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摘 要：文章通过对江西莲花江下垅粉石英矿成矿地质背景、矿床地质特征进行分析，初步探讨了矿床成因。粉石英矿赋存于二叠系下统狮子形组（P1S2）：下部为灰～灰白色硅质灰岩。上部为浅灰～灰白色硅质岩，具块状，条带状，角砾状构造，节理裂隙发育。硅质灰岩、硅质岩经强烈的风化后即变成粉石英矿。
关键词：成矿地质特征；粉石英矿；莲花江下垅；江西
江西莲花江下垅粉石英矿区位于萍乡市莲花县城30°方向，直线距离15公里处，属莲花县闪石乡管辖。本矿区属于西云山煤矿区的一部分。自新中国成立以来，江西省地质局九○一大队曾在本区开展过煤矿普查和粉石英矿点采样分析工作。
一、区域地质背景
本矿区所处大地构造单元，属华南褶皱系赣中南褶隆之赣西南坳陷中，区域北部为武功山～玉华山隆断束，南部为井冈山～陈山隆褶断束，两断束之间即安福～莲花复式向斜。
矿区位于西云山矿区的东侧，系长（埠）～西（云山）向斜的北东翼，发育走向北东、北西或近南北断层。
区域内出露地层由老至新主要有泥盆系上统、石炭系、二叠系、三叠系下统及第四系，其中泥盆系地层仅分布在安福～莲花复式向斜的两翼及北部边缘地层。
区域内岩浆活动微弱，地表未见岩浆岩。根据收集西云山矿区钻孔地质资料，见有少量小规模的岩脉，如混杂斜长花岗岩脉、煌斑岩脉等。
区域内主要矿产有二叠系上统乐平组的无烟煤，二叠系上统狮子形组硅质灰岩、硅质岩风化而成的粉石英，石炭系中、上统的水泥用灰岩及溶剂灰岩、白云岩、大理岩。泥盆系上统宁乡式铁矿等。第四系风化物或残坡积层中，多处有制砖、瓦粘土。
二、矿区地质特征
江下垅粉石英矿区位于长（埠）～西（云山）向斜的北东翼，大地构造位置上属华南褶皱系赣中南褶皱之赣西南坳陷中。现将地层、构造和岩浆岩分叙如下：
（一）地层
矿区内出露地层较简单，除第四系外，主要有二叠系下统狮子形组、上统乐平组。
1.二叠系下统狮子形组（P1S）
下段（P1S1）深灰～灰黑色中厚层状隐晶～细晶质灰岩，白云质灰岩夹泥质灰岩，局部夹瘤状灰岩、粉砂岩及薄层状炭质泥岩。产蜓类、珊瑚类化石，厚度不详。
上段（P1S2）下部为灰～灰白色硅质灰岩。上部为浅红～灰白色硅质岩，具块状、条带状、角砾状构造，节理裂隙发育。硅质灰岩、硅质岩经强烈风化后即变为粉石英矿，为本次地质工作主要对象。矿区内广泛出露，主要分布在丘陵突起山包部分，厚度10～30米。
2.二叠系上统乐平组（P1l）
乐平组自下而上分为官山段、老山段、狮子山段和王潘里段。本矿区仅出露官山段、老山段。
（1）官山段（P1l1）平均厚度90米，由细～粗粒粉砂岩以及含长石石英砂岩和泥岩与煤层组成。
（2）老山段（P2l2）自下而上分为三个亚段
（1）老山段下亚段（P2l2-1）平均厚度60米，该亚段内石英砂岩及粉砂岩和泥岩与煤层组成。
（2）老山段中亚段（P2l2-2）平均厚度40米，岩性为深灰色页片状泥岩，粉砂质泥岩。中上部夹薄层状细粉砂岩和薄层状细砂岩1-2层，中下部则夹1-4层薄层状透镜状隐晶质细晶质灰岩或白云岩。
（3）老山段上亚段（P2l2-3）平均厚度170米，下部为灰色薄层状细粉砂夹薄至中厚层状石英细砂岩和薄层状粉砂质泥岩；中部为灰色薄层状粉砂岩夹薄层状细砂岩，具条带和条纹构造；上部为灰色薄层状粗粉砂岩夹数层薄至中厚层状硅质和泥质胶结细砂岩，顶部为浅灰色薄层状细粉砂岩。
3.第四系残坡积层（Q）
为黄色棕红色粉质粘土和砂与角砾质岩块等松散状混合堆积。主要分布于山坡和山麓地带。
（1）残坡积层（Qel+dl）分布于山坡及低洼处。由腐植土、褐红色粉质粘土、砂、角砾、岩块等松散混合堆积。厚度0～3米。
（2）冲洪积层（Qal+pl）分布于冲沟及小溪、河流两侧。由腐植泥砂、砾石等松散状混合堆积。厚度为0～2米了。
（二）构造
矿区位于长（埠）～西（云山）向斜的北部转折端附近。矿区内构造简单，为一单斜构造。但矿区外围西侧（西云山矿区南东侧）发育F2、F13、F17断层，现简叙如下。
1.F2正断层
该断层为一推测断层，该断层北起西云山矿区24线北侧，消失于26线南侧，走向延伸长度大于1400米，以上地表未见到，根据25线、26线老山下亚段S8砂岩走向上中断和老山中下亚段有部份岩性缺失而推断。该断层倾向西，倾角为70°，断层落差28～40米。
2.F13正断层
该断层处于西云山矿区25～26线之间，造成老山下亚段S8砂岩中断地层产状相顶。断层走向北西，倾向南南西，倾角70°，走向延伸长度大于300米，断层落差15米。
3.F17正断层
该断层为一“表皮构造”，倾向南东，倾角小于40°，呈圆弧状。
（三）岩浆岩
本矿区岩浆岩活动微弱，无岩浆岩分布。
三、矿体地质特征
矿体（层）系二叠系下统狮子形组顶部条带状、条纹状、角砾状硅质灰岩、硅质岩，含燧石结核硅质岩风化成粉石英。
（一）矿体赋存特征
矿体（层）走向近南北，倾向北西，倾角20°～25°，最大控制长度365米，斜长40米，控制最大垂深+290米标高。矿体在走向上变化较大，中间地段较厚，向北端逐渐变薄而中断。
（二）矿石矿物组成、结构、构造及物理性质
本矿区粉石英经西安电瓷研究所1995年3月鉴定：粉石英矿石由粒度各异的硅砂、硅石和硅粉混合而成。除了在细粒级硅粉中混有不等量的粘土泥质物外，矿石中基本上由微形结晶石英组成。部分硅砂、硅石颗粒表面有铁质被膜，石英为一轴晶、正光性，经多种测试方法研究证实为结晶α—石英。 矿石中粗粒级硅砂、硅石均由微晶石英集合体构成，石英粒径绝大多数界于0.02～0.005毫米之间，石英呈多边形棱角状，彼此间呈紧密镶嵌结合，并构成一种共边界面间角大致呈120°的“三相点”结构，为一种典型的重结晶再生结构。矿石中有时出现有石英微脉，其中粒度可增大至0.1～0.2毫米。在矿石中细粒硅粉中主要由单晶微粒石英组成，粒度多为10～20微米，显然硅粉系由硅砂、硅石中复晶石英解离成单晶石英所致。
矿石构造为松散块状构造、土状构造以及角砾状构造，硅砂石中裂隙及微孔隙发育。
粉石英原矿由于受铁泥质污染程度不同而呈现白、灰白、黄白及淡黄褐色。原矿中Ⅱ级品白度在45°～70°之间。矿石结构疏松，硬度小，少量硅砂手捻可成粉末。矿石天然湿度为7.5，湿容重为2.08，干容重为1.52，松散系数为1.45。据同类矿床测定资料，硅粉吸水率2.7～3.06%，饱和含水率33%，PH值6.3，耐火度大于1790°。
（三）矿石粒度组成
粉石英矿系指硅粉（硅质岩风化解体之粉末状微晶石英）和硅砂、硅石（风化残余的硅质岩碎屑）以不同比例组成的天然集合体。由于不同工业部门对矿石的粒度要求各异，目前主要考虑陶瓷、玻璃等行业对硅质原料的要求，本矿区采用160目（0.098毫米）和24目（0.80毫米）标准筛做为硅粉、硅砂、硅石三部分的筛分标准。
（四）矿石类型和品级
1.矿石类型
根据粉石英矿中+160目硅砂石系和-160目硅粉所占比例，可将本矿区矿石划分如下四种自然类型：（1）含硅砂石硅粉，（2）硅粉硅砂石，（3）含硅粉硅砂石，（4）硅砂石
2.矿石品级
根据本矿区原矿和水筛分级+160目硅砂石的化学成份，并根据本矿区以及同类矿床矿石除铁试验成果资料、将粉石英矿石分为两种品级：Ⅰ级品：SiO297%，Fe2O3∠0.50%，白度60°；Ⅱ级品：SiO292%，Fe2O3∠0.94%，白度55°。
（五）矿体围岩及夹石情况
矿层顶板围岩为二叠系上统乐平组官山段，岩性为灰～深灰色薄层状粉砂岩夹深灰色薄层状泥岩、炭质泥岩及薄煤层。
矿层底板为二叠系上统狮子形组，岩性为灰～深灰色薄层状泥岩、灰岩。矿体顶底板围岩界线清楚。
矿体内部结构简单，矿体中没有出现与矿石物性明显差别的夹石或夹层。
（六）矿床成因及找矿标志
1.矿床成因
江下垅粉石英矿与萍乡荷家塘、宜春麦田、安福材家岭属同类粉石英矿床，产于同一构造背景及含矿层位，矿床成因属微晶硅质岩风化壳。在温湿气候和地形平缓的条件下，硅质岩首先因风化作用而分解为硅石、硅砂，随着风化作用的持续，硅石、硅砂进一步解体为硅粉，由于风化作用不可能是完全均匀的，因此硅质岩风化壳形成的粉石英矿实际上是硅石、硅砂及硅粉的天然集合体。
2.找矿标志
在控制粉石英矿产出的诸因素中，硅质岩建造地貌、构造背景、风化壳均是粉石英矿找矿中应予以注意的重要标志。本区及外围主要找矿标志为：（1）地貌标志。平缓的低丘岗阜地貌及其中发育粉石英矿特征微地貌——冲沟、陡壁、秃形山包。（2）地层标志。煤系地层下侧之“鸣山层”硅质岩或硅质碳酸盐岩通常为粉石英的含矿层位，区域上广泛分布的二叠系下统“狮子形灰岩”是粉石英矿可靠的间接找矿标志。粉石英矿常与共生，它是粉石英矿的底板。（3）萍乡～莲花一带村民称为“观音土”者为粉石英矿的直接找矿线索（4）矿产经济及社会效益。粉石英广泛应用于研磨料、捣打料、填料、玻璃仪器、玻璃器皿、玻璃纤维、陶瓷、电瓷、釉面砖、硅砖、耐火泥、等制作生产方面。
未来如果加大投入勘查力度，查明该区和周边的粉石英矿资源量，相信该区的粉石英矿开采将对煤炭资源枯竭转型城市萍乡的可持续发展将带来良好的经济和社会效益。
关键词：成矿地质特征；粉石英矿；莲花江下垅；江西
江西莲花江下垅粉石英矿区位于萍乡市莲花县城30°方向，直线距离15公里处，属莲花县闪石乡管辖。本矿区属于西云山煤矿区的一部分。自新中国成立以来，江西省地质局九○一大队曾在本区开展过煤矿普查和粉石英矿点采样分析工作。
一、区域地质背景
本矿区所处大地构造单元，属华南褶皱系赣中南褶隆之赣西南坳陷中，区域北部为武功山～玉华山隆断束，南部为井冈山～陈山隆褶断束，两断束之间即安福～莲花复式向斜。
矿区位于西云山矿区的东侧，系长（埠）～西（云山）向斜的北东翼，发育走向北东、北西或近南北断层。
区域内出露地层由老至新主要有泥盆系上统、石炭系、二叠系、三叠系下统及第四系，其中泥盆系地层仅分布在安福～莲花复式向斜的两翼及北部边缘地层。
区域内岩浆活动微弱，地表未见岩浆岩。根据收集西云山矿区钻孔地质资料，见有少量小规模的岩脉，如混杂斜长花岗岩脉、煌斑岩脉等。
区域内主要矿产有二叠系上统乐平组的无烟煤，二叠系上统狮子形组硅质灰岩、硅质岩风化而成的粉石英，石炭系中、上统的水泥用灰岩及溶剂灰岩、白云岩、大理岩。泥盆系上统宁乡式铁矿等。第四系风化物或残坡积层中，多处有制砖、瓦粘土。
二、矿区地质特征
江下垅粉石英矿区位于长（埠）～西（云山）向斜的北东翼，大地构造位置上属华南褶皱系赣中南褶皱之赣西南坳陷中。现将地层、构造和岩浆岩分叙如下：
（一）地层
矿区内出露地层较简单，除第四系外，主要有二叠系下统狮子形组、上统乐平组。
1.二叠系下统狮子形组（P1S）
下段（P1S1）深灰～灰黑色中厚层状隐晶～细晶质灰岩，白云质灰岩夹泥质灰岩，局部夹瘤状灰岩、粉砂岩及薄层状炭质泥岩。产蜓类、珊瑚类化石，厚度不详。
上段（P1S2）下部为灰～灰白色硅质灰岩。上部为浅红～灰白色硅质岩，具块状、条带状、角砾状构造，节理裂隙发育。硅质灰岩、硅质岩经强烈风化后即变为粉石英矿，为本次地质工作主要对象。矿区内广泛出露，主要分布在丘陵突起山包部分，厚度10～30米。
2.二叠系上统乐平组（P1l）
乐平组自下而上分为官山段、老山段、狮子山段和王潘里段。本矿区仅出露官山段、老山段。
（1）官山段（P1l1）平均厚度90米，由细～粗粒粉砂岩以及含长石石英砂岩和泥岩与煤层组成。
（2）老山段（P2l2）自下而上分为三个亚段
（1）老山段下亚段（P2l2-1）平均厚度60米，该亚段内石英砂岩及粉砂岩和泥岩与煤层组成。
（2）老山段中亚段（P2l2-2）平均厚度40米，岩性为深灰色页片状泥岩，粉砂质泥岩。中上部夹薄层状细粉砂岩和薄层状细砂岩1-2层，中下部则夹1-4层薄层状透镜状隐晶质细晶质灰岩或白云岩。
（3）老山段上亚段（P2l2-3）平均厚度170米，下部为灰色薄层状细粉砂夹薄至中厚层状石英细砂岩和薄层状粉砂质泥岩；中部为灰色薄层状粉砂岩夹薄层状细砂岩，具条带和条纹构造；上部为灰色薄层状粗粉砂岩夹数层薄至中厚层状硅质和泥质胶结细砂岩，顶部为浅灰色薄层状细粉砂岩。
3.第四系残坡积层（Q）
为黄色棕红色粉质粘土和砂与角砾质岩块等松散状混合堆积。主要分布于山坡和山麓地带。
（1）残坡积层（Qel+dl）分布于山坡及低洼处。由腐植土、褐红色粉质粘土、砂、角砾、岩块等松散混合堆积。厚度0～3米。
（2）冲洪积层（Qal+pl）分布于冲沟及小溪、河流两侧。由腐植泥砂、砾石等松散状混合堆积。厚度为0～2米了。
（二）构造
矿区位于长（埠）～西（云山）向斜的北部转折端附近。矿区内构造简单，为一单斜构造。但矿区外围西侧（西云山矿区南东侧）发育F2、F13、F17断层，现简叙如下。
1.F2正断层
该断层为一推测断层，该断层北起西云山矿区24线北侧，消失于26线南侧，走向延伸长度大于1400米，以上地表未见到，根据25线、26线老山下亚段S8砂岩走向上中断和老山中下亚段有部份岩性缺失而推断。该断层倾向西，倾角为70°，断层落差28～40米。
2.F13正断层
该断层处于西云山矿区25～26线之间，造成老山下亚段S8砂岩中断地层产状相顶。断层走向北西，倾向南南西，倾角70°，走向延伸长度大于300米，断层落差15米。
3.F17正断层
该断层为一“表皮构造”，倾向南东，倾角小于40°，呈圆弧状。
（三）岩浆岩
本矿区岩浆岩活动微弱，无岩浆岩分布。
三、矿体地质特征
矿体（层）系二叠系下统狮子形组顶部条带状、条纹状、角砾状硅质灰岩、硅质岩，含燧石结核硅质岩风化成粉石英。
（一）矿体赋存特征
矿体（层）走向近南北，倾向北西，倾角20°～25°，最大控制长度365米，斜长40米，控制最大垂深+290米标高。矿体在走向上变化较大，中间地段较厚，向北端逐渐变薄而中断。
（二）矿石矿物组成、结构、构造及物理性质
本矿区粉石英经西安电瓷研究所1995年3月鉴定：粉石英矿石由粒度各异的硅砂、硅石和硅粉混合而成。除了在细粒级硅粉中混有不等量的粘土泥质物外，矿石中基本上由微形结晶石英组成。部分硅砂、硅石颗粒表面有铁质被膜，石英为一轴晶、正光性，经多种测试方法研究证实为结晶α—石英。 矿石中粗粒级硅砂、硅石均由微晶石英集合体构成，石英粒径绝大多数界于0.02～0.005毫米之间，石英呈多边形棱角状，彼此间呈紧密镶嵌结合，并构成一种共边界面间角大致呈120°的“三相点”结构，为一种典型的重结晶再生结构。矿石中有时出现有石英微脉，其中粒度可增大至0.1～0.2毫米。在矿石中细粒硅粉中主要由单晶微粒石英组成，粒度多为10～20微米，显然硅粉系由硅砂、硅石中复晶石英解离成单晶石英所致。
矿石构造为松散块状构造、土状构造以及角砾状构造，硅砂石中裂隙及微孔隙发育。
粉石英原矿由于受铁泥质污染程度不同而呈现白、灰白、黄白及淡黄褐色。原矿中Ⅱ级品白度在45°～70°之间。矿石结构疏松，硬度小，少量硅砂手捻可成粉末。矿石天然湿度为7.5，湿容重为2.08，干容重为1.52，松散系数为1.45。据同类矿床测定资料，硅粉吸水率2.7～3.06%，饱和含水率33%，PH值6.3，耐火度大于1790°。
（三）矿石粒度组成
粉石英矿系指硅粉（硅质岩风化解体之粉末状微晶石英）和硅砂、硅石（风化残余的硅质岩碎屑）以不同比例组成的天然集合体。由于不同工业部门对矿石的粒度要求各异，目前主要考虑陶瓷、玻璃等行业对硅质原料的要求，本矿区采用160目（0.098毫米）和24目（0.80毫米）标准筛做为硅粉、硅砂、硅石三部分的筛分标准。
（四）矿石类型和品级
1.矿石类型
根据粉石英矿中+160目硅砂石系和-160目硅粉所占比例，可将本矿区矿石划分如下四种自然类型：（1）含硅砂石硅粉，（2）硅粉硅砂石，（3）含硅粉硅砂石，（4）硅砂石
2.矿石品级
根据本矿区原矿和水筛分级+160目硅砂石的化学成份，并根据本矿区以及同类矿床矿石除铁试验成果资料、将粉石英矿石分为两种品级：Ⅰ级品：SiO297%，Fe2O3∠0.50%，白度60°；Ⅱ级品：SiO292%，Fe2O3∠0.94%，白度55°。
（五）矿体围岩及夹石情况
矿层顶板围岩为二叠系上统乐平组官山段，岩性为灰～深灰色薄层状粉砂岩夹深灰色薄层状泥岩、炭质泥岩及薄煤层。
矿层底板为二叠系上统狮子形组，岩性为灰～深灰色薄层状泥岩、灰岩。矿体顶底板围岩界线清楚。
矿体内部结构简单，矿体中没有出现与矿石物性明显差别的夹石或夹层。
（六）矿床成因及找矿标志
1.矿床成因
江下垅粉石英矿与萍乡荷家塘、宜春麦田、安福材家岭属同类粉石英矿床，产于同一构造背景及含矿层位，矿床成因属微晶硅质岩风化壳。在温湿气候和地形平缓的条件下，硅质岩首先因风化作用而分解为硅石、硅砂，随着风化作用的持续，硅石、硅砂进一步解体为硅粉，由于风化作用不可能是完全均匀的，因此硅质岩风化壳形成的粉石英矿实际上是硅石、硅砂及硅粉的天然集合体。
2.找矿标志
在控制粉石英矿产出的诸因素中，硅质岩建造地貌、构造背景、风化壳均是粉石英矿找矿中应予以注意的重要标志。本区及外围主要找矿标志为：（1）地貌标志。平缓的低丘岗阜地貌及其中发育粉石英矿特征微地貌——冲沟、陡壁、秃形山包。（2）地层标志。煤系地层下侧之“鸣山层”硅质岩或硅质碳酸盐岩通常为粉石英的含矿层位，区域上广泛分布的二叠系下统“狮子形灰岩”是粉石英矿可靠的间接找矿标志。粉石英矿常与共生，它是粉石英矿的底板。（3）萍乡～莲花一带村民称为“观音土”者为粉石英矿的直接找矿线索（4）矿产经济及社会效益。粉石英广泛应用于研磨料、捣打料、填料、玻璃仪器、玻璃器皿、玻璃纤维、陶瓷、电瓷、釉面砖、硅砖、耐火泥、等制作生产方面。
未来如果加大投入勘查力度，查明该区和周边的粉石英矿资源量，相信该区的粉石英矿开采将对煤炭资源枯竭转型城市萍乡的可持续发展将带来良好的经济和社会效益。