[说明]新疆巴州石棉矿地质概况

[说明]新疆巴州石棉矿地质概况 九、资源概况 (一)位置及交通 若羌县依吞布拉克石棉矿区位于新疆若羌县城东偏南，直线距离184千米处。行政上属若羌县祁曼格区管辖，并在矿区设依吞布拉克镇进行管理。在其东侧青海省设有管理其采区的芒崖镇。 矿区位于阿尔金山的中段南麓，毗邻柴达木盆地西北边缘，为青、新两省区交界地。由矿区往北西经若羌县城至库尔勒市火车站公路运距696千米，至若羌县城253千米。以砂石路面为主(国道315线将在今年10月修复开通)。往东北经敦煌市至安西县柳园火车站740千米，均为柏油路面。矿区公路交通较为方便。 (二)自然地理与经济概况 区内为南天山低中山区，海拔高度1775-2020m，切割深度达200m，地势陡峻。 矿区属阿尔金山中段南支的金鸿山-阿哈提山系，东南临柴达木盆地，北连阿尔金山的主脉，矿区为高原低中山区，山势比较平缓，切割不强烈，总体上西高东低。矿区西部外围最高山峰海拔3791米，工作区海拔3100-3300米，比高一般50-170米，山脊走向近东西，岩石风化剥蚀强烈，30多年的矿山开采对地形影响很大，使矿区地形变得更为复杂。矿区内南北两侧被大片第四系砂砾、沙土层覆盖，厚度由山脊往南北两侧逐渐变厚。 矿区属大陆性气候，干燥寒冷，雨少风多，气温变化剧烈，年平均气温1.5?，日温?0?的天数平均每年大于200天，日最高气温28.7?(7月)，最低气温-29.5?(1月)，平均冻土深度2.29米。年平均降水量63.6毫米，主要集中在6-7月份，历年1日内最大降雨量为15.3毫米。年平均蒸发量3057毫米，为降雨量的48倍。年平均相对湿度31%。最大积雪厚度9厘米。每年的3月至7月为风季，风向多为北西，次为北西西。日平均风速一般大于5米/秒，最大达26.0米/秒，年大风日数平均125天。年平均气压为695.5毫巴。 矿区为地震烈度8度区。1980年和1981年在矿区附近分别发生了3.7和4.7级有感浅源地震。 (三)以往地质工作概况 2003年中国建筑材料工业地质勘查中心新疆总队提交了《新疆若羌县依吞 布拉克矿区石棉矿14-40线北段普查-详查报告》探求122b石棉矿物量11万吨， 333石棉矿物量105万吨，合计116万吨。 (四)矿床地质 4.1矿区地质概况 阿尔金超基性岩带东西延伸约1400千米，分为中西段的阿帕-茫崖和东段的红柳沟一交南坝两个超基性岩带。依吞布拉克超基性岩体群位于阿帕-茫崖岩带的东段，北距阿尔金断裂带的南主干断裂约9千米。该超基性岩体群是阿尔金地缝合线附近蛇绿岩套下部以斜辉橄榄岩、斜辉橄岩和纯橄岩为主组成的似层状超基性岩，此岩石组合对于温石棉、滑石、菱镁矿、蛇纹玉等矿种具有一定的成矿专属性。 本区域在大地构造位置上属阿尔金古陆缘活动带南侧，位于该带与祁曼塔格加里东岛弧、柴达木古陆西部隆起区的交接处。超基性岩体群的围岩以下奥陶统浅变质岩为主。区域岩层受阿尔金断裂左行剪切-挤压应力影响，构成-单斜构造，其走向北东，倾向北西，倾角30-70?。发育有北北东—北东向压扭性逆断层组、北西西—北西向逆断层组、北西两向平移断层组及“X”型剪切裂隙，给成棉、容棉提供了有利的构造条件。 4.1.1地层 区域地层由老至新依次有:中元古界、下奥陶统、上泥盆统、下—中侏罗统、第三系及第四系等。简要叙述如下: 中元古界(Pt) 2 分布于岩体北部，呈北东东向展布，因断层破坏和后期岩体侵入，使其出露不完整。区内仅见中部片岩组()，按岩石组合分为两个岩段:下段为绿泥钙质二云石英片岩、绢云石英片岩夹结晶灰岩组成，岩层柔皱发育，厚度大于178米;上段为斜长角闪片岩夹大理岩组成，厚度大于50米。 奥陶统(O) 1 为区域内的主要地层和依吞布拉克超基性岩体的主要围岩。呈北东东向展布，与区域构造线一致，延伸大于15千米，出露宽1-3千米，沿走向岩性变化大。按岩性特征可分为三个岩组: a、变砂岩组():分布于?号岩体南缘和?号岩体北侧。由灰黑色变泥钙质长石石英砂岩、灰绿色蚀变安山岩、灰绿色变火山砾岩、凝灰岩、硅质岩等组成，厚度大于90米。 b、变火山岩组():分布广泛，为岩体的直接围岩。按岩性分为二段:下段为绿色角闪斜长片岩、绿泥斜长片岩、绿泥石英片岩、夹大理岩、粉砂质结晶灰岩、变长石石英砂岩等，厚度大于295米;上段为蚀变安山岩、变凝灰质砂岩、层凝灰岩、大理岩、变泥钙质长石砂岩等，厚43米。 c、绿片岩组():主要分布于?号岩体北部，次为?号岩体西部。按岩性分为两段:下段为绿泥片岩夹硬砂质石英砂岩、大理岩等，厚度大于56米;上段为灰绿(黑)色绿泥片岩、绿泥斜长片岩、绿泥阳起片岩夹硅质岩，厚204米。 上泥盆统(D) 3 分布于?号岩体西北、?号岩体东北部，与下伏的下奥陶统绿片岩组呈角度不整合接触，局部的断层接触。按岩性特征自下而上分为四个岩组: a、第一岩组():下段为灰紫色千枚状砂岩，底部为一层10-30厘米厚的粘土质砾岩，厚11.42米;中段为灰紫(绿)色长石粉砂岩夹硬砂岩、安山岩，厚度大于62米;上段为灰色流纹岩，厚度大于9米。 b、第二岩组():下段为含砾复成分砂岩，中段为长石石英粉砂岩，上段为英安岩、安山岩、凝灰熔岩、流纹质熔岩等。总厚250米。 c、第三岩组():为长石石英砂岩与流纹岩互层状，厚度大于340米。 d、第四岩组():为复成分砂岩、钙质粉砂岩、硬砂岩组成。 下—中侏罗统():分布在?、?、?号岩体北侧，只出露小煤沟一大煤沟组。因受断裂构造影响，分布零星。为灰—灰黑色粘土质页岩、炭质页岩、砂岩夹砾岩、煤层、煤线。含较丰富的植物化石。 第三系上新统(N) 仅见到上油沙山组()，分布在矿区的南、北侧北麓地带，巴州石棉矿矿区以北(生活区中)有出露。该地层与下奥陶统及超基性岩体呈断层接触。岩性为桔红色砾岩、含砾粘土质细砂岩、粉砂质粘土岩，夹砂岩。砾石成分有砂岩、片岩、硅质岩和灰岩等，砾径一般为1-5厘米，大者可达20-30厘米，砾石呈浑圆状或次棱角状，略具定向排列。泥砂质胶结，胶结疏松。平均厚度大于120米。 第四系(Q) 4 区域内分布广泛，其中上更新统(Q)为洪积、冲积砾石、砂砾层、分4 布在区域中段南缘，厚度小于55米。全新统(Q)为冲积、残坡积砂砾层及4 风成砂，分布在山脊南北两侧及平滩处，厚度小于85米。 4.1.2构造 依吞布拉克超基性岩体群位于加里东期阿尔金深断裂带的中段南部。区域构造以断裂为主，褶皱构造仅以北倾的单斜形式表现，发育有同一应力场中的节理组。 (1)断层:按其展布方向分为两组 a、北东东—北东向逆断层组:为区域内的主要断层组，沿走向呈舒缓波 75?，往东折拐成近东西向。该组断层一般延伸较长，尤状，总体走向60- 以?号岩体顶底板的两条断层最长，达9千米多，倾向北偏西，倾角50-68?。本断层组基本控制了依吞布拉克超基性岩体群的展布。 b、北北西向平移断层组:走向330-350?，断距一般50-100米，致使岩体或岩层走向发生位移，大多为成矿期后构造，对矿体形态影响较大。 (2)节理裂隙 节理裂隙发育，但不同地段发育程度有所差异。北部地区以北北西走向，倾向东或西，倾角大于75?的张性节理为主，节理面粗糙，多有充填物。北北东向的剪节理也较发育，倾向南东，倾角45-65?，节理面稍平整。这两组节理裂隙分别反映了由北东东向的主构造所诱发的张应力和剪切应力方向。南部地区以走向70-90?的一组节理较发育外，其余各向的节理多而乱，反映了该地段节理裂隙具有多期次构造应力迭加的现象。在超基性岩体中的代表地段，每平方米测得节理数为49-278条之间。 (3)岩浆活动 区域出露的岩浆岩均为加里东期的产物。 酸性—中酸性侵入岩: 主要分布于区域中—西部及?、?号超基性岩体的北部，主要岩类有似斑状片麻状花岗闪长岩、石英闪长岩、花岗岩等。与石棉矿关系不大。 基性—超基性岩: 超基性岩体群受区域构造影响呈带状展布，东西延伸约20千米，地表自东至西断续出露?—?号四个岩体，总面积约9平方千米。岩体顺层侵入于下奥陶统Ob与Oc之间，后期构造使其和上泥盆统、新第三系地层呈断层接11 触。各岩体规模、形态不一，其中以?、?岩体最大，?岩体次之，?岩体最小。 a、围岩及接触关系:?岩体下界由断层逆掩于第三系砾岩之上;?岩体上界与上泥盆统碎屑岩、中酸性火山岩呈不整合或断层接触，?岩体下界与下奥陶统呈断层接触;?、?岩体与侏罗系砂岩、华力西期花岗岩呈断层接触。 各岩体周边的断裂破碎带往往是强滑石化带，在断裂带中，各时代的围岩常被挤入到岩体下部而呈角砾状混杂，如在?岩体中及?岩体下部，有很多由后期断裂产生的上泥盆统、侏罗系流纹岩、砂岩的岩块，同时还有下奥陶统大理岩、绿片岩、硅质板岩的岩块，大者超过百米，尤以岩体下边部和分枝复合处岩块更为厚大。 b、岩石类型:依吞布拉克超基性岩现大部分已全蛇纹石化，少量半一弱蛇纹石化。据矿物组成、结构构造的特征，以及对化学成分计算统计，该超基性岩的原岩矿物成分以斜辉橄榄岩和橄榄岩为主。在弱蛇纹石化地段，原岩及其矿物特征比较明显。 ?岩体西段由辉橄岩组成，下部有150米宽的碎裂—片理带，部分滑石化，夹一层宽20-40米的蚀变玄武岩;东段上部为斜辉橄岩，下部为辉橄岩，中部为依吞布拉克矿田石棉最富，矿体最多的地段，岩石多由碎裂—角砾状与块状构造的蛇纹岩相间构成。?岩体以斜辉橄榄岩为主，并和角闪岩、辉长—辉绿玢岩构成似层状构造。?岩体东段为橄榄岩，西段及?岩体为辉橄岩。 c、侵位及剥蚀:依吞布拉克超基性岩体和浅成辉石岩、角闪岩及超浅成一喷出岩玄武岩共生，并呈似层状，同为加里东期侵入体。 岩体群在华力西期被抬升至地表遭受第一期剥蚀，并被上泥盆统不整合覆盖，燕山期虽有抬升但未剥蚀。中新世中叶喜马拉雅运动第二幕将岩体抬升出露，开始第二期剥蚀，形成上新统大量的超基性岩砾块，上新世未喜马拉雅运动第三幕使岩体逆冲于上新统之上并剥蚀延续至今。 在上泥盆统中未见到超基性岩碎屑，而新第三系及第四系中超基性岩砾石大面积分布，可见第二期剥蚀较第一期强烈。岩体群自东向西的剥蚀程度逐渐增大，以?岩体东段剥蚀程度最低。 d、超基性岩和石棉矿的关系:超基性岩体的侵入形成，为石棉成矿提供了物质基础。岩带、亚岩带、岩体群的展布对应性地决定了矿带、矿田、矿床或矿体的位置和特征。 根据氢氧同位素测定结果，依吞布拉克石棉矿床的成矿期不是加里东期大洋环境的超基性岩体侵入和初期蛇纹石化阶段，也不是在华力西早期超基性岩体的构造侵位时期，在喜马拉雅期将超基性岩体挤压抬升至地表遭受剥蚀风化环境中也难以具备成矿的温压、构造和热液等条件。而华力西早期末—燕山期依吞布拉克超基性岩体处于大陆环境，即为强氧化条件、岩体又有一定埋深，则具备石棉成矿条件。从空间上石棉矿床或矿体均赋存在超基性 岩体中，矿体的形态、产状、规模决定与岩体，尤其是超基性岩的成分及分异状况和石棉成矿关系密切，原岩以斜辉橄岩、橄榄岩为主要成分的岩体成矿较多。 4.2矿床地质特征 4.2.1矿床地质特征 依吞布拉克超基性岩体群是我国最主要的温石棉成矿带，位于阿帕—茫崖岩带的东段，北距阿尔金断裂带的南主干断裂约9千米，由于受区域构造的影响而呈带状展布，地表断续出露?—?号四个岩体，延伸约20千米。这些岩体规模、形态不一，其中以?、?号岩体最大，?号岩体次之，?号岩体最小。 依吞布拉克超基性岩体群的总体矿化规律为东强西弱，?—?号岩体矿化程度依次减弱，?、?号是主要的含棉岩体，?号仅见石棉矿化，?号不含棉。 ?号含棉超基性岩体东西延展5.8千米，出露宽度600-1100米，为总体呈北倾的板状体，倾角50-70?。与顶板岩层走向呈35-50?交角，底板倾角略陡，且较规整。 ?号岩体内部矿化不均匀，矿与非矿无截然的界线。以F1断层的北凸部位为界，将?号岩体分为东、西两部分。东部矿化连续性较好，含棉率较高，纤维较长。西部矿化则不连续，含棉率较低，棉纤维也较短。按含棉率?0.6的边界品位，?号岩体共圈出了16个矿体。 东部包含11个矿体，整体近东—西走向，倾向北。根据矿化及蚀变特点以5号矿体底板的滑石菱镁片岩将东部含矿带划分为南、北两个含矿段。它们的原岩类型、受构造影响程度、矿石类型及矿化程度均有不同。从整体看，南矿段走向断层发育、矿化连续、矿石品位高、石棉纤维长，而北矿段则相反。南矿段矿体基本上都呈似层状或透镜状，延深较大。北矿段矿体常呈膨缩变化较大的似层状、长透镜状，延深较小。 巴州石棉矿开采范围位于?号含棉超基性岩体北矿段，分为东、西两个矿区，东矿区在14线东100米至28线间，两矿区在34线至40线西120米 之间。东矿区内由于滑镁岩的发育和断裂的影响，可分成四个近于平行的东西向延伸的矿体，由此向南编号为10、9、6、5号矿体，空间形态均为北倾的不规则似层状、透镜状体，局部地段有分枝复合现象。西矿区仅包含6号矿体西段的部分。 (1)矿体形态、产状及规模 10号矿体:10号矿体东起14线以东20米西至18线，近东西向延伸450米，地表仅在14线附近出露，15线处由于槽探、采坑的施工也少量出露，其余皆覆盖于第四系之下。据钻孔资料，10号矿体在16线附近最宽为251米，而在14、18线附近变窄趋于尖灭，在15、17线附近宽为160米左右，平面分布形态呈纺锤状。矿体延深在16线附近膨大，最大厚度143米，其中ZK1602孔见矿厚度为130米，ZK1604孔为105米。在15、17附近厚度变化在50-95米之间。矿体产状357??55-70?，空间形态为一北倾的透镜体。10号矿体沿倾向15线的厚度变化系数为2.98%，在16线为35.6%，在17线为26.2%，总体厚度变化系数为29.1%。矿体中有夹层，均为蛇纹岩、滑镁化蛇纹岩，为矿化不均匀所致。夹层在16、17线处较厚，但较完整，在14、15线处薄而分散。 10号矿体含棉率按全部含棉样品加工分析结果为5.55%，矿体中含棉较高的地段主要集中在15-17线间，尤其是15-16线间矿体膨大部位，为该矿体的主要富矿段，向东西两侧逐渐变贫。 10号矿体的棉脉类形主要是单式脉、网状脉及环状棉脉。棉纤维长1-25毫米，强度中等，见滑镁化现象。矿体顶板为蛇纹岩、菱镁岩和变质沙岩。底板为蛇纹岩和菱镁片岩，在东部与5号矿体分开，在西部与9号矿体分开。 9号矿体:分布于10号矿体南侧17-21线之间，地表仅在19、21线附近零星出露。矿体东西长410米，延伸较稳定，总体形态呈不规则的板状体，倾向北北西，倾角50-60?。矿体东段矿化较好，夹层少，钻孔见矿厚约60米;西段矿化不均匀，探槽揭露表明蛇纹岩、含棉蛇纹岩相间出现。矿体延伸在18线处,110米。棉脉类型为复式网状脉、分枝状脉、单式脉、?级棉为主，平均含棉率为6.32%。 5号矿体:分为东、西两个矿体。东矿体分布于15-19线之间是巴州石棉矿开采30多年的主矿体，开采底盘标高已下降60-80米，自1985年至1999年已被巴州石棉矿从中采选出石棉45万吨。矿体延展不稳定，呈板状，倾向北北西，倾角50-60，向东于15线西20米处尖灭，往西于18线两分枝并被第四系覆盖，出露长近350米。矿体最宽处110米，最窄处30米，东西向厚度变化系数83.1%;西矿体分布于18-26线，以22线处山脊为界，以西在巴州石棉矿境内，以东在若羌石棉矿境内。5号矿体棉脉以网状脉和单式脉为主，含少量高级棉，以?级棉为主，总含棉率为3.45%。 6号矿体:分别位于东矿区和西矿区。位于东矿区的矿体为不规则透镜状，分布于19-24线间。产状倾向北北西，倾向50-60?，矿体东西出露长约400米，最大露宽40米，向西于24线东50米尖灭，向东变薄于20线东40米趋于尖灭破第四系覆盖。18线最宽处宽194米，平均宽87.6米，厚度变化系数21.5%，延伸于220米，平均含棉率为3.14%，位于西矿区的矿体为一似层状矿层西段的一部分，平均含棉率为3.14%。所处矿层分布于28-40线间出露长1360米，出露宽20-40米，其大部分处于若羌石棉矿境内。棉脉类型为分枝脉、单式脉，含少量?级棉，?—?棉为主，平均含棉率为3.14%。 (2)矿体围岩及夹石 矿体的顶、底板围岩和矿体中的非矿夹层，主要有弱矿化蛇纹岩和滑镁岩类。围岩与夹层呈似层状或透镜状，与矿体近于平行展布，沿走向基本稳定，沿倾向常有相变。蛇纹岩与矿体界线清楚，它的发育对矿体形态、规模有很大影响。 10号矿体的围岩和夹层以蛇纹岩为主。滑镁岩仅在夹层中出现，且极不稳定。矿体顶板的蛇纹岩往西渐向南偏移，在20线处钻孔已控制到奥陶系的变砂岩类即超基性岩体的围岩。5号与10号矿体间的蛇纹岩体中仍有矿化，9号矿体则是石棉相对富集的地段。5号矿体顶板的滑镁岩明显受断裂构造控制，但对10号矿体影响不太大。 4.2.2矿石质量特征 通过对14-26线间四个矿体在地表和深部矿石品位及品位变化系数的统计，得出矿区内矿体在空间的大致矿化规律。 矿区内的总体矿化特征为北强南弱，东强西弱。各矿体沿走向由中部向东西两端矿化由强变弱，含棉率由富变贫;沿倾向从地表向深部含棉率也有由富变贫的趋势。总之，含棉率的高低常与矿体的大小、形态和厚度有一定的联系，矿体膨大部位或规模大、分枝少形态较规则的矿体往往含棉率较高。10号矿体的矿化特征是以上所述的典型代表。 此外，各级石棉纤维的分布和所占比例，也能反映出矿化的强弱、矿石质量的优劣，因此，对5、6、9、10号矿体含棉率样品的测试结果进行了统计，得出各级石棉纤维的分布和大致比例。 10号矿体，不含高级棉(?—?级)，以?级棉为主，占77.07%;次为?级棉，占18.39%;?、?级棉少量，分别占0.61%和3.45%。?级棉分布于矿体中部，反映了中部矿化好的特征。 9号矿体，各级石棉纤维构成及分布特征与10号矿体基本相同。但由东向西?级棉明显减少直至不含，而?级棉则有所增加，反映了矿化由东向西减弱，矿石质量变差。 5号矿体，含少量高级棉(?级，占0.37%)，主要为?级棉，占58.52%;次为?级棉，占26.3%;?、?级棉少量，分别占2.26%和12.9%，?、?级棉分别分布于矿体中部或西部。 6号矿体，各级石棉纤维构成及分布特征与10号矿体相同。 综上所述，该矿区矿石质量的总体特征:一是品位低，各矿体的平均含棉率不超过10%，二是品质较差，基本不含高级棉(?—?级)主要为?级棉，所占比例均超过了50%。 4.2.3矿石类型 含棉蛇纹棉的矿石类型可按棉脉类型或构造类型划分，由于区内矿石的棉脉类型是渐变的或相互穿插而难以截然分开，而构造类型更切合实际，与 生产关系更为密切，因而以矿石的构造类型为主，结合棉脉类型将矿石分为四种类型: (1)块状矿石:主要分布在块状蛇纹岩中，棉脉纤维与脉壁垂直或斜交，富矿石为较宽的单式脉和密网状脉;贫矿石为较窄的单式脉、分枝状脉和稀疏网状脉。矿石较致密坚硬，不易破碎，脉石中常有辉石的变余残体，滑石化、菱镁矿化较弱，但纤维质量较好，含少量的高级棉。矿区中5、6、9、10号矿体中均有分布。 (2)砾状矿石:在碎裂—砾状蛇纹岩间有极不规则的棉脉或纤维束杂乱出现，常有黄绿色胶结状蛇纹石伴生。黑绿色角砾状蛇纹岩周围被呈半园形、椭圆形、三角形、纺锤形的松散棉脉所环绕，蛇纹岩碎砾多滑石化，岩石软硬相间，易碎。有时见有纵纤维棉脉沿砾间裂隙分布，延伸10-50厘米不等，但纤维棉化程度差，易断。本类型属含棉较富的矿石类型，分布较广。在10号矿体中15-17线之间(尤其是深部)及5号矿体的部分地段多为此类型，而6、9号矿体中也可见到，数量较少。 (3)片状砾石:受强烈的构造挤压而具明显的片状构造。以黑绿色为主，夹少量的灰绿色团块、纤、叶鳞片变晶结构，叶片状构造。主要矿物:蛇纹石60-80%(其中叶蛇纹石占55-70%),绢石5-10%，磁铁矿,5%。另有少量方解石、褐铁矿。石棉很少具棉脉的完整形态，多呈涂敷状纤维束分布于蛇纹岩的片理间，并常受滑石化影响使纤维变脆或结块不易劈分。矿石结构疏松，易碎成片状。含棉较丰富，但棉质略差。主要分布在5号、10号矿体中。 (4)粉末状矿石:较破碎的片理化含棉蛇纹岩迭加了强烈的构造和滑石化作用而碎成粉末状，矿石中见不到完整的棉脉，为杂乱纤维束和絮状纤维，纤维受滑石化影响质量变差，易折断，主要为?—?级棉，含棉率不高。各矿体中均可见到，主要分布在断裂构造交汇处和滑石化带附近。 (五)矿山开采现状 目前矿山主采为5号矿体，CK3(采场)底部东西长236-276米，南北宽62-104 米，采深70米，边坡高98-140米，边坡角在17-83?;CK2(采坑)底部东西 长104-108米，南北宽62-84米，采深15-20米，边坡高12-40米，边坡角在 8-40?;CK1东西长108-114米，南北宽128-140米，采深15-20米，边坡高12-49 米，边坡角在40-63?。