新疆哈密市天湖Ⅰ号白云岩矿（熔剂用）矿床地质特征分析

2021-01-05吕成龙

中国金属通报 2020年12期

关键词：白云石山子白云岩

吕成龙

（哈密新中兴工贸有限公司，新疆哈密 839000）

矿区位于哈密市东南137°方位，直距129km处，行政区划属新疆哈密市管辖。本文对哈密市天湖Ⅰ号白云岩矿的基本地质特征及成因展开探讨，以供参考。

1 区域地质特征

1.1 地层

区域出露地层的有：元古界、震旦系、寒武系地层及第四系。元古界中天山群贯穿区域中部，南北两侧为断裂所控制，根据不同的岩性组合划分了星星峡组（Ptxb）和卡瓦布拉克组（Ptk）两个组。星星峡组呈北东东向分布于区域北部，两者整合接触，岩性组成为：灰色石英片岩、大理岩、石英岩。卡瓦布拉克组呈近东西向分布于区域中部及西南角，与上覆地层震旦系中统（Z2）呈断层接触。岩性主要为白色、灰色大理岩、白云岩、灰色石英片岩、石英岩。该组含镁或富含镁的碳酸盐沉积发育，是白云岩矿的主要的含矿层位。震旦系区内仅出露有中统（Z2），呈近东西向分布于区域中部，主要由深灰色硅质灰岩、硅质页岩、白色白云岩、白色、灰色大理岩、灰色片岩、片麻岩组成。与上覆下寒武统西大山组地层呈整合接触。寒武系区内仅出露有下统西大山组（€1x），呈近东西向零星分布于区域中部及西南角，主要岩性为一套含磷、铀、钒的炭质、硅质岩、黄铁矿化泥板岩，紫红色硅质页岩，底部常有角砾状灰岩。与上覆地层志留系呈超覆不整合接触。第四系主要分布于区域北西部和中部（如图1）。

图1 区域地质图

1.2 构造

区域大地构造位置属于塔里木板块（一级）－塔里木北缘陆缘构造带（二级）－公婆泉早古生代岛弧（三级）之中天山中间隆起带。区内褶皱、断裂构造较发育。

1.2.1 褶皱构造

区域地处中天山中间隆起带，北侧为北天山地向斜褶皱带，南侧为北山褶断带切勒塔格复背斜的东部，中天山中间隆起带呈北东70°方向带状分布，南北两侧为捷山子大断裂控制。根据所受的不同构造作用，及其地层、变质作用等不同因素，将该带分为南北两个平行的次一级构造单元：北为捷山子隆起，南为天湖凹陷，（基本特征见表1）。捷山子隆起：呈一东宽西窄的带状，二侧均为大断裂控制，组成捷山子隆起的岩石，主要是各旋回期的侵入岩（约占1/3）其次是元古界的各种变质岩。背斜核部由中天山群星星峡组组成，翼部主要由卡瓦布拉克组成。天湖凹陷：呈一西宽东窄的带状，北西为捷山子大断裂与捷山子隆起相隔；西南为红柳河断陷。凹陷内为一系列的紧闭线状褶皱，由于天湖岩体的侵入，它们被分割为东西二段，这些褶皱具有共同的特征，褶皱走向由北东70°至近东西向，其向斜部分均由寒武世石英岩或石英片岩组成。

1.2.2 断裂构造

断裂构造在区域内不甚发育。捷山子大断裂呈北东东向横贯全区，是区内主要构造单元的分界线，区内构造线方向其一致。捷山子大断裂表现为规模大、发生时间早，活动时间长，在地史发展中，不仅控制着不同构造单元的地质发展，而且也是岩浆活动的良好通道，沿断裂带岩石受到了强烈破碎或糜稜岩化。

表1 中天山中间隆起带次级构造

2 勘查区地质特征

2.1 地层

勘查区出露的地层单一，仅见有元古界中天山群卡瓦布拉克组（Ptk），岩石组合为中厚层状绿泥石石英片岩夹白云岩，绿泥石石英片岩与白云岩为整合关系，界线清楚。

（1）白云岩：为本次勘查的主要对象，矿体即赋存其中，分布于详查区中部和东北角，呈北东-南西向延伸，单斜产出,岩层产状338～340°∠46～47°。中部白云岩层在区内出露长度2066m，出露宽度73m～172m，沿走向于东西两侧延伸至区外。东北角白云岩层在区内出露长度634m，出露宽度37m～109m，沿走向于东西两侧延伸至区外。岩石呈灰色～灰白色，细晶～中粗晶结构，块状构造。主要由白云石组成，含少量陆源碎屑和方解石。白云石含量占95%以上，粒径0.06mm～2mm,聚片双晶发育，双晶纹平行于菱形解理的短对角线；方解石粒径0.06mm～0.25mm，分布不均匀，含量2～10%。

（2）绿泥石石英片岩：为勘查区内主要出露岩石，分布于全区并延展至区外。岩层呈北东-南西向延伸，单斜产出,产状338～340°∠46～47°。岩石风化面灰白色，新鲜面绿色、浅灰绿色，中细粒均粒鳞片粒状变晶结构，片状构造。矿物组成主要为石英，次为绿泥石。石英呈粒状，局部可见三边嵌晶结构，大小0.5～5.mm，含量65～85%。绿泥石呈片状，大小0.2～2mm，含量20～30%。

2.2 构造

勘查区构造简单，总体上为一倾向北西的单斜构造。岩层层理清晰，产状稳定，产状338～340°∠46～47°。

2.3 变质作用

详查区岩石主要受区域变质作用影响，岩石往往发生一定程度的重结晶，总体变质程度中－深，属碳酸盐相中深变质。

3 矿体地质特征

3.1 矿体特征

在勘查区范围内圈出了两个白云岩矿体，均产于元古界中天山群卡瓦布拉克组（Ptk）白云岩中，矿体出露良好，无第四系覆盖，矿体的分布、形态、规模分述如下。

K1号矿体位于详查区中部，是区内的主要矿体。呈似层状产出，总体呈南西—北东向延伸，产状335～345°∠47°。矿体控制长度1605m，厚9.56m～17.18m，平均厚13.44m，最大延深82m，最大垂深58m，沿走向两端自然尖灭（图2）。矿体沿倾向厚度基本无变化，沿走向厚度变化较稳定，厚度变化系数45.09%。

K2号矿体位于详查区北东部，呈透镜状产出，总体呈南西—北东向延伸，产状335～345°∠47°。控制长度205m，厚9.8m～19.80m，平均厚度8.27m，最大延深43m，最大垂深30m，沿走向两端自然尖灭（图2），厚度变化系数120.82%，属厚度不稳定类型。

图2 矿区地质简图

3.2 矿石质量

3.2.1 矿石的结构构造及矿物成分

K1、K2号矿体的矿石类型相同，岩性特征基本一致。矿石为浅灰～灰白色，细晶～中粗晶结构，块状构造。主要由白云石组成，含少量陆源碎屑和方解石。白云石含量占95%以上，粒径0.06～2mm,聚片双晶发育，双晶纹平行于菱形解理的短对角线；陆源碎屑呈次棱角状～次圆状，粒径0.06～0.25mm，成分为石英，少量岩屑，分布不均匀，含量3%；方解石粒径0.06～0.25mm，零星分布，含量2%；另有少量褐铁矿，粒径0.05～0.1mm。

3.2.2 矿石的化学组分

K1号矿体矿石主要化学组分含量为：CaO31.22～39.62%，平均35.07%；MgO15.28～21.81%，平均18.29%；SiO21.17～2.65%，平均1.75%；Al2O30.32～1.80%，平均0.96%；Fe2O30.87～1.96%，平均1.35%；Mn3O40.05～0.12%，平均0.08%；S 0.04～0.09%，平均0.06%；P 0.04～0.13%，平均0.08%；烧失量39.14～41.85%，平均40.65%。

K2号矿体矿石主要化学组分含量为：CaO 32.02～39.01%，平均34.61%；MgO 16.12～21.78%，平均18.84%；SiO21.34～2.17%，平均1.77%；Al 2O30.84～1.20%，平均0.94%；Fe2O31.17～1.62%，平均1.31%；Mn3O40.04～0.09%，平均0.06%；S 0.05～0.08%，平均0.07%；P 0.04～0.07%，平均0.06%；烧失量40.43～41.75%，平均41.30%。

3.3 矿石品级和类型

矿石自然类型单一，为白云岩，按工业适用性，其工业类型为熔剂用白云岩。根据熔剂用白云岩一般工业指标对矿石有益有害组分含量的要求，对比本矿矿石的组分含量情况（见表2）可知，K1、K2号矿体总体质量均达到熔剂用白云岩一般工业指标工业品位的要求，且两者矿石质量相近。

表2 矿石品级质量对比表

3.4 矿体围岩

勘查区矿体均为裸露的基岩，地形为正地形。矿体内部结构较为简单。矿体的顶、底板均为白云岩，呈灰～灰白色，细晶结构，块状构造。主要矿物白云石占90%、方解石10%、褐铁矿微量。白云石粒径0.1～0.2mm，在白云石间含有泥质点、半自形粒状方解石、细粒褐铁矿。白云岩矿与非矿界线是依靠化学分析结果确定的，顶底板白云岩的MgO含量均小于15%。矿体内部没有夹石。