新疆巴里坤膨潤土礦的地質(zhì)特征

肖仁文，林澤華

（新疆地礦局第一區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊，新疆 烏魯木齊 830013）

1 區(qū)域地質(zhì)概況

礦區(qū)屬哈薩克斯坦－準(zhǔn)噶爾板塊謝米斯臺—野馬泉晚古生代島弧帶（圖1），四級構(gòu)造單元為克孜勒塔格晚石炭－早二疊世初期火山盆地。

本區(qū)出露地層為上泥盆統(tǒng)老爺廟組海底噴發(fā)基性火山巖地層，下二疊統(tǒng)哈爾古組淺層火山爆發(fā)中酸性火山巖-火山碎屑巖形成，上二疊統(tǒng)卡拉岡組大陸噴發(fā)酸性火山巖形成，大陸古近系烏倫古河組-昌吉河組，第四紀(jì)烏蘇組，新疆組和全新世砂巖的礫巖-石膏泥巖組，礫石土壤沉積物，下二疊統(tǒng)哈爾加烏組是巴里坤膨潤土礦床的礦床地層和含礦地層。區(qū)域侵入巖發(fā)育不全，主要有輝長巖，閃長巖，花崗閃長巖，花崗斑巖分支和巖石分散[1]。區(qū)域火山巖的噴發(fā)節(jié)律明顯，火山穹隆，殘余隕石坑和巖漿穹頂?shù)纫恍┐我幕鹕綐?gòu)造形成了侵入體。區(qū)域構(gòu)造線主要是NW向，并且還觀察到一些EW向、NE向和N向S向構(gòu)造。區(qū)域構(gòu)造線主要由線性褶皺和斷層組成。在成礦分區(qū)方面，該礦床的成礦帶為哈薩克斯坦-準(zhǔn)噶爾成礦帶，區(qū)內(nèi)有鐵、錳、銅、金、鹽和芒硝成礦等多種礦產(chǎn)[2]。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

新疆地區(qū)出露礦層上由第四系、下二疊統(tǒng)卡拉崗組、漸-上新統(tǒng)昌吉河群、上泥盆統(tǒng)老爺廟組、始新-漸新統(tǒng)烏倫古河組、上石炭-下二疊統(tǒng)哈爾加烏組等地層組成。

2.2 火山巖

巴里坤膨潤土礦區(qū)巖層主要以火山巖為主，包括晚泥盆世火山巖、晚石炭世早二疊世火山巖和早二疊世早期火山巖。

圖1 新疆北部板塊構(gòu)造單元分區(qū)圖

2.2.1 晚泥盆世火山巖

晚泥盆世火山巖以火山熔巖和火山碎屑巖為主，普通型碎屑沉積巖較為少見。它們含有植物化石和海洋動物化石，夾著紅色的含鐵翡翠，有海洋火山巖獨有的特征。

2.2.2 晚石炭世-早二疊世早期火山巖

哈爾加烏組是晚石炭世-早二疊世火山巖的主要構(gòu)造巖層，是由大陸邊緣淺海噴發(fā)形成的一組基性火山巖和火山碎屑巖。主要巖性為類似安山巖的火山巖，包括火山碎屑巖、火山角礫巖、熔巖凝灰?guī)r和結(jié)晶碎屑凝灰?guī)r，其中大部分已經(jīng)水解成膨脹。瀑布相和噴發(fā)相發(fā)育，而噴發(fā)-沉積相則沒有。噴發(fā)相通常形成隕石坑和錐體。巖石組合為塊巖、火山角礫巖以及火山灰凝灰?guī)r。溢流相的巖石組合有橄欖石玄武巖、玄武安山巖、安山巖、隕石和流紋巖，僅由火山體形成的一些噴發(fā)沉積物夾在火山碎屑巖中。

2.2.3 早二疊世晚期火山巖

早二疊世晚期火山巖由卡拉崗組組成，巖性為一套酸性火山巖，以噴溢相流紋巖、霏細(xì)巖為主，爆發(fā)相凝灰?guī)r次之。

2.3 構(gòu)造特征

巴里坤礦的一般構(gòu)造特征為斷層構(gòu)造較為發(fā)展，其次是環(huán)形結(jié)構(gòu)和弱褶皺結(jié)構(gòu)。

2.3.1 褶皺構(gòu)造

根據(jù)1：50000地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)，巴里坤礦區(qū)早二疊世和晚石炭世火山盆地存在負(fù)向結(jié)構(gòu)。此次所研究礦區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)褶皺處于凹陷部位，經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)褶皺地層多為新生代，出露向斜較為突出，西部構(gòu)造出露較少，向斜具有非常明顯的外向傾斜，傾角15°～18°，礦區(qū)位于構(gòu)造的西側(cè)。從整體形態(tài)來看，這種負(fù)結(jié)構(gòu)具有環(huán)特征，屬于火山破碎機(jī)制，但其發(fā)生非常不協(xié)調(diào)。

2.3.2 斷裂構(gòu)造

巴里坤礦區(qū)的NW-W向斷層發(fā)育良好、規(guī)模各異。就深度而言，它們都是硅鋁層斷裂。根據(jù)兩塊板斷裂相對運動方向，斷層活動對沉積作用和巖漿作用有一定的控制作用。該地區(qū)有4個NW-W斷層和4個NE向斷層，每個斷層的尺度，性質(zhì)和功能不同。

3 礦床成因分析

新疆巴里坤膨潤土礦具有較為特殊的礦床特征，通過對該礦床與國內(nèi)其他大型膨潤土礦床進(jìn)行多種對比研究，發(fā)現(xiàn)礦床成因在特殊地質(zhì)背景下與別的地區(qū)有一定的差異。而不同類型的礦床其化學(xué)組分也各不相同，礦床成因及成礦地質(zhì)背景也存在很多不同。

通過結(jié)合化學(xué)組分及地質(zhì)特征，新疆地區(qū)礦床多數(shù)為沉積類型，礦物特性以中酸性碎屑礦物為主，成礦過程火山巖直接沉積于水山盆地蓄水中，經(jīng)過多種水解作用最終形成初步的膨潤土礦。夾雜著火山凝灰?guī)r、巖屑凝灰?guī)r等，成礦年代主要發(fā)生于晚泥盆世、晚石炭紀(jì)-早二疊期。該礦床火山巖機(jī)構(gòu)和構(gòu)造都保存相對較為良好，火山物質(zhì)也沒有形成重度遷移，該礦床是我國為數(shù)不多礦產(chǎn)質(zhì)量較好的大型膨潤土礦。

4 結(jié)語

新疆巴里坤膨潤土礦屬于火山巖地區(qū)火山碎屑巖沉積型礦床，其巖性以中酸性火山巖為主，而且該地區(qū)火山巖形成及礦床成礦條件在隨著時間不斷變化，從而形成了巴里坤地區(qū)不同于我國其他地區(qū)的膨潤土礦。該礦是一種優(yōu)質(zhì)膨潤土礦產(chǎn)資源，其質(zhì)量好、蒙脫石相對含量高、穩(wěn)定性好，屬性為鈉基膨潤土礦。

膨潤土礦床的形成也與地質(zhì)構(gòu)造運動密切相關(guān)，它們主要分布在火山巖地區(qū)，具有強烈的褶皺構(gòu)造和斷裂構(gòu)造，以及明顯不整齊的地層，強水解和風(fēng)化有利于膨潤土沉積物的形成。