新井北石英砂（巖）礦成因淺析

李敬華 張盼 江娜

（華北地質勘查局五一九大隊，河北保定 071051）

1 礦區地質

1.1 地層

根據《內蒙古自治區巖石地層》（1996），礦區前中生代地層劃屬華北地層大區（V），秦祁昆地層區（V1），祁連-北秦嶺地層分區（V12），北祁連地層小區（V1

2-1）（圖1）；中新生代地層區劃屬陜甘寧地層區（3），鄂爾多斯地層分區（31）（圖2），其中：奧陶系下統天景山組（O1t）：出露厚度＞213m，出露巖性：下部為淺紅色中-厚層灰巖、網紋狀灰巖、含燧石團塊灰巖；上部為灰、淺紅色薄-厚層白云質灰巖，礦物成分主要為：白云石、方解石。

圖1

圖2

新近系中新統紅柳溝組（N1h）：分布于礦區北部及中部，構成起伏的低矮丘陵，為一套山麓—河湖相的桔紅色碎屑沉積建造，角度不整合于奧陶系天景山組灰巖之上，巖性出露為：灰白—灰黃色中粗粒石英砂（巖）、桔黃色細粒石英砂（巖）、桔黃—桔紅色泥質粉砂（巖），礦物組成主要為石英、長石，及少量泥質成分。

1.2 構造

本區地處賀蘭山南段，如圖3 所示，大地構造位置屬北祁連加里東褶皺帶東北緣（Ⅴ），走廊過渡帶（Ⅴ1），曾經歷多次構造變動，地質構造復雜。本區礦體賦存地層為一單斜地層，沉積基底為奧陶系下統天景山組白云質灰巖，地層傾向為80°～100°，傾角25°～35°。

圖3 大地構造分區圖

1.3 巖漿巖

礦區內未見巖漿巖出露，地質測量過程中未發現巖漿活動痕跡，地表探槽及深部鉆孔控制均未發現巖漿巖及脈巖產出。

2 礦體賦存特征

2.1 礦體特征

石英砂（巖）礦體賦存于新近系紅柳溝組（N1h）二段中粗粒石英砂（巖）中。礦區內礦體位于沉積盆地邊緣，因此巖層傾角稍有變化，礦體總體走向北東，傾向南東，呈層狀、似層狀、透鏡狀，在礦帶內大致平行分布。

2.2 礦石質量

2.2.1 礦石結構、構造

礦石的結構為中粗粒砂狀結構，弱固結，手觸有砂感，具典型的砂屑結構[3]。巖石中石英、長石碎屑物成分構成砂狀結構，粒徑在1～0.1mm 之間，碎屑顆粒分選性好，磨圓程度高，多為次棱角-次圓狀。

礦石的構造為層理構造，膠結物為鈣質成分，入水即分解，巖石為顆粒支撐，硬度差但層理清晰，局部發育薄層交錯層理，薄層厚度0.05～0.10m之間。

2.2.2 礦石礦物成份

礦石主要礦物為石英，次要礦物為長石，另含少量巖屑云母及粘土礦物，未見鋯石等重砂礦物。碎屑物質化學成分以SiO2為主，硬度大，分選性好，顆粒磨圓程度高，粒徑集中分布在1～0.1mm 之間。其中石英顆粒占87～93%，呈透明-半透明狀，層狀排列[4]。

2.2.3 礦石含泥量測定

根據樣品測試結果，石英砂（巖）的含泥量為7.07～19.28%，平均11.16%，含砂率為80.72%～92.93%，平均88.84%。分析結果見表1。

表1 石英砂（巖）含泥量測定

2.2.4 礦體圍巖特征

礦體位于沉積盆地的邊緣，沉積環境較欠穩定，礦體沉積不連續，圍巖巖性主要為桔紅色泥質粉砂（巖）、粉砂質細粒砂（巖）。礦體與圍巖顏色差異明顯，圍巖中泥質含量較高，且粒度細，易于判斷，礦物組成主要為石英、長石，及大量泥質成分，成分以SiO2為主，粒徑多小于0.1mm。化學成分中SiO2的含量50.88～85%，Al2O3的含量0.71～5.4%，Fe2O3的含量0.08～1.1%，其余為泥質成分。

2.3 礦石類型

2.3.1 礦石自然類型

本區礦石自然類型為弱固結中粗粒石英砂（巖），礦石呈灰白—灰黃色，中粗粒砂狀結構，層理構造，礦物組成主要為石英，次要礦物為長石，含少量粘土礦物，成分以SiO2為主，硬度大，分選性好，粒徑磨圓程度高，粒徑在1～0.1mm之間。

2.3.2 礦石工業類型

本區礦石工業類型為玻璃用硅質原料，呈弱固結狀態，原礦礦石質量不能滿足平板玻璃用硅質原料質量要求，經選礦后精礦質量符合《玻璃硅質原料、飾面石材、石膏、溫石棉、硅灰石、滑石、石墨礦產地質勘查規范》（DZ/T0207-2002）附錄H 中平板玻璃用石英砂（巖）四級品質量要求。

2.4 礦體圍巖

礦體位于沉積盆地的邊緣，沉積環境較欠穩定，礦體沉積不連續，與下伏地層白云質灰巖呈角度不整合。頂底板分為兩類：

一類巖性為桔紅色泥質粉砂（巖）、粉砂質細粒砂（巖）。礦體與圍巖顏色差異明顯，圍巖中泥質含量較高，且粒度細，易于判斷，礦物組成主要為石英、長石，及大量泥質成分，成分以SiO2為主，粒徑多小于0.1mm。

另一類為有用組分SiO2含量略低于礦體的中粗粒石英砂（巖），該類圍巖與礦體較難區分，礦物組成與礦體相同，主要為石英、長石，及少量泥質成分，成分以SiO2為主，粒徑分布范圍0.1～1mm。

3 結論

（1）本礦床賦存于新近系紅柳溝組二段的中粗粒石英砂（巖）中，并嚴格受地層控制，礦石為弱固結礦石，主要礦物為石英，次要礦物為長石，另含少量巖屑云母及粘土礦物，未見鋯石等重砂礦物。

（2）礦體形成于新近系紅柳溝組，為弱固結礦石，碎屑物由陸源碎屑經水動力搬運、磨圓、沉積并經后期固結成巖作用形成的，地層傾向上巖性、厚度變化較大，縱向上韻律性較差，屬近山麓—河湖相沉積石英砂（巖）礦床。

（3）地層中泥質成分含量較高（表1），因此推斷碎屑物成分搬運距離可能較短，水動力較強[5]，根據1∶20萬區域地質調查內容，距離該沉積盆地最近的石英砂（巖）地質體產于芬芳河組上段和平涼組下段，因此推斷賦礦地層紅柳溝組二段石英砂（巖）中石英礦物的風化母巖可能為芬芳河組上段和平涼組下段的石英砂巖地質體。