段中，为整合型层状矿床。矿层为灰白色厚层石英砂岩，产状与地层产状一致。根据其岩性和含矿情况，可以分为上、下两层矿体。上层矿体厚85m～90m，由4层～9层矿层和4层～8层夹石相间产出，SiO2含量普遍较高，夹石层较少，为主含矿层；下层矿体厚95m～147m，SiO2含量多数偏低，夹石层多，本层剥采比过大，不能作为硅铁生产用，但其SiO2含量多数高于90%，可以作溶剂用硅石。另外，在独山组中，局部夹有厚层石英砂岩，可达硅铁用硅石指标要求，在开采主矿层时可以综合利用。在主含矿层内，累计矿层厚度42.19m～62.25m，累计夹石厚度23.31m～45.12m，连续矿层厚度2m～ 30.48m，连续夹石厚度0.56m～14.73m，厚度含矿率0.4832～ 0.7277，平均厚度含矿率0.6218。

矿层内夹石根据岩性主要有泥质粉砂岩、粉砂质页岩和薄层或厚层含铁、铝杂质石英砂岩，矿层和夹石层沿走向和倾向变化均不稳定，无规律，沿走向和倾向均具膨缩和尖灭再现现象，呈透镜体、扁豆体产出，前两者夹石肉眼易于辨认，石英砂岩型夹石与矿层界线难分。

3.2矿石质量特征

矿石中主要矿物为石英，含量大于85%，次为10%左右的铁质、泥质、有机质等，矿石的物质组成见表1。

据光谱分析，矿石中元素组分除主要成分Si、Al、Fe、Ca、Mg外，还有微量的Ti、Ba、Cr、V、Cu、Zr等元素，就生产硅铁而言，矿石中硅和铁是有益元素，铝和磷是有害杂质。其分析结果见表2。

矿石结构构造简单。矿石结构以变余砂状结构为主，主要构造为块状、层状构造。其化学成分见表3。

4.礦床成因探讨

矿体呈层状赋存于中泥盆统邦寨组第二段中，在该组顶部石英砂粒较粗，且有4层～10层单层厚几厘米至70cm的砂质砾岩扁豆体夹层，砾石形状从滚圆状至次棱角状均有。在整个主含矿层中。细、中、粗粒石英砂岩及泥质粉砂岩等相间变化较频繁。石英砂粒从滚圆状至次棱角状均有，多数为次棱角状、次滚圆状。局部见有交错层理和斜层理。在部分砂岩层面上见生物遗迹孔穴。

泥盆世早期海水未达本区，故缺失泥盆系下统地层；中泥盆世海水由南向北推进[3]，本区沦为海域，沉积了一套滨海-浅海相的碎屑岩。早期以砂质页岩、长石杂砂岩为主，夹少量石英砂岩。中期以石英砂岩为主夹少量泥质砂岩。晚期以砂质页岩为主夹少量石英砂岩。由于潮汐作用、波浪的影响，以及复杂的海滨地势等因素，使得石英砂岩中往往伴生一些同生砂砾的沉积，Si02含量沿走向和倾向均有不规则的变化；晚泥盆世海水继续向北推进，本区为浅海环境，海水流畅，盐度正常，生物繁盛，沉积了一套碳酸盐地层（主要是白云岩）。

综上所述，贵州都匀桐州硅石矿床成因应属滨海-浅海沉积石英砂岩矿床。

参考文献：

[1]贵州冶金地质一队.贵州都匀桐州硅石矿区1∶2000地质详查报告[R]. 1984.

[2]魏家庸，王砚耕，刘裕周.贵州省区域地质志[Z].贵州省地质矿产局区域地质调查队. 2008.

[3]江如洲.黔陶硅石矿床的地质特征[J].地质与勘探， 1987（05）： 22-26.