蓝勇
广西壮族自治区第七地质队 广西柳州市545100
摘 要：笔者结合多年工作经验，以广西合浦县天堂岭矿区石英砂矿为案例，深入分析矿床地质的特点与成矿预测，希望可以给相关专业人员提供借鉴与参考。
关键词：石英砂矿；地质特点；成矿预测
前 言
天堂岭矿区石英砂矿赋矿地层初步认为主要为第四系更新统北海组，钛铁矿经重砂分析，目前未发现钛矿，从已完工的钻孔，经采样分析后证实石英砂矿见矿较好，高岭土的规模及矿石质量并不理想。通过普查工作，勘查区内大致查明石英砂矿体一个，矿体单工程矿体厚度在3.23m-46.67m不等，平均23.82m。矿体厚度变化系数为44.08%，石英砂矿石经水洗后大于+140目净矿颗粒平均含矿率为72.36 %，水洗矿SiO2品位最低为98.97%，平均品位99.08%；Al2O3品位最大0.55%，平均品位0.25%，Fe2O3品位最大0.147%，平均品位0.083%。说明石英砂矿石质量稳定且较好。
1矿区地质的特点
1.1 地层
矿区主要出露地层有第四系更新统北海组（Qpb)和第四系全新统(Qhal)，赋矿层位为第四系更新统北海组（Qpb)。自老至新分述如下：
1.1.1第四系更新统北海组（Qpb)
大面积分布于矿区内，主要为河流中下游洪冲积平原河床相沉积，次为河漫滩相沉积，两者垂向上互层。本层厚度大于65m，钻孔未揭穿，产状平缓。
河床相沉积：灰褐色～灰白色石英砂砾层，间杂少量铁质砂岩岩屑。由石英粉砂～砾石、粘土组成，颗粒粒径变化大，分选不好，砂砾成分主要为石英。其中石英砾石为白色或灰白色，粒径多在0.2cm～9cm间，为细～粗砾，中～粗砾为主，呈次圆～状浑圆状，砾径越大、圆度越高。铁质砂砾石为浅褐色，细砂～中砾，多为棱角状～次棱角状。
河漫滩相沉积：为白色砂质高岭土或高岭土质石英砂透镜体，已施工钻孔中可见1～3层厚度不等的砂质高岭土，其中石英砂由粉砂～粗砂组成，含少量石英细砾石，分选亦不好。厚度0.66（ZK1103）～8.53m（ZK5302）。
1.1.2第四系全新统（Qhal）
分布于矿区内的河流两侧、冲沟内及少部份旱地中，多呈树枝状展布。由灰色、褐灰色、灰黑色砂质粘土、含砂粘土、砂、砾、淤泥等组成。厚度一般为0.3～7.40m。该层以色深、上部为腐植土或淤泥为特征。与下伏北海组（Qpb)呈不整合接触。
1.2 构造
矿区构造、断裂不发育。矿区内为第四系所覆盖，主要是新构造活动，表现为地壳的抬升，并伴随轻微褶皱，新地层不整合于老地层之上，在地貌特征上表现为河流切割和沟谷发育。
1.3 地貌特征
矿区地貌景观可分为：河流中下游洪积-冲积平原地貌（含残丘）和河流冲积地貌。河流中下游洪-冲积平原地貌：约占矿区面积的四分之三，属南流江古河流洪积-冲积平原南西部，为更新统北海组(Qpb)分布区。海拔20.0m～62.0m，地势平缓，坡度5o左右。受海平面下降或陆地抬升作用，河流下切，形成高低不等的残丘。石英砂矿体即分布于该地貌北海组(Qpb)中。
2 矿体地质
2.1 矿体特征
石英砂矿层分布于全矿区（35线至72线），由215个钻孔控制，为1个矿层，2个矿体。矿体赋存在第四系更新统北海组（Qpb)中。
本矿区实际为一个矿层一个矿体，受村庄压矿、征地困难等因素影响，分为东、西两个区块开展勘查工作，分别对应Ⅰ号、Ⅱ号矿体。
Ⅰ号矿体特征
Ⅰ号石英砂矿体呈层状、似层状产出，产状水平～缓倾斜，顶底板呈波状起伏。矿体单工程厚度在13.02m～53.6m不等，矿体平均厚度为36.01m，矿体厚度变化系数为25.08%。原矿石含矿率变化幅度为40.86～100%，矿体平均含矿率73.73%，含矿率变化系数为6.32%，矿体含矿率稳定。矿体单工程厚度主要受顶板厚度、地形标高、含矿层地层特征（如砂质高岭土夹层厚度）控制。
Ⅰ号矿体石英砂净矿石（+0.1mm或+140目）品位及其变化规律：SiO2：一般质量分数变化幅度为95.22～99.91 %，平均含量99.13%，变化系数为0.38%；SiO2含量变化幅度小，含量稳定。Al2O3：一般质量分数变化幅度为0.001～2.382%，平均含量0.256%，变化系数为60.70%。说明矿体Al2O3含量较稳定。Fe2O3：一般质量分数变化幅度为0.0039～0.290%，平均含量0.108%，变化系数为64.74%；说明矿体Fe2O3含量较稳定。
矿体埋深2.00m～35.17m，顶板标高13.01m～55.65m，顶板起伏较大，总体为北高南低，其规律为近河流和溪沟流经处及其下游宽缓位置顶板标高最低。
Ⅱ号矿体特征
Ⅱ号石英砂矿体呈层状、似层状产出，产状水平～缓倾斜，顶底板呈波状起伏。矿体单工程厚度在13.69m～51.98m不等，矿体平均厚度为42.72m，矿体厚度变化系数为29.24%。原矿石含矿率变化幅度为48.87～100%，矿体平均含矿率70.89%，含矿率变化系数为7.62%，矿体含矿率稳定。矿体单工程厚度主要受顶板厚度、地形标高、含矿层地层特征（如砂质高岭土夹层厚度）控制。
Ⅱ号矿体石英砂净矿石（+0.1mm或+140目）品位及其变化规律：SiO2：一般质量分数变化幅度为97.03～99.90 %，平均含量98.88%，变化系数为0.46%；SiO2含量变化幅度小，含量稳定。Al2O3：一般质量分数变化幅度为0.001～1.384 %，平均含量0.244 %，变化系数为67.03%。说明矿体Al2O3含量较稳定。Fe2O3：一般质量分数变化幅度为0.0037～0.290%，平均含量0.109%，变化系数为62.89%；说明矿体Fe2O3含量较稳定。
矿体埋深3.00m～19.17m，顶板标高13.39m～53.05m，顶板起伏较大，总体为北西及中间高，向两侧变低，其规律为近河流和溪沟流经处及其下游宽缓位置顶板标高最低。
4.2 砂矿质量特征
4.2.1砂矿粒级含量
根据ZK0902、ZK2011、ZK4911、ZK5615、ZK7205、ZK1113、ZK1209、ZK1507、ZK1515、ZK1603等10个钻孔粒级筛分结果，石英砂矿中＞1mm粒级平均产率为43.31%，产率幅度为8.36～86.85%；1～0.8mm粒级平均产率为7.32 %，产率幅度为0.05～52.77%；0.8～0.71mm粒级平均产率为4.34%，产率幅度为0.63～23.16%；0.71～0.5mm粒级平均产率为3.83%，产率幅度为0.40～39.20%；0.5～0.3mm粒级平均产率为7.51%，产率幅度为0.77～51.66%；0.3～0.1mm粒级平均产率为4.34%，产率幅度为0.63～23.16%；<0.1mm粒级平均产率为27.15%，产率幅度为2.65～52.68%。总的来说，矿石中>1mm和<0.1mm粒级占比较大，说明粗砂～砾石及粉砂及粘土含量较高，详见表4-2。
4.2.2石英砂原矿含泥量
根据10个钻孔粒级筛分结果，矿石<0.1mm粒级（粉砂～粘土）产率在2.65～52.68%间，平均含量为27.15%，可见石英砂原矿含泥量占比较不高。
4.2.3原矿矿物成分
矿石颜色以白色为主，少量呈黄色、肉黄色，夹杂极少量浅紫色、灰黑色、褐黑色颗粒。矿石为砂～砾结构、粗～中砂结构，松散砂状构造（见照片4-2），根据岩矿鉴定及重砂分析结果，石英含量为89～98%左右、粘土矿物3～5.5%、白云母2～3%、其他次要矿物为绢云母及微量重矿物。
石英砂砾：包括石英岩岩屑颗粒及石英颗粒，白色、灰白色为主，少量呈黄色、肉黄色。多为次圆状，粒度在0.02mm～7.7cm间（见照片4-1、4-2）。
粘土矿物：以高岭石为主，呈白色，少量由于有机质掺杂而呈浅灰色，晶体多为不规则的片状、鳞片状、显微片状，薄片中无色，部分晶体表面呈云雾状者颜色为浅黄绿色，其单体粒度较细，大部分在0.001～0.004mm之间。
云母类：可见黑云母、白云母存在于石英颗粒间或石英单体内，以颗粒间存在为主，单体粒度多在0.008mm~0.016mm间。矿石中云母类含量2~4%左右。
重矿物：主要是针（褐）铁矿、锆石、金红石、电气石、独居石等，粒径在数个到数十个微米间。
4.2.4矿石化学成分
石英砂净矿石（+140目或+0.1mm）SiO2品位在95.22～99.91 %间，矿床SiO2平均含量99.10%；Al2O3品位在0.001～2.382%间，矿床Al2O3平均含量0.254%；Fe2O3品位在0.0037～0.290%间，矿床Fe2O3平均含量0.110%。矿石不同粒级化学成分见表4-2，其中粒度+140目（+0.1mm）以上的SiO2平均含量均大于99%，净矿中Fe2O3含平均含量均在为0.15%以下，说明矿石含铁量不高。
4.2.5矿石伴生有益、有害组分
根据ICP测试分析，石英砂原矿化学成分平均质量分数见表4-3，石英砂净矿（+0.10mm）化学成分平均质量分数见表4-4，组合分析结果见表4-5。由表可见，矿石有害组分Al2O3、TiO2、Cr2O3、Fe2O3含量底，伴生有益有害矿物微量，对矿石质量及选冶性能影响不大。
4.3 砂矿类型及品级
根据矿石产出层位、主要矿物成分、矿砂疏松程度、颗粒组成等地质特征，将本区矿石自然类型划分为“疏松状微砂-粗砾石英砂砾矿石”。
矿床成因类型为河流中下游洪—冲积型。矿砂呈白色、灰白色、浅黄色，其矿物组分以石英砂为主，石英含量为89～98%左右、粘土矿物3～5.5%、白云母2～3%、其他次要矿物为绢云母及微量重矿物。重矿物主要是褐铁矿、锆石、金红石、钛铁矿、电气石等。石英砂、砾呈疏松状，形态以粒状、次圆状为主，矿物成熟度较高。
本矿区石英砂净矿石SiO2平均含量为99.10%，Al2O3平均含量为0.254%，Fe2O3平均含量为0.110 %。矿石经选矿后获得产率为67.61%、含量SiO2 99.17%、Al2O3 0.23%、Fe2O3 74ppm的石英砂精矿。据行业标准（JC/T 529-2000），提纯试验获得的石英砂精矿各项指标达到了平板玻璃和器皿玻璃Ⅰ级品、光伏玻璃用石英砂二级品的质量标准要求。
3 矿床成因及找矿前景
矿区临近海岸，位于南流江北西侧常乐镇一带，地形平缓，根据1：20万《广西北海—防城地貌第四纪地质图》，结合本次工作地质填图及钻探工程揭露情况，把该区主要地貌定为南流江中下游洪-冲积平原。
在更新统北海组（Qpb)时期，南流江上游及两岸富含石英砂矿物的母岩，如中生代～新生代河湖相碎屑岩、花岗岩类及变质砂泥岩类等受风化作用，雨水冲刷及河水的侵蚀搬运作用，形成的砂砾入河后，随河流往下游运移，当进入河流中下游地带，由于地形开阔平缓，河流宽广，河道发育，河水流速降低，在河道内冲积物易快速堆积。河道内沉积物粒度较粗，河漫滩沉积物以细碎屑岩为主，由于河枯水期与洪水期的交替，河道沉积物与河漫滩沉积物互相掩盖，逐渐堆积加厚形成今日所见石英砂矿床。其后受海平面下降或陆地抬升影响，河流下切，第四系全新统(Qhal)时期该区演变为河流冲积地貌。故本石英砂矿床为第四系更新统北海组（Qpb)南流江中下游洪～冲积型矿床。
本区石英砂矿产于南流江中下游洪-冲积平原，故在该平原一带易找寻该类型矿床。
结 语
矿床为第四系更新统北海组（Qpb)古河流中下游洪～冲积型矿床。本区石英砂矿产于南流江中下游洪～冲积型矿床，在矿区下游探矿权人已提交了刘屋、文武等特大型石英砂矿勘探报告，故在该平原一带易找到该类型石英砂矿床。但据探矿权人调查反映，并不是南流江中下游所有地段均有较好石英砂矿产出。
参考文献
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