遼寧本溪草河掌方解石礦礦床成因及找礦標(biāo)志

劉洪光

摘要：本文通過(guò)對(duì)草河掌地區(qū)方解石資源分析，認(rèn)為該地區(qū)是方解石成礦的有利地區(qū)，以草河掌方解石礦為例進(jìn)行包括區(qū)域地質(zhì)、地層、巖漿巖、構(gòu)造相互關(guān)系分析得出，該地方解石礦床主要可作為添料用大型礦床，有較為可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值及開(kāi)發(fā)前景。

關(guān)鍵詞：草河掌；區(qū)域地質(zhì)；添料

1.區(qū)域地質(zhì)概況

1.1地層

本區(qū)區(qū)域地層發(fā)育較齊全，但對(duì)本礦區(qū)有影響的地層僅是新元古代地層和早古生界地層，這些地層從老到新簡(jiǎn)述于下：

1.1.1新元古界青白口系細(xì)河群

本群主要分布在中部，由下而上分別為釣魚(yú)臺(tái)組、南芬組、橋頭組和康家組，它們之間均為整合接觸，本群與下部地質(zhì)體均為角度不整和接觸關(guān)系。

釣魚(yú)臺(tái)組：巖性為灰白色、淺褐色、厚層、中厚層石英砂巖、間夾頁(yè)巖。底部為礫巖、含礫砂巖，厚114m～466m。上覆南芬組砂質(zhì)頁(yè)巖層。

南芬組：巖性為褐色、淡紫灰色、蛋青色、中厚層、泥灰?guī)r，砂質(zhì)泥灰?guī)r；灰綠色、暗灰色頁(yè)巖、砂質(zhì)頁(yè)巖、粉砂巖、厚243m～108m。上覆橋頭組含巖屑粗砂巖層。

橋頭組：巖性為灰色、淺褐灰色，中厚層、厚層石英砂巖，含海綠石石英砂巖與暗綠色頁(yè)巖、砂質(zhì)頁(yè)巖、粉砂巖互層。底部含頁(yè)巖巖屑石英粗砂巖。厚34m～174m。

1.1.2古生界下寒武系地層

古生界下寒武系地層由下而上分別為堿廠組和饅頭組，主要分布礦區(qū)東北部，為整合接觸，堿廠組與下覆地層平行不整合。

堿廠組：巖性上部為深灰厚層灰?guī)r，下部為暗綠灰色中厚層頁(yè)巖夾薄層粉砂巖、灰?guī)r。青灰色厚層灰?guī)r，厚4.4m～ 19m。上覆饅頭組頁(yè)巖。

饅頭組：巖性為綠灰、暗灰、褐灰色中厚層頁(yè)巖、暗灰色云母頁(yè)巖，間夾粉砂巖、泥灰?guī)r，灰色中厚層灰?guī)r夾頁(yè)巖。厚37m～111m。上覆毛莊組頁(yè)巖。

1.1.3古生界中寒武系地層

中寒武系地層由老到新為毛莊組、徐莊組、張夏組，主要分布在礦區(qū)的東北部，三者整合接觸，徐莊組與下覆地層整合關(guān)系。它們的巖性特征為：

毛莊組：暗灰色中薄層云母頁(yè)巖，暗灰色薄層頁(yè)巖夾薄層粉砂巖。上覆徐莊組砂質(zhì)頁(yè)巖。

徐莊組：上部為灰色中層結(jié)晶灰?guī)r夾大理巖，下部為砂質(zhì)頁(yè)巖。被張夏組灰色灰?guī)r覆蓋。

張夏組：上部灰色厚層鮞狀灰?guī)r，中部灰白色厚層灰?guī)r，下部灰白色灰?guī)r。上覆崮山組灰?guī)r。張夏組是本區(qū)方解石礦的重要含礦層位。

1.2巖漿巖

區(qū)域巖漿巖發(fā)育，主要分布在礦區(qū)西南部及北西部的滾馬嶺花崗巖超單元，是對(duì)方解石成礦具有直接影響的巖漿巖。脈巖有閃長(zhǎng)玢巖。滾馬嶺花崗巖超單元主要以黑云母二長(zhǎng)花崗巖和黑云母花崗巖為主，其侵入引起區(qū)域接觸交代變質(zhì)作用形成矽卡巖化及熱液蝕變作用的變質(zhì)巖石。

1.3構(gòu)造

1.3.1褶皺構(gòu)造

與本區(qū)有關(guān)的區(qū)域褶皺構(gòu)造主要為向家堡子背斜和李家堡背斜以及西部的單斜構(gòu)造。向家堡子背斜和李家堡背斜的核部均為新元古代地層。吳家堡向斜以上寒武系地層為核部，呈北西西向脊?fàn)钫共?。向家堡子背斜的核部有燕山期第二階段的花崗巖侵入，并使核部的圍巖發(fā)生熱蝕變—大理巖化、角巖化。測(cè)區(qū)西部太平口堡子單斜構(gòu)造呈東西展布，向北傾斜，傾角約30°，南老北新，由新元古代地層和古生代地層組成。

1.3.2斷裂構(gòu)造

與測(cè)區(qū)有關(guān)的斷裂構(gòu)造主要有虎溝斷裂帶和向家堡子斷裂帶。虎溝斷裂帶展布于太平口堡子—虎溝嶺一帶，呈東西向展布，切穿新元古代地層和古生代地層，斷裂面北傾，傾角60°，表現(xiàn)出較強(qiáng)烈的逆沖擠壓構(gòu)造的特點(diǎn)。向家堡子斷裂帶呈北西300°走向，傾向南西，傾角60°～70°，為逆沖斷裂。南芬組地層被逆沖到中寒武系地層之上。在西側(cè)該斷裂匯合于虎溝斷裂帶中，成為虎溝斷裂帶的一部分。

1.4變質(zhì)作用

花崗巖侵位時(shí)，為區(qū)內(nèi)帶來(lái)巨大熱能，靠近花崗巖的沉積巖層普遍重結(jié)晶，原巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)造被改造。形成了不同顏色、不同粒度的大理巖和結(jié)晶灰?guī)r、角巖、角頁(yè)巖、輕微變質(zhì)砂巖等。本區(qū)方解石礦床為多層位、多礦層、多種顏色、多種組合類型。

2.礦區(qū)地質(zhì)

2.1地層

草河掌方解石礦產(chǎn)于早古生界寒武系中統(tǒng)張夏組地層。礦床頂板為寒武系上統(tǒng)崮山組暗灰色薄層狀，竹葉狀泥質(zhì)結(jié)晶灰?guī)r、泥質(zhì)粉砂巖；底板為中統(tǒng)徐莊組和毛莊組。

2.1.2古生界中寒武系地層

中寒武系地層由老到新為毛莊組、徐莊組、張夏組，主要分布在礦區(qū)的東北部，三者整合接觸，徐莊組與下覆地層整合關(guān)系。它們的巖性特征為：

毛莊組：暗灰色中薄層云母頁(yè)巖，暗灰色薄層頁(yè)巖夾薄層粉砂巖。上覆徐莊組角頁(yè)巖。

徐莊組：上部為灰色中層結(jié)晶灰?guī)r夾大理巖，下部為砂質(zhì)頁(yè)巖。被張夏組灰色灰?guī)r（大理巖）覆蓋。

張夏組：上部灰色厚層鮞狀灰?guī)r，中部灰白色厚層灰?guī)r，下部灰白色灰?guī)r。上覆崮山組灰?guī)r。張夏組是本區(qū)方解石礦的重要含礦層位。

區(qū)域和大區(qū)張夏組地層外觀差別較大。主要是由于熱力變質(zhì)作用改造，使原巖的鮞狀構(gòu)造消失，化石不易辨認(rèn)，方解石重結(jié)晶變粗大，顏色變白，巖石組合有所減少。在礦物方面，方解石含量高，白云石含量少；頂?shù)椎貙拥膸r性特征與在化學(xué)成分上較純，鎂低、硅鐵鋁低以及巖石組合等仍是可區(qū)別，可以對(duì)比的。

2.2巖漿巖

礦區(qū)南部西部見(jiàn)到方解石礦與花崗巖直接接觸。顯然，滾馬嶺花崗巖的侵位與方解石礦形成有直接關(guān)系。在花崗巖熱能影響下，含礦灰?guī)r中方解石在構(gòu)造核部較封閉環(huán)境中重結(jié)晶成礦。礦區(qū)內(nèi)見(jiàn)SN、NW向中酸性、酸性脈巖為破壞礦層連續(xù)性、影響礦石品質(zhì)的主要因素。

2.3構(gòu)造

2.3.1褶皺構(gòu)造

礦區(qū)位于向斜構(gòu)造部位，北翼傾角較陡且傾向與坡向相反；南翼傾角較緩，傾向與坡向同向；褶皺形態(tài)呈脊形，向斜核部為晚寒武系地層，兩翼為早寒武系地層；向斜北翼陡南翼緩。endprint

2.3.2斷裂構(gòu)造

斷裂主要見(jiàn)于測(cè)區(qū)南部脆性構(gòu)造及北西向斷裂。F1∶北西向走向，北東傾向，傾角70°左右。F2：本區(qū)南側(cè)北西向斷裂，平行F1斷裂。

2.4變質(zhì)作用

區(qū)內(nèi)變質(zhì)作用發(fā)育，寒武系地層所有巖石發(fā)育角巖化，碳酸鹽巖石都具有大理巖化現(xiàn)象。重結(jié)作用使得原巖結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。泥巖發(fā)育角巖化；碳酸鹽巖石顏色暗化或淡化。

3.礦床特征

3.1礦體特征

礦體似層狀賦存于寒武紀(jì)中統(tǒng)張夏組地層，出露于向斜兩翼及轉(zhuǎn)折部位，半弧形展布。寒武系地層構(gòu)成向斜較小，展布面積約較小。而向斜西南部與深部有被花崗巖熔融的可能性，礦體面積有變小的可能。

3.2礦石質(zhì)量

礦石主要為塊狀構(gòu)造及條紋狀構(gòu)造。結(jié)構(gòu)以自形、半自形為主。粒度1.5mm左右。礦石礦物為含量大于96%的方解石，脈石礦物見(jiàn)少量石英、黃鐵礦等。

3.3礦石類型和品級(jí)

礦石類型分為純白色類型和淺灰白色中粗粒方解石礦兩類，兩類礦層都是純白色優(yōu)質(zhì)礦。工業(yè)類型是灰白色--白色方解石大理巖。礦石品級(jí)：I級(jí)品CaO55.47%，白度95.92%；II級(jí)品CaO53.04%，白度92.25%。

3.4礦體圍巖和夾石

礦體圍巖頂板為崮山組暗灰色薄層黑云母結(jié)晶灰?guī)r；底板為下伏徐莊組暗灰色中厚層斑點(diǎn)狀黑云母角巖。礦體中無(wú)夾石。

4.礦床成因及找礦標(biāo)志

4.1礦床成因

礦區(qū)南部見(jiàn)方解石礦與花崗巖直接接觸。顯然滾馬嶺花崗巖超單元的侵位與方解石礦床的形成有直接相關(guān)?；◢弾r提供的熱能使灰?guī)r中方解石在向斜構(gòu)造核部封閉環(huán)境重結(jié)晶成礦。優(yōu)質(zhì)方解石礦礦石就是巨厚層灰?guī)r變質(zhì)產(chǎn)物。次級(jí)是淺灰白色大理巖。

4.2找礦標(biāo)志

（1）張夏組地層；（2）中生代侵入的花崗巖超單元；（3）開(kāi)闊的褶皺向斜；（4）有灰白色白色方解石大理巖；

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