臥牛坪飛來(lái)峰石灰?guī)r礦地質(zhì)特征及勘查

高瑞祥

（中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心四川總隊(duì)，成都 610017）

臥牛坪飛來(lái)峰石灰?guī)r礦地質(zhì)特征及勘查

高瑞祥

（中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心四川總隊(duì)，成都 610017）

四川彭州市臥牛坪石灰?guī)r礦位于龍門山飛來(lái)峰構(gòu)造帶，含礦層賦存于二疊系陽(yáng)新組，原碳酸鹽巖經(jīng)過構(gòu)造作用的搬運(yùn)、擠壓、破碎，重結(jié)晶而形成本飛來(lái)峰含礦巖體。對(duì)該石灰?guī)r礦床的勘查采用了方格網(wǎng)狀布置工程的勘探方法控制礦體質(zhì)量、內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)造及礦體形態(tài)。

石灰?guī)r礦；地質(zhì)特征；飛來(lái)峰；勘查；臥牛坪

該礦床位于四川省彭州市。礦床據(jù)地區(qū)位于楊子準(zhǔn)地臺(tái)龍門山華夏系及新華夏系的一段, 喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)是形成該區(qū)現(xiàn)今構(gòu)造景觀的主要構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，使上三疊統(tǒng)～白堊系地層發(fā)生褶皺、斷裂，形成了壓性結(jié)構(gòu)呈北東10°～30°走向，成為多字形斜列的青城～青霞新華夏構(gòu)造體系，并使九頂山華夏構(gòu)造的斷層復(fù)活及該區(qū)飛來(lái)峰群的形成。

外來(lái)巖塊構(gòu)成的飛來(lái)峰構(gòu)造帶星散狀分布于區(qū)內(nèi)的尖峰頂、天臺(tái)山、塘壩子、白鹿頂、臥牛坪、大魚洞及小魚洞等地，形態(tài)各異、規(guī)模大小不等，面積1～24km2。飛來(lái)峰主要由泥盆系至下二疊統(tǒng)的地層組成，主要巖石類型為碳酸鹽巖（石灰?guī)r、燧石灰?guī)r、白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r等）。飛來(lái)峰體的基座主要為三疊系須家河組砂、泥巖等地層，個(gè)別為侏羅系泥、頁(yè)巖及粉砂巖等地層。

1 礦區(qū)地質(zhì)

臥牛坪飛來(lái)峰體由二疊系下統(tǒng)陽(yáng)新組（P1y）碳酸鹽地層構(gòu)成，基座由三疊系上統(tǒng)須家河組中段（T3xj2）地層構(gòu)成，在地表洼地和緩坡地帶有第四系（）殘破積物分布。

陽(yáng)新組為淺?！珵I海碳酸鹽巖建造，下部為灰～深灰色厚層含泥質(zhì)灰?guī)r夾厚層灰?guī)r，含少量燧石結(jié)核，中部為深灰色含生物碎屑灰?guī)r、灰白色中厚～塊狀生物灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r夾泥質(zhì)灰?guī)r條帶及黑色炭質(zhì)泥巖，上部為灰色中厚～塊狀生物碎屑灰?guī)r、眼球狀灰?guī)r，厚＞305m。由于區(qū)域構(gòu)造作用，經(jīng)推覆擠壓、碎裂、部分重結(jié)晶后，中下部（近F1斷層）以灰～淺灰色角礫狀灰?guī)r為主，間夾少量碎裂角礫狀白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖及硅質(zhì)灰?guī)r，中上部以灰色、少量深灰色或雞血色碎裂角礫狀灰?guī)r為主，夾少量角礫狀白云質(zhì)灰?guī)r及似層狀～透鏡狀炭質(zhì)泥巖。陽(yáng)新組與下部作為飛來(lái)峰基座的須家河組中段地層以逆掩斷層接觸，礦區(qū)控制石灰?guī)r礦體最大垂深309.66m，內(nèi)部巖溶及裂隙發(fā)育。

須家河組地層厚＞1 500m，其中段下部以灰、深灰色中～厚層石英砂巖、巖屑石英砂巖為主，間夾粉砂巖、頁(yè)巖及煤線；中部為黃灰色厚層～塊狀細(xì)～中粒長(zhǎng)石石英砂巖、巖屑砂巖與黃灰色粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、頁(yè)巖夾煤線及薄煤層；上部以灰色、深灰色粉砂質(zhì)泥巖、泥巖為主，間夾褐灰色中厚～厚層細(xì)～中粒巖屑砂巖，含煤線；近斷層附近部分段泥巖和粉砂質(zhì)泥巖含灰?guī)r碎裂或方解石粉末。

工作區(qū)位處龍門山飛來(lái)峰構(gòu)造帶，基座處于彭灌推覆構(gòu)造帶的思文場(chǎng)背斜北西翼，礦區(qū)范圍內(nèi)三疊系上統(tǒng)須家河組中段地層呈單斜層狀產(chǎn)出，個(gè)別地段有小柔皺，總體傾向北西，傾角25°～40°，少數(shù)達(dá)60°。

飛來(lái)峰體分布面積約 2.8km2。由物探深部電法勘測(cè)成果解釋，并經(jīng)鉆孔驗(yàn)證表明，與基座分開的逆掩斷層面起伏不平，北西低、中部凸起，向南東緩傾降低。從西向東看，斷層面的斷面好似一個(gè)平放的“S”形，總體傾向南東，北西部?jī)A角20°～60°，南東部?jī)A角10°～30°。

2 礦體地質(zhì)

2.1 形態(tài)特征

礦體為陽(yáng)新灰?guī)r，受構(gòu)造作用影響，巖體內(nèi)部層理已不明顯，為一個(gè)碎裂角礫狀的均勻塊體，分布范圍及深度受飛來(lái)峰的形態(tài)和底座推覆斷層控制。礦體北東～南西長(zhǎng)大于3 000m，北西～南東出露寬度450～1 600m，勘查控制礦體北側(cè)最大垂深309.66m，中部72.77m～143.83m，南側(cè)59.15m～101.74m。含礦巖體地表北高南低，深部起伏不平，平面形態(tài)近園形、橢圓形；斷面形態(tài)呈蘑菇云形狀；空間上形態(tài)不規(guī)則。

2.2 結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征

礦體外觀為角礫狀，由鈣質(zhì)、少量泥質(zhì)膠結(jié)而成，后生裂隙發(fā)育，嵌布的碎塊、角礫主要為石灰?guī)r，少量白云質(zhì)灰?guī)r。碎塊直徑大于0.5m，少數(shù)甚至大于2 m ；一般為1×1×0.5cm3～10×20×30cm3。角礫棱角分明，并由原巖灰?guī)r粉末重新膠結(jié)，膠結(jié)物為鈣質(zhì)、鈣泥質(zhì)和泥質(zhì)。鈣質(zhì)膠結(jié)者，巖體完整，肉眼可見灰色～深灰色角礫和灰白～淺灰色膠結(jié)物相嵌成巖，地表明顯可見灰?guī)r角礫堅(jiān)硬突起，膠結(jié)物微風(fēng)化、溶孔發(fā)育，呈下凹的孔隙，遠(yuǎn)看角礫似星散狀分布（見圖2、3）。泥質(zhì)膠結(jié)者，巖體松散，灰?guī)r角礫和泥質(zhì)膠結(jié)物易于自然分離，泥質(zhì)隨著雨水易沿著裂隙流失，或者充填成夾縫土及巖溶土。受后期構(gòu)造作用，礦體內(nèi)部巖石破碎，裂隙發(fā)育。

2.3 礦石質(zhì)量特征

圖2 星散狀碎裂角礫狀灰?guī)r礦石

圖3 鈣質(zhì)膠結(jié)的角礫狀灰?guī)r礦石

礦石自然類型僅一種，為角礫狀灰?guī)r礦石 (圖3)，礦物成分以方解石為主，占95%～99%，方解石多呈0.004～0.06mm的粉晶狀，少量泥晶（<0.004mm）和細(xì)晶（0.06～0.25mm），由于重結(jié)晶作用明顯，還有部分達(dá)到中晶甚至粗晶，結(jié)晶組分中生物屑占 10%～25%，生物屑呈星散狀較均勻分布于泥粉晶方解石中，生物屑礦物成分主要也是方解石，少量被硅質(zhì)交代，生物屑種類有棘屑、藻類、鈣球、腕足、介形蟲、苔蘚蟲、有孔蟲等，大部分生物屑因重結(jié)晶使內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭破壞，僅可辨其外形；黑色鐵質(zhì)呈浸染狀及少量星散狀分布于礦石中；少量白云呈較規(guī)則的四邊形、菱形，粒徑多大于方解石，且自形程度略高于方解石，白云質(zhì)灰?guī)r中分布不均，有團(tuán)塊、角礫聚集現(xiàn)象（富含者即為白云質(zhì)灰?guī)r或灰質(zhì)白云巖夾石）。礦石具含生物屑泥粉晶～細(xì)晶結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)組份中泥粉晶方解石占65%～75%，細(xì)～中晶占10%～15%，生物屑占15%～25%。礦石礦物成分和結(jié)構(gòu)組分均較單一穩(wěn)定。

礦石主要化學(xué)成分為CaO 54.79%，MgO 0.47%，SiO20.74%，Al2O30.19%，TFe2O30.21%，K2O 0.035%、Na2O 0.0073%，SO30.033%，Cl 0.0079%，LOI 43.19%，礦石質(zhì)量良好且穩(wěn)定，是優(yōu)質(zhì)的水泥用石灰質(zhì)原料。

3 礦床成因

根據(jù)礦體的巖性組合（淺灰～灰色碎裂塊狀、角礫狀灰?guī)r，淺灰色角礫狀白云質(zhì)灰?guī)r，極少量含燧石結(jié)核灰?guī)r）特征和生物化石組合（蜓類、珊瑚、腕足類、藻類、牙形刺、介形蟲、苔蘚蟲、有孔蟲等）特征分析，其含礦層原巖屬于濱?！珳\海相生物化學(xué)沉積型碳酸鹽巖成因，原碳酸鹽巖含礦層經(jīng)過構(gòu)造作用（巨大的推覆構(gòu)造或者冰川運(yùn)動(dòng)），搬運(yùn)、擠壓、破碎，重結(jié)晶而形成本飛來(lái)峰含礦巖體，構(gòu)成本石灰?guī)r礦床現(xiàn)狀形態(tài)。

礦體為飛來(lái)峰構(gòu)造作用形成，由于基座上的逆掩斷層，使二疊系下統(tǒng)陽(yáng)新灰?guī)r經(jīng)搬運(yùn)、推覆于三疊系須家河組地層之上，并使灰?guī)r碎裂，原生層理遭到破壞，形成了目前的形態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征。其次，飛來(lái)峰構(gòu)造作用過程中，同時(shí)伴有化學(xué)作用，巖石發(fā)生動(dòng)力變質(zhì)、碎裂變質(zhì)、低溫度熱液蝕變、交代等作用，使巖體化學(xué)成分發(fā)生部分重結(jié)晶和交代現(xiàn)象，使碳酸鹽巖原巖部分化學(xué)成分發(fā)生變化。從鉆孔資料揭示結(jié)果來(lái)看，陽(yáng)新灰?guī)r在逆掩斷層面附近有極少量陸源碎屑石英，同時(shí)，底板須家河組中段地層中CaO含量偏高，有碎屑方解石存在，遠(yuǎn)離該斷層的礦石 CaO含量較高，MgO、K2O、Na2O含量很低，在近斷層附近，部分段 SiO2含量較高。由于逆掩斷層對(duì)含礦巖體的影響以物理機(jī)械摩擦、擠壓、不同巖性相互機(jī)械混入為主，化學(xué)作用主要表現(xiàn)為交代和重結(jié)晶現(xiàn)象，使巖礦石礦物成分有分異、富集等現(xiàn)象，因此認(rèn)為該斷層對(duì)礦區(qū)礦石質(zhì)量有一定影響，其中主要為機(jī)械破壞，化學(xué)影響是局部的。

4 勘探方法

按照《冶金、化工石灰?guī)r及白云巖、水泥原料礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范》（DZ/T0123—2002）要求和礦體地質(zhì)特征，勘探工作將礦體作為一個(gè)較均勻塊體，按150°方向布置了7條勘探線，用方格網(wǎng)狀200×200m網(wǎng)度布置鉆探工程，探求探明的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲(chǔ)量（111b），其外圍按300～400×300～400m網(wǎng)度探求控制的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲(chǔ)量（122b），單工程控制的外推部分，探求推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量（333），在地表用淺鉆按照50×100的網(wǎng)度查明表土厚度。

同時(shí)，在礦區(qū)中部布置物探（電法）工作，以查明基底的起伏形態(tài)，利用鉆探工程驗(yàn)證，對(duì)中部含礦巖體的基底斷層形態(tài)進(jìn)行了控制。

本勘探方法的特點(diǎn)是：不考慮層理的概念，地表按方格網(wǎng)狀用淺鉆控制表土厚度，深部按方格網(wǎng)狀用鉆孔以標(biāo)高控制礦體質(zhì)量和形態(tài)。并用物探方法，基本查明了基底的起伏形態(tài)。

目前，礦山已經(jīng)開采多年，開采現(xiàn)狀與勘探資料基本相符，說(shuō)明利用方格網(wǎng)法施工鉆孔，輔以淺鉆、槽探、物探手段，對(duì)礦體的形態(tài)、礦石質(zhì)量及夾層位置、形態(tài)、化學(xué)成份等都得到了有效控制和查明，對(duì)飛來(lái)峰底座斷層的形態(tài)、產(chǎn)狀、位置、性質(zhì)右也基本調(diào)查清楚，控制完整，勘探所選用的勘探方法和手段符合礦床實(shí)際。

［1］四川省地質(zhì)局第二區(qū)域地質(zhì)測(cè)量隊(duì)，灌縣幅1:20萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)測(cè)量報(bào)告[R]. 1965．

［2］高瑞祥，四川省彭州市臥牛坪礦區(qū)石灰?guī)r礦勘探報(bào)告[R]. 2005．

［3］中華人民共和國(guó)國(guó)土資源部，冶金、化工石灰?guī)r及白云巖、水泥原料礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范[S]. 北京: 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2002．

Geological Feature and Exp loration for the Woniuping Limestone Deposit in Pengzhou, Sichuan

GAO Rui-xiang
(Sichuan Division, Geological Exploration Center for the China Building Material Industry, Chengdu, Sichuan 610017)

The Woniuping limestone deposit in Pengzhou, Sichuan lies in the Longmenshan nappe structure zone and confined to the Perm ian Yangxin Formaition. This paper deals w ith its geological features and exploration method.

limestone deposit; geological feature; nappe outlier; exploration; Woniuping

P618.130.2

A

1006-0995（2014）01-0084-03

10.3969/j.issn.1006-0995.2014.01.019

2013-05-16

高瑞祥（1965-），男，四川人，高級(jí)工程師，長(zhǎng)期從事野外地質(zhì)勘查和技術(shù)管理工作