甘肅會寧地區礦產地質特征及成因規律分析

朱麗華，羅高培

（甘肅省地礦局第三地質礦產勘查院，甘肅 蘭州 730050）

1 成礦地質背景

1.1 區域地質概況

礦區大地構造位置處于北祁連早古生代褶皺帶東段，其南為中祁連地塊，北為阿拉善地塊，具有多旋回的構造特征。構造樣式多樣，在早古生代經歷了裂陷拉張而后又擠壓成弧的構造演化過程。

區內礦層隸屬柴達木-祁連礦層，大區之北祁連礦層區走廊弧后盆地的走廊斷陷盆地。區域礦層所出露有部分中元古代、古生代及中新生代礦層。古近系野狐城組是礦產地質發展過程中唯一含礦層。區域上構造僅為單斜構造和小范圍褶皺，第四系黃土丘陵及侵蝕沖溝。褶皺為喜馬拉雅期構造運動構成的背斜、向斜。黃土丘陵受強烈侵蝕，溝壑縱橫，山麓洪積物被切割10m～20m，更新統普遍抬升至黃土丘陵中部或為其基體，并受強烈沖刷，第四紀局部凹陷沉積物厚達200m以上；地震活動頻繁而強烈[1]。

1.2 礦區地質概況

礦區位于靖（遠）-會（寧）中-新生代盆地，礦層發育較簡單，僅出露古近系野狐城組（Ey）及第四系。礦區野狐城組劃分為二個巖性段，一段巖性以暗紅色泥巖與磚紅色粉砂質泥巖互層為主，其底部為含礫砂巖、粉砂巖。

基本層序特征為：A、塊狀粉砂質泥巖→中-厚層狀泥巖；B、薄-中層狀粉砂巖→厚層-塊狀粉砂質泥巖；C、中-厚層狀鈣質粉砂質泥巖→塊狀鈣質泥巖[2]。

每個基本層序具明顯的韻律旋回性層序特征，韻律旋回內，粒度向上總體變細，粒度粗的巖性所占比例較高。

第四系上更新統（Qp3eol）：為風成黃土，除沖溝附近出露少許基巖外，在調查區大面積分布，主要分布于山體的中上部，占據了調查區面積的80%以上。第四系全新統（Qhapl）：主要分布在河床溝谷中，為松散堆積的現代沖洪積砂、礫石層。礦區野狐城組表現為一舒緩背斜，北東翼產狀10°～40°∠1°～5°，南西翼產狀232°～265°∠8°～13°。礦層總體北北東向傾斜，背斜轉折端位于15-23勘查線之間。北東翼礦層多沿深切割溝谷兩側以及陡崖的下部出露，占全區出露面積的95%以上，而南西翼礦層大多傾伏于黃土層以下[3]。

2 礦體地質

2.1 礦體特征

礦區內圈定4層礦體，礦層主要賦存于野狐城組一段（Ey1）中，層序關系自下往上為Att4→Att3→Att2→Att1，展布特征自西向東為Att1→Att3→Att2→Att4（圖1）。

圖1 礦區地質簡圖

Att1礦層賦礦體特征為青灰色泥巖體（圖2），產狀232°∠8°，厚度1.12m，礦體地質結構層巖體含量19.15%。Att2礦層賦礦巖性為灰白色白云質粉砂巖體，產狀30°～2°，平均厚度3.97m，凹凸棒石平均含量21.12%。Att3礦層賦礦體性為暗紅色鈣質泥巖，產狀30°∠2°，平均厚度2.62m，凹凸棒石平均含量18.90%。Att4礦層賦礦巖性為暗紅色泥巖，產狀38°∠1°，平均厚度1.5m，凹凸棒石平均含量16.20%。

圖2 礦層賦礦巖性

2.2 礦石質量

（1）礦物成分。通過X-射線衍射對礦體的礦物成分進行定性和定量分析，得到各含礦巖性的礦物含量（表1）。青灰色泥巖主要成分為石英，次為凹凸棒石、伊利石、綠泥石和長石。灰白色白云質粉砂巖主要成分為白云石，次為凹凸棒石、石英和綠泥石。暗紅色鈣質泥巖主要成分為石英、方解石，次為凹凸棒石、伊利石、綠泥石、長石等。暗紅色泥巖主要成分為石英、方解石，次為凹凸棒石等。

表1 凹凸棒礦體礦物含量一覽表

（2）礦物形貌、賦存狀態。對各含礦體特征中進行了掃描電鏡觀察，從圖3中可看到礦體結構呈現針狀、柱狀，集合體呈絮狀、網狀等，多分布于石英、白云石等礦物顆粒之間或表面，呈沉淀狀。凹凸棒石粒度一般在0.1×1.0μm左右。

圖3 礦體結構發育SEM圖

（3）礦體化學成分。對礦體進行化學多元素分析，分析項目為 SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5、MnO、Cr2O3、TiO2、H2O+、H2O-、SrO、Cl-、I、Se、Zn、共18項，化學分析結果表明(見表2)，礦體中SiO2的含量為48.06%～58.3%，Al2O3的含量為13.12%～15.55%，MgO的含量為2.58%～4.93%，K2O的含量為2.22%～3.16%。

表2 礦體結構的主要物理性能

2.3 礦體類型

根據野外觀察和礦體結構鑒定資料，結合礦體結構構造、顏色等綜合特征，將礦區內的礦體劃分為四種自然類型。

（1）青灰色泥巖：青灰色，薄—中層構造，由泥質、硅質和少量的粉砂組成，礦物成分主要為絹云母、綠泥石和石英，呈團塊狀集合體不均勻分布。

（2）灰白色白云質粉砂巖：灰白色，中層-塊狀構造，組成礦物主要為白云石礦。

（3）暗紅色鈣質泥巖：暗紅色，厚層-塊狀構造，組成主要為粉砂、泥硅質、鈣質等，礦物成分主要為石英、方解石和長石等。

（4）暗紅色泥巖：暗紅色，中層-塊狀構造，組成礦物主要為石英和方解石，其次含一部分的泥質和氧化鐵質。

2.4 礦體發育的物理性能

通過對礦體結構發育的脫色力、吸藍量、飽和鹽水造漿率、白度等物理性能進行測試（見表2），其中青灰色泥巖和暗紅色泥巖符合吸附級凹凸棒石品級要求。

3 礦床成因淺析

調查區大地構造位置處于北祁連早古生代褶皺帶東段，在古近紀中期為一內陸型坳陷盆地，沉積了一套湖相紅色粉砂-泥質建造，巖性以紅色鈣質、粉砂質泥巖為主，粉砂-泥質韻律明顯。礦層賦存于古近系野狐城組中，呈層狀，近水平產出，由青灰色泥巖、灰白色白云質粉砂巖、暗紅色鈣質泥巖、暗紅色泥巖組成，礦層圍巖為厚-塊狀層粉砂質泥巖含次生石膏、薄-中層粉砂巖，礦體礦物成分主要為石英、方解石、坡縷石、綠泥石、伊利石、長石、白云石等組成。粘土礦物伊利石和綠泥石的組合說明當時氣候干旱，碳酸鹽礦物方解石和白云石的組合則說明湖泊水體為半咸水體，巖體沿裂隙面析出的次生石膏則說明為強蒸發環境，依此可推斷沉積時期為干旱氣候，呈現內陸封閉型蒸發湖盆特征。

綜上所述，會寧老莊一帶礦體礦物形成于干旱氣候和富Mg的強蒸發沉積環境，礦層分布范圍、產狀受湖盆控制，礦床成因類型為內陸湖泊沉積礦床。