永定縣吳坑礦區(qū)灰?guī)r礦床地質(zhì)特征

盧杰能（中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心福建總隊(duì)，福建　福州　350001）

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【其 他】

永定縣吳坑礦區(qū)灰?guī)r礦床地質(zhì)特征

盧杰能
（中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心福建總隊(duì)，福建福州350001）

【摘 要】本文介紹了永定縣吳坑礦區(qū)的地質(zhì)背景、礦床地質(zhì)特征、圍巖及夾石特征、礦床成因及找礦標(biāo)志。該礦區(qū)礦床地質(zhì)特征在閩西南一帶具有一定的代表性。

【關(guān)鍵詞】水泥用灰?guī)r礦；地質(zhì)特征；找礦標(biāo)志

1　區(qū)域地質(zhì)概況

本區(qū)位于龍巖山字型構(gòu)造前弧部分梅林褶皺斷裂帶南段。區(qū)內(nèi)出露地層自老至新有：奧陶—志留系（O-S）變質(zhì)粉砂巖，上泥盆統(tǒng)天瓦崠組（D3t）砂礫巖、桃子坑組（D3tz）石英砂礫巖，下石炭統(tǒng)林地組（C1l）石英砂巖，上石炭統(tǒng)船山組—下二疊統(tǒng)棲霞組（C3c-P1q）灰?guī)r及燧石灰?guī)r，下二疊統(tǒng)文筆山組（P1w）粉砂質(zhì)泥巖及童子巖組（P1t）泥質(zhì)、炭質(zhì)粉砂巖夾煤層，上二疊統(tǒng)翠屏山組（P2cp）粉砂巖及大隆組（P2d）泥質(zhì)粉砂巖，下三疊統(tǒng)溪口組（T1x）鈣泥質(zhì)粉砂巖，上三疊統(tǒng)文賓山組（T3w）長(zhǎng)石石英砂巖，上侏羅統(tǒng)南園組（J3n）流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r。

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，以北西向及北東向兩組斷裂為主，次為近東西向斷裂。

2　礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1地層

礦區(qū)地層表現(xiàn)為單斜構(gòu)造。出露地層由老至新分述如下（見(jiàn)右圖）：

2.1.1上泥盆統(tǒng)桃子坑組（D3tz）

分布于礦區(qū)南側(cè)，巖性為灰白色厚層狀石英砂礫巖。砂礫成分由石英組成，少量為長(zhǎng)石，渾圓度較好，膠結(jié)物為硅質(zhì)。其產(chǎn)狀50～70°∠55°。厚度不詳。

2.1.2上石炭統(tǒng)船山組（C3c）

分布于礦區(qū)的中部，巖性為淺灰—灰白色灰?guī)r，夾有白云質(zhì)灰?guī)r，微—細(xì)晶粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。見(jiàn)有條紋狀構(gòu)造，條紋寬度為1～3mm，由泥炭質(zhì)組成。其產(chǎn)狀：340～8°∠28～35°，最大厚度約300m。為KT1礦體賦存層位。與下伏地層呈斷層接觸。

2.1.3下二疊統(tǒng)棲霞組（P1q）

分布于區(qū)內(nèi)的中部偏北側(cè)，巖性為深灰、灰黑色中厚層狀含泥炭質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r，隱晶—微晶結(jié)構(gòu)，塊狀、條帶狀構(gòu)造。泥炭質(zhì)沿層面呈條帶狀分布，條帶寬1～2mm?？p合線構(gòu)造發(fā)育，沿縫合線常見(jiàn)有泥炭質(zhì)物分布。其產(chǎn)狀：340～350°∠35～47°。與下伏地層呈整合接觸。

1 下二疊統(tǒng)童子巖組 2 下二疊統(tǒng)棲霞組第四段 3 下二疊統(tǒng)棲霞組第三段 4 下二疊統(tǒng)棲霞組第二段 5 下二疊統(tǒng)棲霞組第一段 6 上石炭統(tǒng)船山組 7 上泥盆統(tǒng)桃子坑組 8 礦體編號(hào)9 輝綠巖 10 地質(zhì)界線 11 斷層及編號(hào) 12 勘探線及編號(hào)

根據(jù)巖性組合，下二疊統(tǒng)棲霞組地層可分為四段：

（1）下二疊統(tǒng)棲霞組第一段（P1q1）：分布于區(qū)內(nèi)的中部， 巖性為深灰、灰黑色厚層狀泥炭質(zhì)灰?guī)r，隱晶—微晶結(jié)構(gòu)，條帶狀構(gòu)造。泥炭質(zhì)沿層面呈條帶狀分布，條帶寬1～1.5mm?？p合線構(gòu)造發(fā)育，沿縫合線常見(jiàn)有泥炭質(zhì)物分布。厚度60～100m。

（2）下二疊統(tǒng)棲霞組第二段（P1q2）：分布于區(qū)內(nèi)的中部偏北， 巖性為深灰色含泥炭質(zhì)石灰?guī)r， 隱晶—微晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。縫合線構(gòu)造發(fā)育，沿縫合線常見(jiàn)有泥炭質(zhì)物分布。厚度約100～120m。為KT2礦體的賦存層位。

（3）下二疊統(tǒng)棲霞組第三段（P1q3）：分布于區(qū)內(nèi)的北部， 巖性為深灰、灰黑色厚層狀泥炭質(zhì)灰?guī)r或灰?guī)r夾薄層狀含炭質(zhì)泥巖， 隱晶—微晶結(jié)構(gòu)，條帶狀構(gòu)造。泥炭質(zhì)沿層面呈條帶狀分布，條帶寬1～2mm。縫合線構(gòu)造發(fā)育，沿縫合線常見(jiàn)有泥炭質(zhì)物分布。厚度40～100m。

（4）下二疊統(tǒng)棲霞組第四段（P1q4）：分布于區(qū)內(nèi)的北部， 巖性為深灰、灰黑色含泥炭質(zhì)灰?guī)r， 隱晶—微晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。縫合線構(gòu)造發(fā)育，沿縫合線常見(jiàn)有泥炭質(zhì)物分布。最大厚度約120m。為KT3礦體的賦存層位。

2.1.4下二疊統(tǒng)童子巖組（P1t）

分布于礦區(qū)的東側(cè)及北部，巖性為灰黑色泥質(zhì)粉砂巖、炭質(zhì)粉砂巖。為一套海陸交互相碎屑沉積。與下伏地層呈斷層接觸。厚度不詳。

2.1.5第四系（Q）

分布于礦區(qū)的大部分地段。巖性為土黃、黃褐色含砂礫粘土。砂礫成分主要為粉砂巖、砂巖等碎塊，大小一般在1～5cm。地勢(shì)低洼處常見(jiàn)有大滾石。最大厚度可達(dá)50.47m。

2.2構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)含礦地層呈一單斜構(gòu)造形態(tài)，含礦地層產(chǎn)狀：340～8°∠28～47°。以5線為界，其西側(cè)含礦地層傾向?yàn)楸北睎|向，東側(cè)含礦地層傾向?yàn)楸北蔽飨?，平面上含礦地層走向線呈開(kāi)口向北的寬緩弧線狀。

礦區(qū)內(nèi)見(jiàn)有4條斷裂構(gòu)造。各斷裂構(gòu)造分述如下：

F1斷層：位于礦區(qū)的中部偏西，走向?yàn)楸蔽髦帘蔽魑飨?，傾向北東，傾角約為15～30°，為一正斷層。為礦體的南西兩側(cè)邊界。

F2斷層：位于礦區(qū)的中部偏東側(cè)，走向?yàn)楸北睎|向，其西側(cè)地層為船山組（C3c）和棲霞組（P1q）地層，東側(cè)為童子巖組（P1t）地層，性質(zhì)不明。為礦體的東邊界。

F3斷層：位于礦區(qū)的北側(cè)，走向?yàn)榻鼥|西向，傾向近正北向，傾角約為60°，為一正斷層。為礦體的北邊界。

F4斷層：位于礦區(qū)中部偏南側(cè)，走向?yàn)楸睎|東向，傾向北北西向，傾角約60°，為一正斷層，為礦體的南部邊界。

2.3巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)未見(jiàn)有巖漿巖出露。

3　礦體地質(zhì)特征

3.1礦體特征

礦區(qū)水泥用灰?guī)r礦賦存于上石炭統(tǒng)船山組（C3c）及下二疊統(tǒng)棲霞組（P1q）地層中。根據(jù)礦體賦存的層位，由下往上依次編號(hào)為KT1、KT2、KT3礦體。各礦體特征分述如下：

3.1.1KT1礦體

賦存于上石炭統(tǒng)船山組（C3c）地層中，分布于礦區(qū)中南部。走向控制長(zhǎng)度約1000m，地表寬度為300～520m。其產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀基本一致（340～8° ∠28～35°），近東西向展布，呈一單斜構(gòu)造形態(tài)，層狀產(chǎn)出。夾有多層白云質(zhì)灰?guī)r夾石層。礦體最大厚度約300m。

南側(cè)以F4斷層為界，北側(cè)至下二疊統(tǒng)棲霞組第一段（P1q1）地層為界，東側(cè)以F2斷層為界，南西側(cè)以F1斷層為界。間接底板為上泥盆統(tǒng)桃子坑組（D3tz）地層，頂板為下二疊統(tǒng)棲霞組第一段。近地表處覆蓋有第四系（Q）殘坡積層。

礦石自然類型主要為微—細(xì)晶灰?guī)r。礦石平均化學(xué)成分CaO53.45%、MgO0.90%。

3.1.2KT2礦體

賦存于下二疊統(tǒng)棲霞組第二段（P1q2）地層中，分布于礦區(qū)中部偏北。走向控制長(zhǎng)度1000m，地表寬度為160～210m。其產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀基本一致（340～350°∠35～40°），呈北東東向展布，為一單斜構(gòu)造形態(tài)，呈層狀產(chǎn)出。夾有泥炭質(zhì)灰?guī)r夾石層。礦體最大厚度約120m。

南側(cè)自下二疊統(tǒng)棲霞組第一段（P1q1）地層界線，北側(cè)至下二疊統(tǒng)棲霞組第三段（P1q3）地層界線，東側(cè)以F2斷層為界，南西側(cè)以F1斷層為界。其底板為下二疊統(tǒng)棲霞組第一段，頂板為下二疊統(tǒng)棲霞組第三段。近地表處覆蓋有第四系（Q）殘坡積層。

礦石自然類型主要為隱晶—微晶灰?guī)r、含泥炭質(zhì)灰?guī)r。礦石平均化學(xué)成分CaO52.10%、MgO1.20%。

3.1.3KT3礦體

賦存于下二疊統(tǒng)棲霞組第四段（P1q4）地層中，分布于礦區(qū)北側(cè)。走向控制長(zhǎng)度1000m，地表寬度為110～170m。其產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀基本一致（340～8° ∠38～47°），近東西向展布，呈一單斜構(gòu)造層狀產(chǎn)出。夾有泥炭質(zhì)灰?guī)r夾石層。礦體最大厚度約120m。

南側(cè)自下二疊統(tǒng)棲霞組第三段（P1q3）地層界線，北側(cè)以F3斷層為界，南西側(cè)以F1斷層為界。其底板為下二疊統(tǒng)棲霞組第三段，頂板為下二疊統(tǒng)童子巖組（P1t）地層。近地表處覆蓋有第四系（Q）殘坡積層。

礦石自然類型主要為隱晶—微晶灰?guī)r、含泥炭質(zhì)灰?guī)r。礦石平均化學(xué)成分CaO51.90%、MgO1.29%。

3.2礦石質(zhì)量

3.2.1礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)為隱晶—微晶結(jié)構(gòu)、微晶—細(xì)晶結(jié)構(gòu)。

礦石構(gòu)造為塊狀構(gòu)造、縫合線構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造。

3.2.2礦石礦物成分

礦石的礦物成分主要為方解石、生物碎屑（已鈣化）、少量白云石和泥炭質(zhì)物等。

3.2.3礦石化學(xué)成分

各礦體的礦石自然類型、化學(xué)成分見(jiàn)下表。

各礦體的礦石自然類型、化學(xué)成分

3.3礦石類型

根據(jù)礦石的礦物成分及含量、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造等特征，礦石類型可劃分為三種自然類型，即：隱晶—微晶灰?guī)r、微晶—細(xì)晶灰?guī)r以及含泥炭質(zhì)灰?guī)r。礦石的工業(yè)類型為水泥用灰?guī)r礦石。

3.4礦體圍巖及夾石特征

3.4.1礦體圍巖

礦區(qū)內(nèi)水泥用灰?guī)r礦賦存于船山組和棲霞組地層中，含礦地層的底板為上泥盆統(tǒng)桃子坑組（D3tz）地層，呈斷層接觸。頂板為下二疊統(tǒng)童子巖組（P1t）地層，呈斷層接觸。

3.4.2夾石層特征

根據(jù)圈礦工業(yè)指標(biāo)要求，礦區(qū)共見(jiàn)有10條高硅夾石層、21條高鎂夾石層。

3.4.3脈巖

見(jiàn)有3條輝綠巖，傾向10～25°，傾角55°左右，呈脈狀產(chǎn)出。巖石呈淺灰綠色至淺綠色，輝綠結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物成分為輝石、斜長(zhǎng)石及副礦物等，厚度在10～50m。

4　礦床成因

本區(qū)在晚石炭世末期—早二疊世，經(jīng)歷了二次海侵海退旋回。在晚石炭世末期，本區(qū)開(kāi)始下降，接受第一次海侵，形成較大范圍的淺海沉積盆地，沉積了一套厚度較大巖性較均一的船山組碳酸鹽巖建造。進(jìn)入早二疊世，有一次短暫的海退時(shí)期，沉積環(huán)境由淺海相變?yōu)閬啘\海相，陸源物質(zhì)增多，形成一套硅質(zhì)含量較高的棲霞組第一巖性段灰?guī)r建造；第二次海侵到來(lái)，沉積環(huán)境由亞淺海相恢復(fù)至淺海相，但時(shí)間較短，形成棲霞組第二巖性段灰?guī)r建造；又一次短暫的海退時(shí)期，沉積環(huán)境由淺海相變?yōu)閬啘\海相，陸源物質(zhì)增多，形成一套硅質(zhì)含量較高的棲霞組第三巖性段灰?guī)r建造；第三次海侵到來(lái)，沉積環(huán)境由亞淺海相恢復(fù)至淺海相，但時(shí)間較短，形成棲霞組第四巖性段灰?guī)r建造；第三次海退開(kāi)始，沉積盆地逐漸縮小，沉積環(huán)境由淺海相變?yōu)閬啘\海相、濱海相，海相沉積物減少，陸源物質(zhì)增多，沉積文筆山組泥巖—粉砂巖建造。故本區(qū)礦床屬淺海相沉積碳酸鹽巖礦床。

本礦床屬淺海相沉積碳酸鹽巖礦床，產(chǎn)于上石炭統(tǒng)船山組—下二疊統(tǒng)棲霞組地層中，其上覆地層和下伏地層分別為下二疊統(tǒng)童子巖組（P1t）和上泥盆統(tǒng)桃子坑組（D3tz），故直接找礦標(biāo)志為船山組—棲霞組地層，間接找礦標(biāo)志為童子巖組地層和桃子坑組地層。

【中圖分類號(hào)】P619.225

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】1007-9386（2016）01-0056-03

【收稿日期】2015-08-11