内蒙古额济纳旗白龙山硅石矿地质特征及成因浅析

张华川 曹军

摘要：研究区位于内蒙古自治区阿拉善盟额济纳旗境内，成因上与研究区内侏罗纪中粒钾长花岗岩的侵入和北东向构造关系密切，是侵入岩同期派生的脉岩成矿。矿石以白色、纯白色脉石英为主，矿物组成简单，主要由石英组成。矿石具粒状镶嵌、碎裂状结构，块状构造。岩石受力压碎产生裂纹及细粒化条带。

关键词：硅石；地质特征；白龙山

1.区域地质

大地构造位于哈珠—雅干深断裂南侧。区域内主要出露晚古生界二叠纪地层，中生界白垩系和新生界第四系地层。晚古生界为一套浅海相，海陆交互相的碎屑岩夹碳酸盐岩及火山岩建造。其中中酸性火山岩的大量分布是该时代地层一个较突出的特征。拐子湖—呼和音乌苏弧形挤压带，位于雅干北近东西向挤压带以南，二者大体上以雅干大断裂为界。区域古生代地层区划为塔里木—南疆地层大区（Ⅳ），中南天山—北天山地层区（Ⅳ1），觉罗塔格—黑鹰山地层分区（Ⅳ11）；中新生代地层区划为阿拉善地层区（2），巴丹吉林地层分区（21）。

区内主要出露晚古生界二叠系下统双堡塘组地层、中统方山口组地层和上统哈尔苏海组地层；中生界白垩系上统乌兰苏海组；新生界第四系地层。

大地构造位于哈珠—雅干深断裂南侧。区内的主要构造形迹，是一系列近东西向和北东向展布的弧形构造形迹，其中包括不同等级、不同次序的褶皱、断裂、地层、火山岩带、长轴状岩体、岩脉、构造破碎带等。由于该区经历了长期的历史演变，遭受过多次构造运动的改造和建造，使该区的构造面貌变得极其错综复杂。原来的东西向构造形迹，有的保留下来了，有的消失了，有的加强了，有的隐蔽了，有的改变了原来的方位，有的则沉没在中新生代槽地之下。

侵入岩的岩石类型主要为酸性岩。以岩基、岩株状出露。岩体的长轴方向与区域构造线方向一致。在时间上均与二叠纪和侏罗纪期褶皱关系密切。根据岩体与地层接触关系，可将侵入岩划分为二叠纪期和侏罗纪期两期。

2.研究区地质

矿区位于哈珠—雅干深断裂南侧拐子湖—呼和音乌苏弧形挤压带中。

根据《内蒙古自治区岩石地层》，通过普查、详查阶段地质剖面测量、地质填图，矿区内划分了3个岩石地层单位和1个侵入体。第一个岩石地层单位岩性组合为灰绿色黑云石英片岩、灰绿色长石变粒岩、灰绿色细粒石榴长石片麻岩、灰绿色黑云石英板岩、灰白色方解白云石大理岩、灰色石榴黑云片岩，矿区内的这种地层组合在以往1∶20万区域地质调查和1∶5万区域矿产地质调查中没有，本次填图工作中根据岩性组合特征将其归为古元古界北山岩群；其余两个岩石地层单位分别为二叠系下统双堡塘组和中统方山口组。矿区构造表现形式为褶皱构造、不同规模的断裂构造及接触带构造。

2.1地层

矿区内出露地层由老到新依次为古元古界北山岩群地层、二叠系下统双堡塘组地层和中统方山口组地层。

2.1.1古元古界北山岩群

区域上是指分布于额济纳旗北部中级变质程度的碎屑岩及碳酸盐岩岩系，以各种片岩及大理岩为主，上、下接触关系不清。额济纳旗雅干一带的北山岩群呈东西向或北东向展布，局部可见黑云斜长变粒岩。

该地层位于矿区北部，走向延伸长980m，倾向出露宽为480m～730m，分布面积为0.6km2，厚度大于362.49m，呈东西向展布。下界关系不清，上伏与二叠系中统方山口组不整合接触。被侏罗纪花岗岩侵入。该地层岩性主要为灰绿色黑云石英片岩、灰绿色长石变粒岩、灰绿色细粒石榴长石片麻岩、灰绿色黑云石英质板、灰绿色长石变粒岩、灰白色方解白云石大理岩、灰色石榴黑云片岩、灰绿色斜长角闪岩。

2.1.1二叠系

（1）下统双堡塘组

该地层位于矿区中南部，为一套浅变质碎屑岩，在矿区走向延伸长约2.7km，倾向出露宽为1.35km～2.06km，分布面积为4.66km2，厚度大于437.26m，呈近东西向展布。下界关系不清，上伏与二叠系中统方山口组整合接触。

（2）中统方山口组

该地层位于矿区中北部，为一套中酸性火山岩地层，其岩性简单，为斜长流纹岩。在矿区走向延伸长约2.7km，傾向出露宽为1.1km～1.5km，分布面积为4.66km2，厚度为414.91m，呈近东西向展布。下伏与古元古界地层为北山岩群不整合接触，与下统双堡塘组呈整合接触，并被侏罗纪中粒钾长花岗岩侵入。

2.2构造

矿区位于哈珠—雅干深断裂南侧拐子湖—呼和音乌苏弧形挤压带—查黑林嘎顺复式背斜北西翼，其褶皱、断裂构造发育，褶皱为近东西向，断裂以北东东向为主，次为北东向，时代均为二叠纪晚期。区内褶皱构造发育于二叠系下统双堡塘组内，表现为一处背斜和一处向斜，褶皱轴向均呈近东西向展布，还发育有北东东向、北东向的断裂构造，主要发育于古元古界和二叠纪地层内，斜切褶皱轴，均为逆断层，共计4条。

2.3岩浆岩

矿区出露侵入岩主要为侏罗纪中粒钾长花岗岩，分布于矿区西北角，面积为0.12km2，呈岩株状出露，次为与中粒钾长花岗岩同期派生的石英脉、萤石脉及与二叠纪侵入岩同期派生的中基性脉岩。矿区内出露火山岩为中二叠统方山口组斜长流纹岩。其具体特征见本章第一节。

3.矿床地质特征

通过本次工作，在白龙山矿区内共查明14条矿体，其中10个为脉石英硅石矿体，4条萤石矿体。

3.1矿体特征

3.1.1脉石英硅石矿体特征

10条脉石英硅石矿体在空间上呈SW—NE向成群分布于北西部，依次编号为Kq-1、Kq-2、Kq-3、Kq-4、Kq-5、Kq-6、Kq-7、Kq-8、Kq-9、Kq-10，均赋存于二叠系中统方山口组斜长流纹岩中，成因上与矿区内侏罗纪中粒钾长花岗岩的侵入和北东向构造关系密切，是侵入岩同期派生的脉岩成矿。其中以Kq-1脉石英规模最大，是矿区的主矿体。

Kq-1矿体：地表出露形态为透镜体，基本裸露，地貌上呈一相对独立的山梁，地形上高出于围岩，地表标高 1090m～1120m，走向NE 30°，倾向120°～131°，倾角38°～41°，出露长度700m，出露宽度7m～50m。

地表由6条相互平行的勘查线工程系统控制，间距最小为95m，最大为105m，控制矿体长度为507m，宽度为7m～ 50m，控制矿体厚度为6.32m～53.74m，平均厚度为33.50m，厚度变化系数为56.07%，SiO2品位变化范围为96.12%～ 99.74%，平均品位为97.48%，品位变化系数为0.77%；Fe2O3品位变化范围为0.01%～0.31%，平均品位为0.16%，品位变化系数为9.92%；Al2O3品位变化范围为0.05%～1.24%，平均品位为0.45%，品位变化系数为27.36%。

深部由三个钻孔控制，控制矿体厚度为6.20m～24.61m，平均厚度为14.70m，厚度变化系数为63.15%，SiO2品位变化范围为96.06%～99.68%，平均品位为97.84%，品位变化系数为0.66%；Fe2O3品位变化范围为0.01%～0.35%，平均品位为0.22%，品位变化系数为19.07%；Al2O3品位变化范围为0.10%～1.84%，平均品位为0.74%，品位变化系数为37.58%。

Kq-1硅石矿体共有9个工程控制，从以上计算出的厚度变化系数和品位变化系数二组数据可以看出，厚度变化较大，变化系数在56.07%～63.15%，属较稳定型。品位变化系数较低，SiO2在0.66%～0.77%间；Fe2O3在0.16%～19.07%间；Al2O3在27.36%～37.58%，属均匀型。

上述统计说明，Kq-1矿体沿走向和倾向厚度变化较大，自地表向深部尖灭趋势明显，品位变化较小，有益有害组分含量沿走向和倾向分布均匀。

（2）萤石矿体特征

矿区4条与脉石英异位同生的萤石矿体分布于勘查区北部，依次编号为KF-1、KF-2、KF-3、KF-4，均赋存于二叠系中统方山口组斜长流纹岩中，成因上与勘查区内侏罗纪中粒钾长花岗岩的侵入和北东、北西向构造关系密切，是侵入岩同期派生的脉岩成矿。KF-1为主要矿体。

KF-1矿体：地表出露形态为透镜体，沿走向呈豆荚状分布，走向NE 36°，倾向300°，倾角70°，出露长度91m，出露宽度1.6m～3.9m。由两条探槽控制，控制厚度为1.5m～3.6m，平均厚度为2.55m。CaF2品位变化范围为42.05%～79.88%，厚度加权平均品位为53.91%。

3.2矿石质量

矿石结构、构造及物质组分：矿石以白色、纯白色脉石英为主，矿物组成简单，主要由石英组成，石英具明显波状消光由大小不等的长粒状石英镶嵌而成，含量95%～99%。绢云母少量，呈细小鳞片状充填间隙中。其他矿物微量。矿石具粒状镶嵌、碎裂状结构，块状构造。岩石受力压碎产生裂纹及细粒化条带。

礦石化学成分：根据矿体矿石样品的成分含量统计，Kq-1硅石矿体SiO2：96.00%～99.74%，平均97.47%；Fe2O3：0.01%～0.35%，平均0.17%；Al2O3：0.05%～1.84%，平均0.45%。Kq-1矿体矿石SiO2、Fe2O3、Al2O3组分含量符合工业指标。矿石质量沿走向和倾向稳定，质量较好。

本次工作在勘查区总共取萤石矿体化学基本分析样44件，分析项为CaF2。其中矿化带内CaF2品位一般在21.74%～79.88%之间，最高品位为79.88%。矿化沿矿化体走向和倾向上不稳定，品位变化较大，矿化连续性差。

3.3矿石类型

根据基本分析样、组合分析样、加工试验样品的分析结果，硅石矿石自然类型为压碎脉石英，颜色纯白色，品质纯净；工业类型为玻璃硅质原料。

萤石自然类型按矿石中萤石、石英相对含量比例，矿石自然类型为石英—萤石脉型，矿石为灰白色、紫色及紫兰色。矿石以萤石为主，多呈粒状或角砾状与玉髓或少量石英共生。玉髓含量为30%～40%，呈条带状或团块状产于萤石脉之中，质杂不纯。矿区萤石的工业类型为硅酸盐岩石中的充填型脉状矿石。

4.矿床成因及找矿标志

工作区主体构造为近东西向，二叠系上统方山口组长石石英砂岩已被后期构造改造成长英质糜棱岩，其形成的片理基本取代了原始的层理构造，沿片理方向热液蚀变非常强烈。从脉石英成群同向分布的特点分析，成因上与次一级北东向构造裂隙和岩浆热液侵入有关，是岩浆热液沿构造裂隙带侵入长英质糜棱岩冷却而成，这从工作区其他分布的规模很小的脉石英的展布上也可以得到佐证。

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