广东省紫金县铁笼嶂铜多金属矿区石英砂岩矿简介及开发利用前景

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近年来，在河源断裂及其次级断裂上对石英岩矿床的勘探开发一直进行，随着市场需求的增加，投入力度越来越大。我队受委托在紫金县铁笼嶂铜多金属矿区进行石英砂岩矿的详查勘探，进行了1：5000地质修测、1：5000水工环地质测量、1：2000地形测量、1：2000地质测量、槽探、钻探及编录取样化验等工作，基本确定了石英砂岩矿的成矿模式及其储量。该矿为广东比较少见的沉积型石英砂岩矿床，储量较大，具有良好的前景。为提高对本矿床的认识，及进一步深入对本矿床的研究，本文对本矿区进行简单的介绍分析及讨论其开发利用前景。

1区域地质背景

本区大地构造环境，属于南岭东西向构造～岩浆带的东段，东南沿海北东向火山岩带的西南端，即处于两个构造-岩浆带的截接复合部位。区域构造位置位于河源新华夏构造带的南东侧，即以佛岗～河源断裂为代表的纬向构造带与以青溪～紫金断裂为代表的北东向构造带反接复合部位的北侧（见图1）。

区域内主要出露石炭系下统忠信组（C1z）及壶天群（C2+3ht）、三叠系上统大顶组（T3d）、侏罗系下统金鸡组（J1jn）、侏罗系上统高基坪群（J3gj）和第四系（Q）。

本区断裂构造发育，按断裂的走向，可分为近东西、北东、北东东及北西向四组断裂构造。

义容火山盆地：位于本区的南西侧。盆地的北缘由侏罗系下统金鸡组地层组成，地层走向NW，倾向SW，倾角30～40°；盆地的东缘由三迭系上统大顶组及侏罗系下统金鸡组地层组成，地层走向NE，倾向NW，倾角20～65°。盆地中心部位由侏罗系上统高基坪群地层组成。

2详查区地质特征

2.1地层

本区仅发育三叠系上统地层，分布于南部碟石—陈顶峰坳—石棚窝一线、北至火利岽—出水坪—老鸦斗一线的地段。地貌上呈低山丘陵景观（其中铁笼嶂为最高峰），岩性为浅海相陆源碎屑夹薄层碳酸盐岩。

地层总体产状，自宝山至西北部的火利岽一带，其走向由北东转为北西，环绕径尾岩体呈弧形展布。由于岩浆岩侵入活动与断裂构造破坏，仅见到第一、二岩性组部分地层（见图2）。

1、上统大顶组第一岩性段（T3da）

分布于石棚窝—风门坳一线，呈北西向展布。主要岩性为含砾中粗粒石英砂岩、中细粒石英砂岩、变质细粒长石石英砂岩、千枚状泥质粉砂岩等。该段岩中见有星点状黄铁矿，裂隙中分布有褐铁矿。

2、上统大顶组第二岩性段（T3db）

广泛分布于第一岩性段（T3da）东北部，由于构造错断，分布比较零乱，总体走向仍呈北西展布。其底部由两层厚层状变质石英砂岩、砂砾岩、砾岩（即B1、B2标志层）间夹角岩化红柱石云母石英粉砂岩、含红柱石千枚状粉砂岩两个沉积小旋回组成。中部为绢云母石英粉砂岩、千枚状页岩等。地层总厚度>200m。

B1标志层：呈带状分布在花龙寨以西，由灰白色变质石英细砂岩、粉砂岩、砂砾岩等组成。变余砂状、砂砾状结构，平行条带状构造。矿物成分由碎屑石英及少数重结晶石英组成，胶结物重结晶为显微鳞片状绢云母，与石英构成平行条带状构造。砂砾岩中的砾石含量10～7%不等，浑圆—次圆状，其长轴大致平行排列，粒砾0.5～15cm（以0.5～2cm为主），砾石成分为石英岩、变质石英细砂岩，胶结物为同成分石英碎屑及绢云母，节理发育，铁染现象普遍，常为陡壁地貌。

T3db-1：主要分布在塘肚—出水坪一線，出露宽度变化较大。主要岩性为绿泥石绢云母化变质泥质细粒石英砂岩、含砾石英杂砂岩、叶绿泥石绢云母化千枚状含粉砂页岩、绢云母化含碳泥质板岩、斑点板岩等。

B2标志层：由砂砾岩、砾岩、硅化含砾石英砂岩、黑云母化变质粉粒石英砂岩组成，自宝山嶂—铁笼嶂一线呈北北西向展布，自南向北。

T3db-2：位于图幅东部及西北角，呈北北西向（近南北）展布，主要岩性为绢云母石英粉砂岩、灰黑色千枚状板岩、含碳质绢云母粘土板岩等。

2.2构造

区内断裂广泛发育，按其走向归并为三组。

2.2.1近南北向断裂

断裂走向为355～5°左右，有FI、FⅥ、FⅦ、FⅨ，以硅化构造破碎带形式出现，其规模一般为长200～1000m，宽1.5～3m，只有FⅨ长1500m，宽15～20m。倾角较陡，约54～72°。该组断裂显张扭性特征。

2.2.2北东向断裂

走向为NE30～50°，有FⅢ、FⅣ、FⅤ、FⅧ、FⅩ等。一般规模较大，活动强烈。该组断裂与NW、近SN向断裂切割归并，分枝复合，显示了多期多次活动特点。该组断裂显压扭性特征。

2.2.3北西向断裂

仅有FⅡ一条，平面形态呈向NE弯曲弧形展布，北端走向310～345°，南端353～355°，倾向NE49～72°。

2.3岩浆岩

详查区岩浆活动频繁，侵入岩体发育，工作区西南部的径尾花岗岩体，出露面积>1.7km2，岩性为中粗粒黑云母花岗岩、硅化蚀变黑云母花岗岩、黑云母二长花岗岩。 径尾岩体属燕山第三期（γ52（3））活动产物，呈岩基侵入于石炭系、晚第三系等地层中，多与围岩呈陡倾角的波状侵入接触或断层接触。径尾岩体在区内可见侵入最新地层为侏罗纪上统高基坪群，故其时代应为晚侏罗世后。

2.4变质作用

本详查区变质作用主要有区域变质作用和动力变质作用。

2.5围岩蚀变

本详查区近矿围岩蚀变主要为硅化、褐铁矿化、赤铁矿化，局部见碳酸盐化、高岭土化、绿泥石化、绢云母化、水云母化、黄铁矿化、磁铁矿化、白鐵矿化等。其中硅化使得矿石抗压强度上升，硅含量增加。褐铁矿化、赤铁矿化等使得矿石抗压强度下降、矿石中杂质及有害组分铁含量增加。硅化多由硅化带引起。黄铁矿化、磁铁矿化、白铁矿化、褐铁矿化、赤铁矿化多发育于硅质脉及岩层的裂隙中，局部形成含水云母赤铁褐铁矿，即铁帽。碳酸盐化、高岭土化、绿泥石化、绢云母化多见于板岩中。

2.6赋矿层位

本详查区石英砂岩矿的赋矿层位位于三叠系上统大顶组第二岩性段（T3db）的石英砂岩地层中。

3矿体地质

3.1矿体特征

本详查区石英砂岩矿即V1矿体，分布于塘肚—长岗排一带的三叠系上统大顶组第二岩性段（T3db）的B1标志层中，基本为北北西向展布。

V1矿体：主要赋存于B1标志层的石英砂岩中，自花龙寨—风门坳—火利岽—马鞍山—长岗排一线呈北北西展布。矿体主要呈似层状平缓产出，总体走向140°。花龙寨—风门坳一线倾向北东，倾角20-30°，风门坳—火利岽—马鞍山—长岗排一线倾向变为南西，倾角40°。矿体走向延长大于500m，倾向延长100m，真厚度2.57-14.26m。厚度变化系数68.78%，厚度较为稳定。V1矿体于花龙寨、风门坳一带分别被北东向断裂切断错动，水平断距约为170m。

3.2矿石质量

3.2.1矿石结构构造

石英砂岩矿体为含砾砂状结构，块状构造。

3.2.2矿石物质组分

石英砂岩主要由碎屑、胶结物组成。碎屑主要由砾石、石英等组成：砾石，灰白色，次棱角状、椭圆状，主要由石英及少量长石等组成；石英，无色，棱角状、次棱角状，贝壳状断口，油脂光泽，硬度>小刀；胶结物主要由硅质、泥质和铁质等组成。

3.2.3矿石化学成分

矿石中的有用組分为SiO2，有害组分主要为Al2O3、Fe2O3。

（1） 矿石有用组分

V1号矿体SiO2含量91.62-99.25%，平均含量95.67%，品位变化系数2.13%，变化系数属稳定，分布均匀。

（2） 矿石有害组分

V1号矿体Al2O3含量0.01～5.16%，平均1.66%，变化系数67.99%，变化较稳定。Fe2O3含量0.058～0.327%，平均0.176%，变化系数51.27%，变化属稳定。矿石中有害组分Al2O3含量总体较低且分布较均匀、Fe2O3含量总体偏高。

（3） 矿石主要组分相关性

根据V1号矿体的劈芯样及刻槽样化学分析结果，对SiO2、Al2O3、Fe2O3数据所作的统计相关分析结果列于表1。

矿石中SiO2与Al2O3呈负相关，相关系数为-0.3889；SiO2与Fe2O3呈正相关 ，相关系数为0.0034；Al2O3与Fe2O3呈负相关，相关系数为-0.0131。

统计结果表明：矿石中Al2O3与SiO2、Fe2O3含量呈消涨关系，总体上SiO2含量高则Al2O3含量低，Al2O3含量高则Fe2O3含量低；而SiO2与Fe2O3含量成正相关，总体上SiO2含量高则Fe2O3含量高。但由于信度較低，其相关性有待进一步分析。

3.3矿石类型和品级

本详查区的矿石属平板玻璃用石英砂岩。

矿石自然类型：构成本矿矿体的矿石自然类型主要为沉积型石英砂岩。

本详查区矿石可分为二级品、三级品、四级品，矿石中的Al2O3含量相对较低，矿石品级的划分主要取决于SiO2、Fe2O3含量的高低。二级品矿石主要呈白色、灰白色；三级品矿石主要呈浅黄、浅肉红色；四级品矿石主要呈杂色。二级品矿石与三级品、四级品矿石界线比较清晰，易于手选。

3.4矿体围岩和夹石

矿体围岩主要为含砾石英杂砂岩、细砂岩等，这里所述的围岩是相对圈定的矿体而定，根据石英砂岩矿体的赋存情况，围岩岩石往往也可以是矿石的一部分。夹石基本为石英（杂）砂岩。

3.5矿床成因

本详查区的石英砂岩矿床为沉积型矿床，沿B1层往南北追索，均有找矿前景。

4结语

综上所述，石英砂岩矿体赋存于三叠系大顶组B1标志层中，属沉积型矿床，沿B1层往南北追索均有成矿前景。含矿岩层厚度不大，但稳定，延长几千米，有一定的找矿前景。附近离国道较远，运输不方便，成本较高。但矿石较佳，储量较大，如果附近建厂，提高开采效率，提高矿石利用率，综合开发，还是有一定的前景。

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