甘肃肃北县大三羊井一带脉石英地质特征及成矿远景探讨

姚富春

(中国建筑材料工业地质勘查中心甘肃总队，甘肃 天水 741000)

随着高新技术产业对优质高纯石英原料的需求不断增大[1]，脉石英成为替代天然水晶加工高纯石英的重要原料。由于脉石英岩中SiO2含量一般大于99%,而且与天然水晶相比，其资源储量相对比较丰富，成为几年来研究的重点[2]。甘肃省脉石英分布较分散，其中肃北县马鬃山一带脉石英分布较多，但地质工作程度较差，前人研究成果地域局限性较大[3]。本文重点对肃北县大三羊井一带脉石英矿地质特征、矿石质量进行初步分析，探讨了脉石英成矿地质条件，认为大西井南、大三羊井东两个地区具有一定的成矿远景，对今后在该地区内开展进一步找矿工作具有积极意义。

1 地质背景

1.1 地层

大三羊井一带地层属塔里木地层大区敦煌地层区罗雅楚山—柳园地层分区—红柳园地层小区。主要地层为古元古代敦煌岩群(Pt1D)、中元古代长城纪铅炉子沟群(Ch2Q)。其中古元古代敦煌岩群进一步分为小西弓黑云石英片岩岩组和华窑山二云片岩岩组，前者为脉石英矿赋矿地层，主要岩性为石英片岩、二云石英片岩、大理岩、斜长角闪岩。

1.2 构造

大三羊井一带大地构造位置处于塔里木板块—塔里木盆地—敦煌地块—柳园裂谷构造带(Ⅱ-2-9-1)。区内构造活动强烈，褶皱较发育，主要以发育在敦煌岩群中红旗山井复式背形体系中大西井背形构造、小西弓—旧井韧性剪切带为主，呈北西—南东走向。其中小西弓—旧井剪切带横跨整个区域，宽10 ～28km，延长达50km。卷入该期变形的岩系以小西弓组中上段为主，区内石英脉体产出与该期构造活动关系密切。

1.3 岩浆岩

大三羊井一带岩浆侵入活动十分强烈，以中酸性侵入岩分布最为广泛。岩浆侵入活动时间自华力西期至加里东期，其中以华力西期活动最为强烈，普遍糜棱岩化。在敦煌岩群地层及不同岩体中存在辉绿岩脉、伟晶岩脉。上述岩体中局部有脉石英分布。

1.4 变质作用及变质岩

与成矿有关的变质作用主要为：敦煌岩群地层中深变质岩系与变质热液石英脉金矿化有一定的关系，如小西弓金矿床；与区域动力变质有关的韧性剪切带是寻找变质热液构造蚀变岩金矿及热液型脉石英的有利区域，如旧井脉石英矿等。

2 脉石英地质特征

(1)脉石英产出特征。

肃北县大三羊井一带共圈定脉石英17 条(图1、表1)，脉石英呈透镜状、脉状，均沿北西—南东向陡倾斜产出，以倾向南西为主，少部分倾向北东，倾角变化于69°～85°；延伸长6 ～43m，个别大于100m，厚1.28～8.09m，大部分厚2.07～5.69m。根据脉石英的产出位置分为两类。一类产于变质岩地层中，有14 条，q1 ～q5、q7 ～q9、q12 ～q13、q14 ～q17 脉石英分布在敦煌岩群小西弓黑云石英片岩岩组(Pt1Dxx)中，矿体长度6 ～43m，厚度1.30 ～8.09m，呈透镜状、脉状，常成群成组分布。另一类产于二长花岗岩及辉绿岩脉中，有3 条，其中q6 脉石英分布在石炭纪中粗粒似斑状角闪黑云二长花岗岩(πηγC3)中，透镜状，长14m，厚1.28m；q10、q11 脉石英分布在辉绿岩脉(βμ)中，脉状，长分别为24m、106m，厚分别为2.31m、3.83m。

图1 大三羊井一带脉石英地质简图及远景区划分

表1 脉石英矿体特征一览表

(2)矿石质量。

根据脉石英赋存地质体的差异，区内脉石英矿石类型划分为两类，其中变质岩层中脉石英主要为白色不等粒石英岩，岩体及脉岩中的脉石英为中粒状石英岩(表2、图2)。

图2 脉石英镜下照片

表2 大三羊井一带脉石英矿石类型

将大三羊井一带脉石英与青海省大柴旦行委黑石山—塔塔凌河地区脉石英[4]和河南省栾川县脉石英[5]进行对比，主要矿物石英＞99%；本区内矿石SiO2含量略高，有害组分Al2O3、Fe2O3含量均较低。以上两地脉石英矿石通过筛分、擦洗脱泥、磁选、浮选组合工艺进行提纯后，可将SiO2含量提纯到99.9%以上。类比本区脉石英矿石的情况，预计提纯后SiO2也能达到99.9%以上。

3 成矿条件探讨

从全国各地区热液充填型脉石英分布特征来看[5-10]，脉石英的形成须满足以下两个条件：一个是物质基础，即SiO2的来源，主要来自深部的岩浆分异或混合岩化；另一个是富硅热液的运移及容矿空间，既可以是构造裂隙，也可以是层理。

区内在岩浆演化过程中，形成富SiO2的热液向上运动，在热液运移过程中，流经富硅地层时进一步对周边地层中的硅质成分进行吸收，顺裂隙运移、就位，在缝隙中固化形成脉石英。

大三羊井一带脉石英赋存于敦煌岩群变质岩和石炭纪侵入的二长花岗岩构造裂隙中，一般与层理平行或呈小角度斜切产出。控矿构造受北西向区域断裂控制，是成矿热液运移的通道；由其引起的走向北北东、倾向南西次级构造为容矿空间，多以高角度雁列式排列。成矿阶段为华力西中晚期，脉石英主要为华力西期岩浆活动的产物。

4 成矿远景分析

通过对本区脉石英成矿条件分析研究，共圈定2个成矿远景区，为进一步工作提供找矿方向。

大西井南脉石英成矿远景区：已发现脉石英11条，呈脉状、透镜状分布于变质岩及二长花岗岩或辉绿岩脉中。主要赋矿地层—敦煌岩群约占70%；侵入岩以华力西期糜棱岩化的二长花岗岩为主；地层与岩体普遍受到韧性剪切活动的影响，地层内及岩体内见有大量微小裂隙，为主要容矿构造，成矿条件好，具有较大的找矿潜力。

大三羊井东脉石英矿成矿远景：已发现脉石英4条，呈脉状分布，产于敦煌岩群小西弓组变质岩中。区内主要赋矿地层占80%，具有良好的地层条件。构造以大西井复式向斜为主，构造带两侧次级构造普遍可见石英细脉产出，为脉石英的主要容矿构造；侵入岩以华力西期糜棱岩化的二长花岗岩为主。以上为脉石英形成提供了良好的地层、构造、岩浆岩条件，具有较大的找矿潜力。