新疆哈密天香冶鎂白云巖礦床地質特征及成因分析

賈紅旭 韓 飛

（新疆維吾爾自治區地質礦產勘查開發局第六地質大隊哈密 839000）

鎂是地球表面最為豐富的輕金屬元素，大多鋼廠都采用鎂脫硫，鎂合金韌性較好、質堅，不易生銹，這些性質決定了鎂有較廣泛的用途[1]。我國西北地區鎂礦主要分布于新疆和靜縣、鄯善縣、哈密地區一帶。哈密作為新疆主要的能源產區，已成為西北地區重要的冶金鎂基地，冶金鎂白云巖成為當地主要的產鎂原料[2]。本文主要介紹哈密天香冶鎂白云巖礦床的基本地質特征，初步探討其成因類型。

1 礦區地質背景

天香冶鎂白云巖礦區位于塔里木微板塊與準格爾微板塊之間那拉提-紅柳河縫合帶NHT東端。其中的薊縣系卡瓦布拉克群為一套以白云巖、灰巖為主的碳酸鹽沉積，是尋找白云巖礦床的最佳層位。

區內出露地層自下而上依次為中元古界長城系星星峽群（Chx）、薊縣系卡瓦布拉克群(Jxkw)、上古生界下石炭統雅滿蘇組上亞組（C1yb）、中石炭統底坎爾組（C2d）、二疊系紅柳河組下亞組（P1ha）及第四系。冶鎂白云巖賦存于薊縣系卡瓦布拉克群地層中，巖性主要為含菱鎂礦灰質白云巖、白云質灰巖、含炭灰巖。

構造以褶皺和斷層為主。其中褶皺有白虎關復背斜，斷裂構造主要為沙泉子深斷裂及其派生的次級斷裂。區域范圍內巖漿活動較廣泛，以加里東期和華力西期為主，其中華力西中期的巖漿活動較為強烈，巖性以花崗巖類、花崗閃長巖類為主，零星有超基性巖分布。巖體多呈條帶狀和分散狀小透鏡體產出，其總體展布方向與區域構造線方向一致。

2 礦床地質特征

2.1 礦體特征

礦體賦存于薊縣系卡瓦布拉克群第二巖性段（Jxkw2）中，呈層狀、似層狀產出。礦體產狀與地層一致，走向50-67°，傾向北西，傾角62-72°。礦體走向長約1800m，厚度最厚325.7 m，最薄64.4 m，平均厚度176 m（表1），表現為中間厚、兩端薄，礦體厚度變化較穩定。礦體平均品位ω（MgO）為20.68%、ω（SiO2）為0.67%、ω（K2O+Na2O）為0.088%，屬品位變化較均勻的礦床。

表1 礦體厚度和平均品位統計表

2.2 礦石特征

2.2.1 礦石礦物成分及結構、構造

礦石結構主要有細晶結構、中粒晶粒結構。礦石構造為層狀構造。

礦石礦物成分主要為白云石、菱鎂礦。白云石多呈菱面體，單偏光下無色，正交偏光下雙晶紋平行于菱形解理的短對角線，高級白干涉色明顯，白云石折射率高于方解石，下降物臺，邊界線向白云石移動，粒徑0.15mm左右。菱鎂礦呈菱面體，單偏光下無色，正交偏光下高級白干涉色，無聚片雙晶，粒徑0.1mm左右。

2.2.2 礦石化學成分

（1）主要成分 根據圈定礦體的727個樣品進行統計，礦床中MgO最高含量22.57%，最低19.00%，平均含量20.82%。SiO2最高含量1.96%，最低0.15%，平均含量0.66%（表2）。MgO含量在21-23%之間的樣品有308個，占樣品數的42.37%；在20-21%的樣品有348個，占樣品總數的47.87%；含量小于20%的有71個，占樣品總數的9.76%。

（2）其他組份 SiO2含量最低0.15%、最高1.93%；其中，地表工程中SiO2含量最低0.2%、最高1.85%，鉆探工程中SiO2含量最低0.15%、最高1.93%，全礦平均0.66%。CaO、Fe2O3、Al2O3、K2O、Na2O、酸不溶物有害組分含量不高，CaO的含量最低30.02%，最高33.11%，平均31.12%，整體變化不大，與MgO含量呈負相關；K2O、Na2O有害組分含量一般在0.1%以下，個別樣品含量達0.3%，平均含量分別為0.053%、0.036%。

表2 礦石化學成分統計表

2.2.3 礦體圍巖

礦體賦存于薊縣系卡瓦布拉克群（Jxkw）地層中，礦體頂板為炭質灰巖，底板為鈣質白云巖。地層產出較為穩定，多為層狀產出，野外觀察白云巖礦體與頂、底圍巖界線清晰、分界清楚，呈突變、整合接觸關系。圍巖中炭質灰巖呈灰黑色，地表抗風化能力較弱，多具片理化，變晶結構，塊狀構造；鈣質白云巖地表呈土黃色，片理化十分發育，粒度較粗，其內可看到雜亂的方解石脈體，它形粒狀結構，厚層塊狀構造。

3 礦床成因及找礦標志

3.1 礦床成因

礦區在元古代屬于海洋環境，薊縣系開始海水逐漸退去，以盆地相的頁(泥)巖逐漸過渡為淺海相的碳酸鹽巖沉積。礦體賦存于薊縣系卡瓦布拉克群(Jxkw)地層中，礦體形態、產狀、厚度，化學成份及延伸、延深均很穩定，嚴格受地層巖性控制，礦石結構、構造均為原生沉積特征，礦體規模主要受地層分布。根據礦體地質特征，礦床為沉積型白云巖礦床[3]。

3.2 找礦標志

本礦區白云巖礦是典型的層控沉積礦床[4]，在薊縣系卡瓦布拉克群(Jxkw)地層中白云巖礦有較好的成礦前景，主要標志為地層內細晶白云巖和中晶白云巖。頂板為卡瓦布拉克群(Jxkw)地層中炭質灰巖，底板為鈣質白云巖。

4 礦床經濟意義評價

當前鎂質耐火材料生產商成本較大，原料供應緊張、價格大幅上漲。鋼鐵企業鎂質耐火材料庫存也較緊張。而天香冶鎂白云巖礦具有以下優勢：

（1）礦區白云巖礦絕大部分出露于地表，可露天開采，礦區內水文地質條件簡單，其開采成本也較低。

（2）礦石礦物成分簡單，層控沉積型白云巖礦床，找礦標志明顯。

（3）礦區白云巖質量好，有害組分含量不高，具有較高的經濟價值，可作為金屬鎂廠的礦源地，適合進行工業化開采，具有較廣泛的用途和開發前景。