休宁县五城地区脉石英矿特征及矿床成因

郝文俊，张 徐，李光惠

(中国建筑材料工业地质勘查中心安徽总队，安徽 合肥 230031)

随着水晶资源的逐步枯竭，脉石英替代水晶作为高纯石英原料制备高纯石英砂成为一种趋势[1]。脉石英相对石英砂岩、石英岩成分单一，SiO2含量较高，是作为高纯石英砂的重要原料[2]。本文在对休宁县五城地区脉石英矿进行专项地质调查和综合研究的基础上，认为该地区脉石英矿体分布广泛，质量较好，并探讨其矿床成因，为下一步在该地区寻找脉石英资源指出了找矿方向。

1 成矿地质背景

研究区处于扬子陆块江南古隆起带东段，钦杭成矿带北东段，以祁门—歙县—宁国墩断裂、江湾(江西)—五城和祁门—五城构成的弧形断裂为界，将皖南地区划分出历口构造区、鄣公山隆起区和白际岭岛弧区三个构造地层小区[3]。研究区位于白际岭岛弧区，该区地质构造复杂，经历了晋宁期、加里东期、印支期和燕山期等多次构造活动，总体构造格局是后期构造对前期构造行迹产生叠加改造，使原先构造格局发生了改变，而中生代运动是区内较晚也是最强烈的构造运动，最终形成现今的构造格局[4]。

区内基底由中新元古代海相浅变质火山—碎屑岩组成，盖层主要为侏罗纪—白垩纪陆相碎屑岩夹火山岩沉积，局部出露为泥盆纪—三叠纪海相灰岩沉积。总体构造呈北东向，皖浙赣深断裂通过研究区，为主要的控岩控矿构造，发育璜茅—五城、白际岭等韧性剪切带[5]，晚期叠加北东向脆性断裂，形成了璜茅、白石坑等脉石英矿床，为区内主要控矿构造。区内岩浆岩活动频繁，主要集中在新元古代和中生代的侏罗—白垩纪，多呈北东—南西向，与区域构造方向一致，区内岩浆岩可分为侵入岩和火山岩。侵入岩主要为新元古代花岗岩带和侏罗—白垩纪花岗岩带，呈北东向串珠状出露(图1)。

2 矿体特征

2.1 璜茅脉石英特征

璜茅脉石英出露地层主要为中新元古代井潭组，后期韩家岩体以岩枝形式侵位于井潭组，脉石英充填赋存在断裂破碎带中。地表出露两条脉石英，编号分别为Ⅺ、Ⅻ矿脉(图2)。两条矿体受北东及北西向断裂构造控制。

Ⅺ矿脉：矿脉长100m，最宽处6m，最窄处1m，总体地表走向120～150°，倾向北东，倾角60～75°。Ⅻ矿脉：矿脉长120m，最宽处13m，最窄处3m，向深部延伸，夹层增厚，逐渐分支为Ⅻ-1和Ⅻ-2两条矿脉，中间被花岗岩夹层隔开，倾向北西295～335°，倾角陡立为68～72°。

2.2 米坳脉石英特征

米坳脉石英由66条脉石英组成，发育于井潭组地层中，主要受北东向断裂控制，其次为北西向断裂。其中3m以上脉石英19条，占总数28.8%，1～3m的脉石英17条，占总数25.8%；1m以下的脉石英30条，占总数45.5%，规模整体较大。形态主要有脉状、透镜状为主，少部分脉呈囊状、团状及其他形状，其中脉状有40条，占总数的60.6%；透镜状有19条，占总数的28.8%；其余形态所占比例较少。由此可知区内脉石英规模大小不一，形态不同，多以脉状、透镜状产出。

脉石英两侧围岩具强烈的硅化、高岭土化、绢云母化、绿泥石化，个别脉石英中发育黄铁矿化等金属矿物的现象。脉石英走向以北东向(30～55°)最为发育，其次为北东东向，北西及近南北方向的脉石英数量较少。脉石英大部分倾向北西，少部分倾向北东，倾角大部分在50°以上。主要有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ五条脉石英矿体，其特征见表1。

图1 休宁县五城地区地质略图

图2 璜茅—米坳脉石英矿地质简图

区内脉石英的延长不稳定，大部分脉呈局部膨大，尖灭再现特点，但宽度大于2m的脉石英其延长规模一般都在20m以上，米坳等地大脉延伸达到300m以上，具有很好的找矿前景。

表1 米坳脉石英矿体特征

3 矿石质量

区内脉石英可划分为致密状脉石英[6]和砂糖状脉石英两种类型，以致密状脉石英为主，主要分布在井潭组地层中，其次为砂糖状脉石英，在井潭组地层及韩家岩体中均有分布。致密状脉石英乳白色，致密状结构，块状构造，不透明—半透明，断面具油脂光泽，主要由石英组成，常见长石、云母等矿物共(伴)生，以致密状结构为特征，致密状脉石英主要为岩浆热液型，米拗矿区Ⅰ矿脉即为致密状脉石英；砂糖状脉石英乳白色、白色、无色、烟灰色，砂糖状结构，块状构造，不透明—半透明，主要由石英组成，常见长石、高岭石、云母、绿帘石等矿物共(伴)生，以砂糖状结构为特征，砂糖状脉石英主要为变质热液型，璜茅Ⅻ矿脉、米坳矿区Ⅴ矿脉即为砂糖状脉石英。致密状脉石英和砂糖状脉石英两种类型矿石质量均较好，杂质含量较低。

璜茅Ⅻ矿脉化学成分(表2)为：SiO299.28%～99.91%，Al2O30.008% ～ 0.274%，Fe2O30.051% ～0.177%。总的来看，大部分脉体SiO2含量＞99.28%，Al2O3、Fe2O3等杂质含量较低。

表2 璜茅Ⅻ矿脉化学成分 (单位：%)

米坳矿区Ⅴ矿脉化学成分(表3)为：SiO299.36% ～ 99.69%，Al2O30.055% ～ 0.121%，Fe2O30.034%～0.109%，大部分脉体SiO2含量＞99.36%，Al2O3、Fe2O3等杂质含量较低。总体来看研究区脉石英矿体质量较好。

表3 米坳Ⅻ矿脉化学成分 (单位：%)

4 找矿标志

(1)地层标志：石英脉主要赋存于井潭组、韩家岩体花岗斑岩中，石英脉与围岩接触部位有一定围岩成分带入，但与围岩界线清楚，因此该类地层建造为脉石英赋存的有利地段。

(2)构造标志：石英脉严格受断裂构造控制，主要产于北东断裂中，北东向的断裂为本区主要找矿标志。

(3)围岩蚀变标志：石英脉两侧围岩具强烈的硅化，高岭土化、绢云母化、绿泥石化，这种蚀变类型可作为寻找中—低温热液矿床的标志。

(4)地貌标志：脉石英致密坚硬，抗风化能力强，构成正地形，常呈悬崖陡壁，构成山脊或表现为连续的小陡坎，不可忽视这些地貌上的特征[7]。

(5)转石标志：脉石英与围岩抗风化能力不同，具有差异性风化，形成的脉石英陡壁失去支撑，造成垮塌，顺山沟山脊形成大量脉石英转石，转石存在距离脉石英矿体不远，可作为找矿标志。

(6)地名标志：以白石坑、白石山、白石尖等沟谷命名的地名，往往为脉石英发育地段，区内两处地名均以白石坑命名。

5 矿床成因

脉石英类型主要为变质热液型，也可能存在岩浆热液型，分别对应不同的成矿物质来源。变质热液型脉石英主要成矿物质来源为富含硅质成分的变流纹岩建造，而岩浆热液型脉石英的主要成矿物质来源为中酸性岩浆侵入时所形成的岩浆期后热液。

变质作用形成的大量富硅热液在应力作用的驱动下，在韧性剪切带形成的空隙往上运移，随着压力的降低或在物理化学环境发生变化的地段沉淀形成脉石英。研究区内经历了多期次构造运动，部分早期形成的脉石英受到变质作用的影响，石英发生重结晶现象，从而形成砂糖状结构的脉体。岩浆作用形成的岩浆热液成分较为复杂，形成脉石英的岩浆热液一般是从冷却的侵入体内随气化物质冷却形成的水热溶液流体。这些富含硅质的水热溶液流体沿着张性或张扭性断裂裂隙运移，在断裂上部膨大、交叉、交汇转弯或岩性发生变化的接触界面等物理化学条件发生变化的地段沉淀，形成形态各异的脉石英体。由此可见，本矿床成因类型属热液充填型矿床。

通过研究发现，五城地区断裂构造发育，具有明显控岩控矿作用，之后它们的剪切活动在区内形成一系列韧性剪切带，印支运动后，韧性变形的较深层次转变到浅部环境，燕山期的脆性断裂叠加于韧性剪切带中，产生一系列的成矿构造和成矿结构面[8]，为脉石英的形成提供了良好的运移通道和成矿空间。区内中新元古地层发育，特别是井潭组地层及韩家岩体花岗斑岩等含硅岩石，为脉石英的形成提供了丰富的硅质来源。区内脉石英分布具有一定的规律性，大致形成两条近北东向的脉石英发育带，受北东向断裂构造控制，空间上存在不同产状的矿体，但受同一应力系统控制。

以上有利的构造环境、地层条件和岩浆侵位的热源条件，为脉石英矿床提供了得天独厚的成矿条件，具有良好的找矿远景。