哈密市尾亞—天湖一帶白云巖礦地質特征及成因初探

王惠江

（中國建筑材料工業地質勘查中心新疆總隊，新疆 烏魯木齊 830002）

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哈密市尾亞—天湖一帶白云巖礦地質特征及成因初探

王惠江

（中國建筑材料工業地質勘查中心新疆總隊，新疆 烏魯木齊 830002）

本文從白云巖礦產出的區域地質背景、礦區地質概況、礦體產出特征、礦石化學成分以及礦石類型等方面描述了尾亞—天湖一帶白云巖礦床地質特征，并根據其地質特征初步判定礦床為沉積型白云巖礦。

白云巖礦；地質特征；礦床成因；新疆哈密

新疆哈密市尾亞—天湖一帶白云巖礦區位于哈密市東南140km處。本文主要介紹該礦床的基本地質特征，并初步探討其成因類型。

1 區域地質

礦區位于塔里木古板塊塔里木北緣古陸緣活動帶之庫魯克塔格古活動陸緣的東端(見圖1)。

1.1 地層

區內出露的地層自老至新依次有元古界星星峽組(Ptx)和卡瓦布拉克組(Ptk)、中震旦統(Z2)、下寒武統西大山組(∈1x)、下石炭統雅滿蘇組(C1y)、二疊系紅柳河組(P1h)及第四系。

元古界星星峽組中亞組(Ptxb)出露于區域以北，主要巖性為各種片巖和片麻巖夾大理巖層，部分地區已混合巖化；星星峽組上亞組(Ptxc)出露于區域北東部，主要由各種區域性接觸變質片巖和貫入片麻巖夾白云質大理巖組成；卡瓦布拉克組(Ptk)出露于區域中部，近東西向延伸，與中震旦統呈斷層接觸。其巖性主要為含鎂或富鎂的碳酸鹽沉積，巖性比較穩定。

中震旦統(Z2)廣泛分布于區域以南，其巖性主要為深灰色硅質灰巖、硅質頁巖、白色白云巖、泥質白云巖、白色、灰色大理巖、灰色片巖、片麻巖、白云質大理巖夾層和透鏡體，其中泥質白云巖已普遍磷酸鹽化。

下寒武統西大山組(∈1x)散布于區域以南，巖性主要為黑色炭質硅質巖、灰綠色硅質頁巖、灰白色石英巖、灰色硅質板巖、千枚巖，底部常有角礫狀灰巖。

圖1 尾亞—天湖一帶白云巖礦區域地質圖

下石炭統雅滿蘇組上亞組(C1yb)散布于區域以北，巖性主要為灰色灰巖、長石砂巖、灰綠色、紫色玄武巖、輝綠巖、凝灰巖、斑巖夾凝灰角礫巖。

二疊系紅柳河組(P1ha)分布于區域南東角，巖性為綠色、紫色、暗灰色角閃安山玢巖、輝綠玢巖、玄武巖、細碧巖、黃灰色、灰色長石砂巖、復礦砂巖、灰色灰巖、褐紅色礫巖；紅柳河組中亞組 (P1hb)分布于區域南東角，巖性為為灰色、淡黃色、灰綠色薄層狀中粒砂巖、礫巖、變質鈣質砂巖夾黑色鐵質、碳質、硅質鮞狀灰巖的透鏡體；紅柳河組上亞組(P1hc)分布于區域南東角，巖性為灰色、褐紅色礫巖及厚層狀長石砂巖和復礦砂巖，夾極少量的粉砂巖透鏡體。

第四系中更新統(Q2pl)僅見于區域南部，為未膠結或膠結不良的灰色洪積礫石層夾亞砂土；第四系上更新統—全新統(Q3-4pl)在區域南北均有分布，巖性主要為未膠結的洪積礫石層和淡黃色亞砂土。

1.2 構造

本區褶皺為捷山子褶皺，呈一東寬西窄的帶狀，長15km，寬約5km左右，軸向東西，具有向西傾狀的特征，核部由中天山群星星峽組組成，翼部主要由卡瓦布拉克組組成，兩翼傾角60～70°，為次一級褶皺所復雜化。該褶皺北部為華力西花崗巖所破壞，南面為捷山子大斷裂所破壞。組成捷山子向斜的巖石主要是各旋回期的侵入巖，其次是元古界各種變質巖，該褶皺由于受到大量的侵入巖的侵入，原來的構造形態遭到了強烈的破壞，一些褶皺已被大量的侵入巖和斷裂分割成互不相連的背斜和向斜。

區內斷裂構造為捷山子大斷裂，東西走向，斷層面北傾，較陡。為中震旦統內部斷層。斷層面兩盤地層走向相交，沿斷層偉晶巖及石英脈發育，西盤有小型的花崗巖侵入體。

1.3 巖漿巖

區域內巖漿巖為華力西期和加里東期侵入巖，侵入巖分布廣，種類多，巖性復雜。加里東期侵入巖(γ3)分布在區域的中、南部，巖體絕大部分呈寬窄不一的長條帶復合巖體，少數呈小侵入體，巖體分布基本上與區域構造線方向一致，巖石為片麻狀花崗巖、眼球狀片麻狀花崗巖及片麻狀斜長花崗巖。華力西早期第一次侵入巖(γ41a)僅見于區域北部，巖石類型有閃長巖、輝石閃長巖、英云閃長巖、石英閃長巖、花崗閃長巖、花崗巖；華力西早期第二次侵入巖分布于區域北部，巖石類型有灰白色、淡紅色斑狀黑云母花崗巖，眼球狀、片麻狀花崗巖。華力西中期第一次侵入巖在區域內零星出露，巖石類型為綠色、暗綠色閃長巖、輝石閃長巖、綠色石英閃長巖、花崗巖，蝕變較發育，與圍巖界線較清晰，圍巖蝕變有矽卡巖化、綠泥石化；華力西中期第二次侵入巖(γ42b)在區域南、北部均有分布，巖石類型有黑云母花崗巖、鉀質花崗巖、花崗閃長巖和石英角閃正長巖。華力西晚期侵入巖(γ43)僅出露于區域北部，巖石主要為黑云母花崗巖，其次為角閃石黑云母花崗巖及石英角閃二長巖、黑云母斜長花崗巖。華力西期次火山巖(λπ42)僅出露于區域中部的石燕車站的東側，巖石主要為淺肉紅色石英斑巖，其次為霏細斑巖。

2 礦區地質

(1) 地層。

礦區出露地層較簡單，主要為元古界薊縣系卡瓦布拉克巖組衡山巖組的地層(見圖2)。

圖2 尾亞—天湖一帶白云巖礦礦區地質圖

元古界薊縣系卡瓦布拉克巖組衡山巖組(Ptkhs)是礦區主要地層，分布于礦區中部及南部的大部分地區，地層總體傾向北，傾角陡。由灰色石灰巖、硅質灰巖、白云巖、白云質灰巖及頁巖組成。為礦體的賦存層位，產狀為307～360°∠47～80°。元古界薊縣系卡瓦布拉克巖組衡山巖組石英片巖層(Ptkhssch)分布在礦區的北西部。灰黑色石英片巖，鱗片狀變晶結構，片狀—板狀構造。巖石經變質作用后，由變質礦物石英、長石和黑云母組成。巖石還含有少量的碳酸鹽及綠泥石。

(2) 構造。

礦區未見斷裂構造，礦體呈陡傾斜的單斜構造。地層總體產狀基本穩定，為307～360°∠47～80°，構造形態簡單。

(3) 巖漿巖。

分布在礦區的東部和北部。侵入時代為下石炭統雅滿蘇組(C1yb)上亞組，巖性為中細粒角閃石英正長巖，灰白色，半自形—他形中細粒粒狀結構，塊狀構造。經對與巖漿巖接觸的礦石取樣，發現巖漿巖對礦石質量影響不大。

3 礦床地質特征

3.1 礦體地質

通過不同比例尺的路線地質調查、地質填圖、地質剖面測量等工作手段，在整個礦區(A區塊和B區塊)范圍內初步圈定了9個礦體。其中，Ⅱ號和Ⅴ號礦體位于礦區A區塊，均呈單斜層狀產于元古界卡瓦布拉克組衡山巖組白色大理巖中。礦體總體為近東西向延伸，總體產狀312～25°∠49～75°。Ⅷ號、Ⅸ號、Ⅹ號、Ⅺ號、Ⅻ號、ⅩⅢ號、ⅩⅣ號礦體位于礦區B區塊。

Ⅱ號礦體位于A區塊中偏西部，礦體近東西長約2 740m，平均寬30m，呈正地形出露于地表，總體產狀312～350°∠50～75°；Ⅴ號礦體位于A區塊中偏北部，長約2 440m，平均寬約170m，由5個小礦層組成(⑤-1出露長90m，平均寬15m；⑤-2出露長600m，平均寬40m；⑤-3出露長800m，平均寬80m；⑤-4出露長210m，平均寬150m，平面上呈現為東寬西窄；⑤-5出露長220m，平均寬40m)，由于第四系覆蓋較多，沒有系統地揭露，故無法對礦體進行準確的圈連，只能依據地表出露情況對礦體圈連，總體產狀325～25°∠49～78°。

Ⅷ號礦體B區塊西部并延出B區塊外，在B區塊內出露長約5 600m，平均寬約180m，總體產狀339～354°∠46～85°，平面上呈顯東窄西寬；Ⅸ號礦體位于B區塊南西部，在B區塊內出露長約2700m，平均寬約40m，總體產狀345～350°∠60～75°，平面上為一長條帶狀；Ⅹ號礦體位于B區塊南西部，在B區塊內出露長約2 600m，平均寬約60m，總體產狀345～350°∠54～85°，平面上為一長條帶狀；Ⅺ號礦體位于B區塊中偏南部，在B區塊內出露長約940m，平均寬約30m，總體產狀339～353°∠54～78°，平面上為一長條帶狀；Ⅻ號礦體位于B區塊中偏南部，在B區塊內出露長約4 600m，平均寬約20m，總體產狀351～356°∠56～70°，平面上為一長條帶狀；ⅩⅢ號礦體位于B區塊中偏南部，在B區塊內出露長約1 040m，平均寬約20m，總體產狀351～356°∠56～70°，平面上為一長條帶狀；ⅩⅣ號礦體位于B區塊中偏南部，在B區塊內出露長約1 110m，平均寬約20m，總體產狀351～356°∠56～70°，平面上為一長條帶狀。

3.2 礦石質量

為全面了解礦石中的化學組分及含量，對主要礦體采集有代表性樣品進行了化學多元素分析，單個礦體的樣品分析結果取平均值，5個主要礦體的化學組分及含量(加權平均值)見表1。

表1 尾亞—天湖一帶白云巖礦體礦石平均化學組分(%)

從表1可知，礦石的化學組分平均值為(%)：CaO 31.67、MgO 20.36、SiO20.76、酸不溶物 0.64、Al2O30.19、Fe2O30.113、K2O 0.029、Na2O 0.118、Mn3O40.020、S 0.173、P 0.033、LOI 46.19，其中Al2O3+Fe2O3+Mn3O4+SiO2為1.083。

礦石主要化學組分沿走向、厚度上的變化情況見表2。由表中可以看出：

⑤-1礦體CaO沿走向穩定，變化系數為0.02%～0.03%；沿厚度方向變化小，變化系數為0.02%～0.09%；沿走向兩端略高于中部。總體上看CaO含量穩定，無明顯變化規律。MgO沿走向穩定，變化系數為0.02%～0.03%；沿厚度方向變化小，變化系數為0.02%～0.12%；沿走向中部略高于兩端。總體上看MgO含量穩定，無明顯變化規律。

⑤-2礦體CaO沿走向穩定，變化系數為0.05%～0.06%；沿厚度方向變化小，變化系數為0.004%～0.04%；沿走向西部略高于東部。總體上看CaO含量穩定，無明顯變化規律。MgO沿走向穩定，變化系數為0.01%～0.03%；沿厚度方向變化小，變化系數為0.02%～0.05%；沿走向中部略高于兩端。總體上看MgO含量穩定，無明顯變化規律。

⑤-4礦體CaO沿走向穩定，變化系數為0.003%～0.018%；沿厚度方向變化較小，變化系數為0.01%～0.17%；沿走向西部略高于東部。總體上看CaO含量穩定，無明顯變化規律。MgO沿走向穩定，變化系數為0.007%～0.014%；沿厚度方向變化較小，變化系數為0.02%～0.48%；沿走向西部略高于東部。總體上看MgO含量穩定，無明顯變化規律。

根據⑤-1號礦體和⑤-2號礦體化學分析成果，對其中的主要的各項化學組分進行了數理統計，分析結果見表3。

表2 尾亞—天湖一帶白云巖礦體礦石主要化學組分沿走向、厚度變化情況(%)

表3 尾亞—天湖一帶白云巖礦石主要化學組分相關系數

由表3可知，⑤-1號礦體各項化學組分相關性較明顯，且呈正相關關系的有：CaO與SiO2、MgO與酸不溶物、SiO2與酸不溶物；呈負相關關系的為：CaO與MgO、CaO與酸不溶物、MgO與SiO2。⑤-2號礦體各項化學組分相關性較明顯，且呈正相關關系的有：CaO與SiO2、CaO與酸不溶物、SiO2與酸不溶物；呈負相關關系的為：CaO與MgO、MgO與SiO2、MgO與酸不溶物。

3.3 礦石類型

礦區范圍內礦石類型單一，為白色、亮白色細粒白云巖，細粒變晶結構，塊狀構造。礦石主要成分為白云石，含量在90%以上，次要成分為方解石，其次含有少量石英。白云石呈粒狀，粒徑在0.1～1.0mm之間，顆粒之間呈平直鑲嵌狀接觸，定向分布，局部有細粒化現象。石英呈粒狀，粒徑在0.2～0.6mm之間，分布不均勻。

4 礦床成因及找礦標志

(1) 礦床成因。

礦體礦區位于塔里木古板塊塔里木北緣古陸緣活動帶庫魯克塔格古活動陸緣的東端。含礦層為一套碳酸鹽建造，礦體產狀和礦物組分較穩定，礦體與底板圍巖界線清晰，礦石類型簡單，礦體的分布與地質構造沒有明顯的依存關系，但與地層關系密切，嚴格受地層的控制。

根據礦體地質特征，礦床為沉積型白云巖礦。

(2) 找礦標志。

該礦床在地表并無明顯的找礦標志，由于礦體嚴格受地層的控制，應在同一巖性段尋找同類型礦床。

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P619.234

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1007-9386(2014)05-0047-04

2014-04-22