梁鵬瓊

(甘肅煤炭地質勘查院，甘肅 蘭州 730700)

1 地質背景

甘肅省通渭縣苦水灣白云巖礦處于甘肅中部地區(qū)，地層區(qū)劃屬華北區(qū)(Ⅳ)祁連分區(qū)(Ⅳ2)中北祁連小區(qū)(Ⅳ22)中段[1]。區(qū)域上薊縣系陸盆構造環(huán)境下的碳酸鹽巖沉積穩(wěn)定，區(qū)域變質作用較強烈，成礦地質條件較優(yōu)越。

區(qū)域主要出露地層有：中元古界長城系興隆山巖群、薊縣系高家灣組，新元古界震旦系白銀群，古生界寒武系、奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系，中生界侏羅系、白堊系，新生界古近系漸新統野狐城組、新近系甘肅群、第四系。與白云巖礦產有關的主要是薊縣系高家灣組。

區(qū)域內褶皺和斷裂構造較發(fā)育，主要褶皺為NW向的炭山向斜、黨家峴向斜及石咀向斜構造，與會寧—莊浪—廟灘逆沖斷層(F19)、甘溝驛—隆德縣隱伏斷裂(F1)及散渡河—西吉隱伏斷裂(F20)等斷裂組成了本區(qū)的基本構造格架，控制著區(qū)內金屬、非金屬的產出[2]。

區(qū)域上巖漿巖主要分布在西南部華家?guī)X一帶，但與勘查區(qū)的白云巖礦成礦關系不大。

2 勘查區(qū)地質

2.1 地層

勘查區(qū)內大部分地區(qū)被第四系覆蓋，基巖僅在溝谷中出露；地層自下而上有長城系興隆山巖群(ChX)、薊縣系高家灣組(Jxg)、古近系漸新統野狐城組(E3y)、上更新統風積黃土(Qp3)及全新統沖洪積堆積類型(Qh)。其中，白云巖礦產于薊縣系高家灣組地層中。勘查區(qū)出露巖性主要為：大理巖、白云質大理巖(含白云巖)、絹云石英片巖、絹云石英千枚巖、粉砂質板巖、變質砂巖及黃土[3]。

2.2 構造

2.2.1 褶皺

勘查區(qū)褶皺總體表現為一向北東傾伏的復式向斜，從西至東依次為陽坡向斜、苦水灣背斜、宋家河灣向斜。

(1)陽坡向斜：軸部位于中心村陽坡一線，走向NNE-SWW，北西翼地層傾向100°，傾角59°；南東翼地層傾向280°，傾角20°。

(2)苦水灣背斜：軸部位于中心村苦水灣一線，為該復向斜的中部，走向NNE-SWW，北西翼地層傾向280°～290°，傾角30°～70°；南東翼地層傾向85°～130°，傾角55°～75°。

(3)宋家河灣向斜：軸部位于宋家河灣—花陽屲岔一線，西南部與金牛河走向基本一致，北西翼地層傾向75°～82°，傾角40°～70°；南東翼地層傾向280°～300°，傾角60°～78°。

2.2.2 斷裂

區(qū)域性大斷裂即會寧—莊浪—廟灘逆沖斷裂(F19)從勘查區(qū)西南部穿過。通過本次普查工作，大致了解該斷層在勘查區(qū)內總體走向為NW-SE向。其中，斷層以北為薊縣系高家灣組白云巖段及結晶灰?guī)r段，巖性主要為大理巖、白云質大理巖，地層傾向200°，傾角55°；斷層以南為長城系興隆山巖群四巖組，巖性主要為變質砂巖、大理巖等，地層傾向240°，傾角23°。

圖1 勘查區(qū)構造簡圖

2.3 變質作用與圍巖蝕變

勘查區(qū)內變質作用主要為區(qū)域變質，巖性主要由大理巖(含白云巖)、片巖、千枚巖、變質砂巖、石英巖等組成。

其中，長城系興隆山巖群變質巖巖性主要為變質砂巖、砂質板巖、片狀石英巖等，其原巖為泥質巖或黏土巖，含砂質，夾硅質巖，為泥硅質巖沉積建造組合，受區(qū)域變質作用形成。主要出露于勘查區(qū)南部及鄰近的隴川鄉(xiāng)一帶，沿金牛河兩岸分布。

薊縣系高家灣組變質巖巖性主要為大理巖(含白云巖)、絹云石英片巖、絹云石英千枚巖等，其原巖為灰?guī)r、泥質砂巖、硅質巖等，屬海相沉積，碳酸鹽建造，受區(qū)域變質作用形成。主要出露于勘查區(qū)中部及石峰堡一帶，沿金牛河及溝谷兩岸分布[4]。

白云巖礦體上下圍巖為大理巖、白云質大理巖，礦體與頂底板大理巖過渡接觸界面上，有星點狀黃鐵礦晶體。鉆孔中上部礦體頂部因剝蝕直接與古近系漸新統清水營組不整合接觸。礦體夾石主要為大理巖、白云質大理巖，個別為砂質泥巖。

3 礦體特征

3.1 主要礦體特征

區(qū)內白云巖礦床位于通渭縣寺子川鄉(xiāng)中心村苦水灣，含礦地層為薊縣系高家灣組白云巖段，呈厚層狀、塊狀產出。高家灣組由黑云石英片巖、絹云石英片巖和青灰、灰白色厚層大理巖(夾白色白云巖礦體)組成，主要出露在寺子川鄉(xiāng)中心村苦水灣—石峰堡一帶，沿金牛河河床兩岸出露，向金牛河兩岸延伸至山前半坡被第四系覆蓋。白云巖礦體產出主要受薊縣系高家灣組地層控制，礦體產狀與圍巖基本一致。

根據地表采樣工程及鉆探采樣測試工作，圈出白云巖礦體7條，主要分布在金牛河兩岸露頭處及延伸至隱伏區(qū)，大致呈南北向依次展布。自西向東依次為Ⅰ號～Ⅶ號礦體。其中:

Ⅰ號礦體：平均厚度32.94 m，走向長度100 m，礦層傾向130°，傾角45°～70°；

Ⅱ號礦體：厚度9.93～12.75 m，平均11.34 m，厚度變化系數12.43%，厚度穩(wěn)定，礦體走向長度500 m，礦層傾向130°，傾角75°；

Ⅲ號礦體：厚度9.59～61.91 m，平均42.78 m，厚度變化系數50.25%，厚度較穩(wěn)定，礦體走向長度600 m，礦層傾向60°～120°，傾角43°～70°；Ⅳ號礦體：厚度2.30～122.90 m，平均40.68 m，厚度變化系數102.49%，厚度不穩(wěn)定，礦體走向長度1 000 m，礦層傾向45°～105°，傾角30°～70°；

Ⅴ號礦體：厚度8.03～52.76 m，平均23.30 m，厚度變化系數89.40%，厚度不穩(wěn)定，礦體走向長度1 000 m，礦層傾向45°～80°，傾角40°～73°；

Ⅵ號礦體：厚度27.24～103.24 m，平均65.24 m，厚度變化系數58.25%，厚度較穩(wěn)定，礦體走向長度400 m，礦層傾向40°～80°，傾角53°～85°；Ⅶ號礦體：平均厚度14.51 m，礦體走向長度80 m，礦層傾向300°、傾角78°。

3.2 礦石特征

(1)礦石礦物組成。主要為白云石，少量方解石、石英、炭質、絹云母等。白云石粒徑在0.03～0.5 mm，含量80%～98.5%。新鮮礦石表面滴稀鹽酸不起泡或微弱起泡。

(2)礦石的化學成分。礦石分子式為CaMg(CO3)2，其主要含CaO、MgO,常含鐵、錳的類質同象混入物等。按工業(yè)溶劑指標評價：MgO平均品位19.22%>16%，SiO2平均品位2.54%<4%，Al2O3+Fe2O3+Mn3O4+SiO2平均品位3.26%<10%，K2O+Na2O平均品位0.080%<0.30%，S平均品位0.007%<0.15%，P平均品位0.006%<0.03%。礦石質量達到工業(yè)溶劑用白云巖用途，質量較好。

(3)礦石結構。按礦石中礦物粒度大小分為：顯微變晶結構、細粒變晶結構、中粒變晶結構，其中大多數為細粒變晶結構。礦物晶體多呈不規(guī)則粒狀，粒徑為0.03～1.50 mm。礦石構造主要為厚層狀、塊狀構造。脈狀構造主要為方解石充填節(jié)理裂隙所成。

(4)礦石類型。

自然類型：按白云巖礦石成因分類，區(qū)內白云巖屬原生白云巖(化學沉積型)；按白云巖礦石結構分類，區(qū)內白云巖主要有微晶白云巖、細晶白云巖及中晶白云巖?？傮w區(qū)內白云巖自然類型只有一種，即淺灰～灰白色，厚層狀，微～細中晶原生白云巖。

工業(yè)類型：區(qū)內白云巖礦體MgO平均品位19.22%，SiO2平均品位2.54%，Al2O3+Fe2O3+Mn3O4+SiO2平均品位3.26%，K2O+Na2O平均品位0.080%，S平均品位0.007%，P平均品位0.006%。上述礦石品位達到工業(yè)溶劑用白云巖要求，區(qū)內白云巖主要工業(yè)類型為溶劑用白云巖。

4 礦床成因分析

本區(qū)白云巖成礦層位為薊縣系高家灣組白云巖段，白云巖礦床產于鎂質碳酸鹽巖地層中，成礦層位與甘肅省同類化學沉積型(或受變質型)白云巖礦床的成礦層位一致。

勘查區(qū)白云巖礦石結構簡單，主要為細粒變晶結構，少數為顯微、中粒變晶結構，粒徑為0.03～1.50 mm。礦石主要礦物成分為白云石，含量80%～98.5%，少量為方解石、石英、炭質、絹云母等。新鮮礦石表面滴稀鹽酸不起泡或微弱起泡。礦石構造主要為厚層狀、塊狀構造。脈狀構造主要為方解石充填節(jié)理裂隙所成。上述礦體、礦石特征與化學沉積型(或受變質型)白云巖礦床特征基本相同。

通過對比分析研究甘肅省白云巖典型礦床，結合本區(qū)白云巖成礦地質背景、區(qū)內礦體、礦石等地質特征，初步確定本區(qū)白云巖礦床類型屬于化學沉積型(或受變質型)。

本區(qū)白云巖礦床形成初步分析：推測勘查區(qū)在進入中元古代薊縣紀時沉積趨于穩(wěn)定，堆積了淺海陸盆構造環(huán)境下的碳酸鹽巖和碎屑巖建造組合，其典型地層為高家灣組。在區(qū)內高家灣組白云巖段沉積形成過程中，高鹽度海水中的Mg2+置換底部CaCO3灰泥中的Ca2+，形成原生白云巖，而后在區(qū)域變質作用背景下，原生灰?guī)r及白云巖發(fā)生變質作用最終形成大理巖及化學沉積型(受變質型)白云巖礦床。

綜上，本區(qū)白云巖礦主要受地層控制，故總結本區(qū)礦床成因為化學沉積型(或受變質型)。