甘肃会宁地区矿产地质特征及成因规律分析

朱丽华，罗高培

（甘肃省地矿局第三地质矿产勘查院，甘肃 兰州 730050）

1 成矿地质背景

1.1 区域地质概况

矿区大地构造位置处于北祁连早古生代褶皱带东段，其南为中祁连地块，北为阿拉善地块，具有多旋回的构造特征。构造样式多样，在早古生代经历了裂陷拉张而后又挤压成弧的构造演化过程。

区内矿层隶属柴达木-祁连矿层，大区之北祁连矿层区走廊弧后盆地的走廊断陷盆地。区域矿层所出露有部分中元古代、古生代及中新生代矿层。古近系野狐城组是矿产地质发展过程中唯一含矿层。区域上构造仅为单斜构造和小范围褶皱，第四系黄土丘陵及侵蚀冲沟。褶皱为喜马拉雅期构造运动构成的背斜、向斜。黄土丘陵受强烈侵蚀，沟壑纵横，山麓洪积物被切割10m～20m，更新统普遍抬升至黄土丘陵中部或为其基体，并受强烈冲刷，第四纪局部凹陷沉积物厚达200m以上；地震活动频繁而强烈[1]。

1.2 矿区地质概况

矿区位于靖（远）-会（宁）中-新生代盆地，矿层发育较简单，仅出露古近系野狐城组（Ey）及第四系。矿区野狐城组划分为二个岩性段，一段岩性以暗红色泥岩与砖红色粉砂质泥岩互层为主，其底部为含砾砂岩、粉砂岩。

基本层序特征为：A、块状粉砂质泥岩→中-厚层状泥岩；B、薄-中层状粉砂岩→厚层-块状粉砂质泥岩；C、中-厚层状钙质粉砂质泥岩→块状钙质泥岩[2]。

每个基本层序具明显的韵律旋回性层序特征，韵律旋回内，粒度向上总体变细，粒度粗的岩性所占比例较高。

第四系上更新统（Qp3eol）：为风成黄土，除冲沟附近出露少许基岩外，在调查区大面积分布，主要分布于山体的中上部，占据了调查区面积的80%以上。第四系全新统（Qhapl）：主要分布在河床沟谷中，为松散堆积的现代冲洪积砂、砾石层。矿区野狐城组表现为一舒缓背斜，北东翼产状10°～40°∠1°～5°，南西翼产状232°～265°∠8°～13°。矿层总体北北东向倾斜，背斜转折端位于15-23勘查线之间。北东翼矿层多沿深切割沟谷两侧以及陡崖的下部出露，占全区出露面积的95%以上，而南西翼矿层大多倾伏于黄土层以下[3]。

2 矿体地质

2.1 矿体特征

矿区内圈定4层矿体，矿层主要赋存于野狐城组一段（Ey1）中，层序关系自下往上为Att4→Att3→Att2→Att1，展布特征自西向东为Att1→Att3→Att2→Att4（图1）。

图1 矿区地质简图

Att1矿层赋矿体特征为青灰色泥岩体（图2），产状232°∠8°，厚度1.12m，矿体地质结构层岩体含量19.15%。Att2矿层赋矿岩性为灰白色白云质粉砂岩体，产状30°～2°，平均厚度3.97m，凹凸棒石平均含量21.12%。Att3矿层赋矿体性为暗红色钙质泥岩，产状30°∠2°，平均厚度2.62m，凹凸棒石平均含量18.90%。Att4矿层赋矿岩性为暗红色泥岩，产状38°∠1°，平均厚度1.5m，凹凸棒石平均含量16.20%。

图2 矿层赋矿岩性

2.2 矿石质量

（1）矿物成分。通过X-射线衍射对矿体的矿物成分进行定性和定量分析，得到各含矿岩性的矿物含量（表1）。青灰色泥岩主要成分为石英，次为凹凸棒石、伊利石、绿泥石和长石。灰白色白云质粉砂岩主要成分为白云石，次为凹凸棒石、石英和绿泥石。暗红色钙质泥岩主要成分为石英、方解石，次为凹凸棒石、伊利石、绿泥石、长石等。暗红色泥岩主要成分为石英、方解石，次为凹凸棒石等。

表1 凹凸棒矿体矿物含量一览表

（2）矿物形貌、赋存状态。对各含矿体特征中进行了扫描电镜观察，从图3中可看到矿体结构呈现针状、柱状，集合体呈絮状、网状等，多分布于石英、白云石等矿物颗粒之间或表面，呈沉淀状。凹凸棒石粒度一般在0.1×1.0μm左右。

图3 矿体结构发育SEM图

（3）矿体化学成分。对矿体进行化学多元素分析，分析项目为 SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5、MnO、Cr2O3、TiO2、H2O+、H2O-、SrO、Cl-、I、Se、Zn、共18项，化学分析结果表明(见表2)，矿体中SiO2的含量为48.06%～58.3%，Al2O3的含量为13.12%～15.55%，MgO的含量为2.58%～4.93%，K2O的含量为2.22%～3.16%。

表2 矿体结构的主要物理性能

2.3 矿体类型

根据野外观察和矿体结构鉴定资料，结合矿体结构构造、颜色等综合特征，将矿区内的矿体划分为四种自然类型。

（1）青灰色泥岩：青灰色，薄—中层构造，由泥质、硅质和少量的粉砂组成，矿物成分主要为绢云母、绿泥石和石英，呈团块状集合体不均匀分布。

（2）灰白色白云质粉砂岩：灰白色，中层-块状构造，组成矿物主要为白云石矿。

（3）暗红色钙质泥岩：暗红色，厚层-块状构造，组成主要为粉砂、泥硅质、钙质等，矿物成分主要为石英、方解石和长石等。

（4）暗红色泥岩：暗红色，中层-块状构造，组成矿物主要为石英和方解石，其次含一部分的泥质和氧化铁质。

2.4 矿体发育的物理性能

通过对矿体结构发育的脱色力、吸蓝量、饱和盐水造浆率、白度等物理性能进行测试（见表2），其中青灰色泥岩和暗红色泥岩符合吸附级凹凸棒石品级要求。

3 矿床成因浅析

调查区大地构造位置处于北祁连早古生代褶皱带东段，在古近纪中期为一内陆型坳陷盆地，沉积了一套湖相红色粉砂-泥质建造，岩性以红色钙质、粉砂质泥岩为主，粉砂-泥质韵律明显。矿层赋存于古近系野狐城组中，呈层状，近水平产出，由青灰色泥岩、灰白色白云质粉砂岩、暗红色钙质泥岩、暗红色泥岩组成，矿层围岩为厚-块状层粉砂质泥岩含次生石膏、薄-中层粉砂岩，矿体矿物成分主要为石英、方解石、坡缕石、绿泥石、伊利石、长石、白云石等组成。粘土矿物伊利石和绿泥石的组合说明当时气候干旱，碳酸盐矿物方解石和白云石的组合则说明湖泊水体为半咸水体，岩体沿裂隙面析出的次生石膏则说明为强蒸发环境，依此可推断沉积时期为干旱气候，呈现内陆封闭型蒸发湖盆特征。

综上所述，会宁老庄一带矿体矿物形成于干旱气候和富Mg的强蒸发沉积环境，矿层分布范围、产状受湖盆控制，矿床成因类型为内陆湖泊沉积矿床。