赫章縣雙坪鄉(xiāng)方解石礦礦體空間分布規(guī)律及找礦預(yù)測

陳小浪 王東 盧俊蓉 彭家林 劉仕輝 夏景勝

摘要：筆者通過對雙坪鄉(xiāng)方解石礦礦體空間分布規(guī)律、元素地球化學(xué)特征和巖石學(xué)特征研究分析。雙坪地區(qū)方解石礦脈主要產(chǎn)于埡都一蟒洞深大斷裂附近NE、NNE和NW、NNW向的次級斷裂中，產(chǎn)狀與斷層產(chǎn)狀一致，碳酸鹽巖地層是方解石礦控礦地層。研究發(fā)現(xiàn)該區(qū)域?qū)Ψ浇獾V的成礦條件優(yōu)越，目前已控制的資源量已逾1000萬噸，具有良好的找礦前景。

關(guān)鍵詞：方解石礦；地質(zhì)特征；雙坪鄉(xiāng)；找礦預(yù)測

1.成礦地質(zhì)背景

研究區(qū)大地構(gòu)造位置位于特提斯一喜馬拉雅與濱太平洋兩大全球巨型構(gòu)造域結(jié)合部位，屬于我國26個重要成礦區(qū)帶中的上揚(yáng)子成礦帶準(zhǔn)地臺西南緣段，黔北臺隆遵義斷拱畢節(jié)北東向構(gòu)造變形區(qū)西部和六盤水?dāng)嘞萃幈蔽飨驑?gòu)造變形區(qū)東部的結(jié)合部位，南鄰右江造山帶。該區(qū)經(jīng)歷了多期次地質(zhì)構(gòu)造發(fā)展演化、巖漿熱液活動頻繁，發(fā)育北東向、北西向斷裂、走滑斷層及其次生斷層，方解石主要沿其次生斷層產(chǎn)出。

2.主要礦體地質(zhì)特征

2.1地層

研究區(qū)內(nèi)所出露地層屬于唐古拉一華南大區(qū)揚(yáng)子地層分區(qū)獨(dú)山—威寧小區(qū)。研究區(qū)地層主要由石炭系下統(tǒng)舊司組（Ci）、上司組（Cs）、擺佐組（Cb）、中統(tǒng)黃龍組（Ch）、上統(tǒng)馬平組（Cmp），以及二疊系下統(tǒng)梁山組（P21）、中統(tǒng)棲霞組（Pq）和茅口組（Pm）、上統(tǒng)峨眉山玄武巖（Pβ）和宣威組（Px）地層組成；主要巖性為砂巖、玄武巖、亮晶塊狀灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、鮞狀灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r及白云巖組成，夾有少量鈣質(zhì)粉砂巖及頁巖。其中石炭系下統(tǒng)擺佐組（Cb）、中統(tǒng)黃龍組（Ch）、上統(tǒng)馬平組（Cmp），以及二疊系中統(tǒng)棲霞組（Pq）和茅口組（Pm）地層為主要的含礦地層。上述地層中的碳酸鹽巖為方解石礦的形成提供了物質(zhì)來源。

2.2構(gòu)造

該工作區(qū)位于NW向蟒洞一埡都斷裂帶內(nèi)，附近方解石礦點(diǎn)分布較為密集，調(diào)查區(qū)方解石礦脈主要分布于呈NW向斷層的次一級NE向斷裂、裂隙中，方解石礦脈走向主要在10°～60°之間，產(chǎn)狀通常近于直立。

現(xiàn)著重將北北西向含礦斷層及其次級裂隙特征分述如下：

2.2.1斷層

F1斷層（巖斗斷層）：位于工作區(qū)南西，走向320°，傾向及傾角不明，南西盤出露地層為二疊系茅口組，北東盤出露地層為石炭系中統(tǒng)梁山組、棲霞組及茅口組，工作區(qū)內(nèi)出露長度為4310m。

F2斷層（板橋斷層）：東起于板橋附近，西于沙溝延出圖幅，長約1930m，走向330°，傾向約240°，傾角65°左右，兩盤出露地層均為二疊系中統(tǒng)茅口組，斷層性質(zhì)不明。

F3斷層：位于工作區(qū)西部平橋附近，走向約300°，傾向及傾角不明，兩盤出露地層均為二疊系中統(tǒng)茅口組，圖幅內(nèi)長約800m。

F4斷層：西起于沙溝，東止于犀牛，全長約880m，走向約60°，傾向約150°，傾角7°。左右，兩盤出露地層均為二疊系中統(tǒng)茅口組，斷層性質(zhì)不明。該斷層為3-1方解石礦體的含礦斷層。

F5斷層：位于工作區(qū)內(nèi)紅巖附近，長約1000m，走向約50°，傾向約140°，傾角75°左右，兩盤出露地層為二疊系中統(tǒng)茅口組，初步判斷其性質(zhì)為正斷層，該斷層為3-2方解石礦體的含礦斷層。

F6斷層：南西起于紅巖，北東至黃家坪子一帶延出圖幅，圖幅內(nèi)長約1700m，走向約50°，傾向約140°，傾角75。左右，南東盤出露地層為二疊系中統(tǒng)茅口組，北西盤出露地層為二疊系中統(tǒng)茅口組、上統(tǒng)峨眉山玄武巖、宣威組，初步判斷其性質(zhì)為逆斷層，該斷層為3-3方解石礦體含礦斷層。

F7斷層：位于工作區(qū)東部方家屯一帶，長2500m，受F8及F9斷層破壞分為三段，走向約30°，傾向120°，傾角71。左右，北西盤出露地層有石炭系上統(tǒng)馬平組，二疊系中統(tǒng)梁山組、棲霞組及茅口組，南東盤出露地層為二疊系中統(tǒng)茅口組，初步判斷其性質(zhì)為正斷層，其北段為3-7礦體含礦斷層。

F8斷層（松山斷層）：位于工作區(qū)東部松山一帶，圖幅內(nèi)長約1400m，走向約325°，傾角及傾向不明，北東盤出露地層為二疊系中統(tǒng)茅口組，南西盤出露地層為二疊系中統(tǒng)梁山組，其性質(zhì)不明。

F9斷層：位于工作區(qū)南部，圖幅內(nèi)長約1300m，走向約30。，傾角及傾向不明，南西盤出露地層為二疊系中統(tǒng)茅口組，北東盤出露地層為二疊系中統(tǒng)梁山組，其性質(zhì)不明。

2.2.2節(jié)理

工作區(qū)內(nèi)節(jié)理為主要的含礦構(gòu)造：J1為3-4礦體含礦構(gòu)造，J2為3-5礦體含礦構(gòu)造，J3為3-6礦體含礦構(gòu)造，J4及J5為礦點(diǎn)含礦構(gòu)造，其特征如下：

J1：位于石碓鳩西160m，長約240m，走向約30°，傾向120°，傾角約70°兩盤出露地層均為二疊系中統(tǒng)茅口組，為3-4礦體的含礦構(gòu)造，初步判斷其性質(zhì)為張性節(jié)理。

J2：位于石碓鳩北120m，長約360m，走向約30°，傾向120°，傾角約70°兩盤出露地層均為二疊系中統(tǒng)茅口組，為3-5礦體的含礦構(gòu)造，初步判斷其性質(zhì)為張性節(jié)理。

J3：位于石碓鳩西85m，長約1000m，走向約30°，傾向120°，傾角約70°兩盤出露地層均為二疊系中統(tǒng)茅口組，為3-6礦體的含礦構(gòu)造，初步判斷其性質(zhì)為張性節(jié)理。

J4：位于工作區(qū)最南部，為F7斷層的次級構(gòu)造，走向約5°，傾向275°兩盤出露地層為石炭系馬平組，為區(qū)內(nèi)礦點(diǎn)之含礦構(gòu)造。

J5：位于工作區(qū)最南部，走向約285°，傾向195°，傾角約70°兩盤地層均為二疊系中統(tǒng)棲霞組，為區(qū)內(nèi)礦點(diǎn)之含礦構(gòu)造。

2.3礦石質(zhì)量

礦石礦物主要有方解石，含量達(dá)95%，脈石礦物為白云石、螢石約3%，副礦物褐鐵礦<2%。方解石：顏色主要為灰白色、白色、淡黃色、淺綠色。形態(tài)呈菱面體、粒狀集合體，局部見不規(guī)則的集合體；條痕為白色，菱面體解理完全，玻璃光澤。從鏡下觀察，方解石主要為不等晶結(jié)構(gòu)、巨晶結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造，方解石呈自形一半自形粒狀，粒度多在數(shù)毫米到十毫米以上不等，顆粒之間緊密鑲嵌，構(gòu)成巖石主體，接觸關(guān)系為突變接觸。本次研究系統(tǒng)針對每個槽探共刻槽取樣共123件針對鉆孔劈芯取樣共44件進(jìn)行基本地球化學(xué)分析。從表1中可以看出，CaO含量為54.05%～55.03%，平均54.55%，MgO含量為0.194%～0.666%，平均0.34%，Si02含量為0.008%～0.31%，平均0.12%，均0.01%。A1203為0.001%～0.153%，平均0.0234%。Fe203含量為0.005%～0.139%，平均0.054%，白度為59.58%～83.76%，平均73.01%。常量元素氧化物含量均<1%，主量元素變化不大，相對穩(wěn)定，代表了雙坪鄉(xiāng)方解石所特有的特征。表明雙坪鄉(xiāng)方解石礦礦體體基本元素含量均已達(dá)到方解石礦工業(yè)指標(biāo)，能廣泛適用造紙、涂料、塑料、優(yōu)質(zhì)石材等工業(yè)應(yīng)用。

3.礦體空間分布特征

3.1礦體形態(tài)、產(chǎn)狀、規(guī)模

雙坪鄉(xiāng)方解石礦的分布，與構(gòu)造活動強(qiáng)度、構(gòu)造性質(zhì)、規(guī)模、形態(tài)、產(chǎn)狀控制，不同層位的碳酸鹽巖控制了方解石礦的富集和成礦規(guī)模，本區(qū)發(fā)現(xiàn)7個礦體，編號為3-1礦體、3-2礦體、3-3礦體、3-4礦體、3-5礦體、3-6礦體、3-7礦體：

3-1礦體：位于工作區(qū)西部，受北東向斷層（F4）破碎帶控制，礦體產(chǎn)狀與斷層產(chǎn)狀基本一致，礦體呈似層狀產(chǎn)出，厚度較為穩(wěn)定。礦體頂?shù)装迮c圍巖界限清晰，礦體傾向南東，傾角70°～75°，平均73°，方解石脈走向長度約725m，由BTG301.TCG301工程控制，控制標(biāo)高從1780m到1850m，高差為70m，礦體厚3.23m～4.47m，平均厚3.85m，體重2.70t/m3。礦石顏色主要為淺白色，淺黃色，呈半透明狀，結(jié)構(gòu)為巨晶結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造，結(jié)晶程度為半自形一自形，晶體較為完整，鐵質(zhì)侵染現(xiàn)象較弱。

3-2礦體：位7：3-作區(qū)西部，受北東向斷層（F5）破碎帶控制，礦體產(chǎn)狀與斷層產(chǎn)狀基本一致，礦體呈似層狀產(chǎn)出，厚度較為穩(wěn)定。礦體頂?shù)装迮c圍巖界限清晰，礦體傾向南東，傾角75°，方解石脈走向長度約757m，由TCG1-1.TCGl-2.工程控制，控制標(biāo)高從1770m到1850m，高差為80m，礦體厚5.83m～30.71m，平均厚18.00m.礦石顏色主要為淺白色，淺黃色，呈不透明狀，礦脈與灰?guī)r接觸的邊部為褐紅色，結(jié)構(gòu)為粗晶結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造，結(jié)晶程度為半自形一它形，晶體較為完整，鐵質(zhì)侵染現(xiàn)象較強(qiáng)、可明顯見褐紅色的鐵質(zhì)條帶雜亂分布。

3-3礦體：位于工作區(qū)西部，受北東向斷層（F6）次級裂隙破碎帶控制，礦體產(chǎn)狀與斷層產(chǎn)狀基本一致，礦體呈似層狀產(chǎn)出，厚度較為穩(wěn)定。礦體頂?shù)装迮c圍巖界限清晰，礦體傾向南東，傾角65°～75°，平均71°，方解石脈走向長度約6 14m，由TCG2-1.TCG2-2.TCG2-3工程控制，控制標(biāo)高從1780m到1850m，高差為70m，礦體厚2.74m～16.33m，平均厚10.82m。礦石顏色主要為淺白色，呈不透明狀，礦脈與灰?guī)r接觸的邊部為褐紅色，結(jié)構(gòu)為粗晶結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造，結(jié)晶程度為半自形一自形，晶體較為完整，鐵質(zhì)侵染現(xiàn)象較弱。

3-4礦體：位于工作區(qū)東部，產(chǎn)于F5斷層次級構(gòu)造J1中，受（J1）破碎帶控制，礦體產(chǎn)狀與節(jié)理產(chǎn)狀基本一致，礦體呈似層狀產(chǎn)出，厚度較為穩(wěn)定。礦體頂?shù)装迮c圍巖界限清晰，礦體傾向南東，傾角75°，方解石脈走向長度約223m，由WTC7-1.WTC8工程控制，控制標(biāo)高從2052m到2078m，高差為24m，礦體厚2.96m-2.66m，平均厚2.81m。礦石顏色主要為淺白色、淡綠色、淺黃色，呈半透明狀，礦脈與灰?guī)r接觸的邊部為褐紅色，結(jié)構(gòu)為巨晶結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造，結(jié)晶程度為半自形一自形，晶體較為完整，鐵質(zhì)侵染現(xiàn)象較弱。

3-5礦體：位于工作區(qū)東部，產(chǎn)于F5斷層次級構(gòu)造J2中，受（J2）破碎帶控制，礦體產(chǎn)狀與節(jié)理產(chǎn)狀基本一致，礦體呈似層狀產(chǎn)出，厚度較為穩(wěn)定。礦體頂?shù)装迮c圍巖界限清晰，礦體傾向南東，傾角75°～83°，平均79°，方解石脈走向長度約394m，由WTC7、WTC4、WTC1及ZKW01-1、ZKW02、ZKW03工程控制，控制標(biāo)高從2010m到2137m，高差為127m，礦體厚6.22m～20.05m，平均厚11.35m.礦體沿傾向方向延伸控制到94.46m；礦石顏色主要為淺白色，淡綠色、淺黃色，呈半透明狀，礦脈與灰?guī)r接觸的邊部為褐紅色，礦脈邊部由淡綠色方解石產(chǎn)出，有輕微螢石化現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)為巨晶結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造，結(jié)晶程度為半自形一自形，晶體較為完整，鐵質(zhì)侵染現(xiàn)象較弱。

3-6礦體：位于工作區(qū)東部，受北東向構(gòu)造（J3）破碎帶控制，礦體產(chǎn)狀與節(jié)理產(chǎn)狀基本一致，礦體呈似層狀產(chǎn)出，厚度較為穩(wěn)定。礦體頂?shù)装迮c圍巖界限清晰，礦體傾向南東，傾角67°～70°，平均68°，方解石脈走向長度約1024m，由WTC2、WBT5及ZKW01、ZKW01-1、ZKW02、ZKW03工程控制工程控制，控制標(biāo)高從2024m到2061m，高差為55m，礦體厚1.20m～2.38m，平均厚1.79m.礦體沿傾向方向延伸控制到44.20m；礦石顏色主要為淺白色，淺黃色，呈半透明狀，礦脈與灰?guī)r接觸的邊部為褐紅色，結(jié)構(gòu)為巨晶結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造，結(jié)晶程度為半自形一自形，晶體較為完整，鐵質(zhì)侵染現(xiàn)象較弱。

3-7礦體：位于工作區(qū)東部，受北東向斷層（F7）北段破碎帶控制，礦體產(chǎn)狀與斷層產(chǎn)狀基本一致，礦體呈似層狀產(chǎn)出，厚度較為穩(wěn)定。礦體頂?shù)装迮c圍巖界限清晰，礦體傾向北西，傾角75。，方解石脈走向長度約923m，目前由TCW401.BTW401控制，控制標(biāo)高從2000m到2124m，高差為124m，礦體厚2.45m-5.60m，平均厚4.03m.礦石顏色主要為淺白色，淺黃色，呈半透明狀，礦脈與灰?guī)r接觸的邊部為褐紅色，結(jié)構(gòu)為巨晶結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造，結(jié)晶程度為半自形一自形，晶體較為完整，鐵質(zhì)侵染現(xiàn)象較弱。

3.2礦體賦存規(guī)律

礦體總體沿著斷層裂隙充填形成陡傾角賦存于厚度巨大的碳酸鹽巖地層中，斷裂構(gòu)造的表層部位，礦體相對厚大，品位也較高。

方解石礦體礦化特征自上而下：①深度一般0-80m左右，以巨晶結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造為主，自性一半自性結(jié)構(gòu)，厚度較大，較純，偶見少量灰?guī)r或白云巖團(tuán)塊。②深度一般80m～130m左右，以巨晶、微晶結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造為主，半自性一它形結(jié)構(gòu)，厚度變薄，含有大量的黃鐵礦，見有大量灰?guī)r或白云巖團(tuán)塊。③深度一般130m以下，以巨晶、微晶結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造為主，半自性一它形結(jié)構(gòu)，厚度變薄，平均為0.5m～1.3m，分層現(xiàn)象嚴(yán)重，含有大量的黃鐵礦，見有大量灰?guī)r或白云巖團(tuán)塊，品位低。

方解石礦體據(jù)產(chǎn)出地層不同具有不同的特征：①產(chǎn)于二疊系上統(tǒng)茅口組方解石礦體，礦體主要以透明狀、淡黃色、淡綠色巨晶結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造的方解石為主，與圍巖一般呈突變接觸。②產(chǎn)于石炭系中統(tǒng)黃龍組方解石礦體，礦體主要以透明狀、乳白色巨晶結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造的方解石為主，與圍巖一般呈突變接觸。③產(chǎn)于石炭系下統(tǒng)大埔組方解石礦體，礦體主要以乳白色、淡綠色巨晶結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造的方解石為主，與圍巖一般呈漸變接觸。

塊體由淺入深依次出現(xiàn)：白色、透明狀巨晶方解石礦一淡黃色微晶方解石（含少量褐鐵礦）一細(xì)脈狀淡黃色方解石（含大量褐鐵礦）。

4.找礦預(yù)測

本次發(fā)現(xiàn)的方解石礦位于埡都—蟒洞斷裂帶位于西南面。區(qū)內(nèi)方解石礦床受埡都一蟒洞深大斷裂旁側(cè)的張性次級斷裂、褶皺構(gòu)造控礦明顯，礦體沿?cái)嗔旬a(chǎn)于碳酸鹽巖地層中，礦體產(chǎn)狀與斷裂產(chǎn)狀一致，方解石礦脈走向主要在330°～60°之間，產(chǎn)狀通常較為直立，方解石礦脈多為填充于較為直立的張性斷裂之中，斷裂為方解石成礦提供了導(dǎo)礦和賦礦空間。褶皺構(gòu)造對方解石礦床具有明顯的控制作用，褶皺核部轉(zhuǎn)折端發(fā)育斷裂及次級斷裂構(gòu)造，在褶皺核部部位斷裂中就有方解石礦體產(chǎn)出。在區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力的作用下，褶皺兩翼容易產(chǎn)生層間滑動，形成滑動面，其可為含礦熱液提供運(yùn)移通道。在轉(zhuǎn)折端由于產(chǎn)狀突變，頂板為隔水巖層阻礙了熱液的運(yùn)輸，隨著溫度的降低，含礦熱液中攜帶的成礦元素開始結(jié)晶并富集成礦。預(yù)測埡都一蟒洞斷裂帶附近的次級斷裂及小褶皺兩翼是方解石礦集中產(chǎn)地。

根據(jù)槽探、鉆孔揭露情況，礦體由厚度中心向兩邊逐漸變薄，礦體層數(shù)減少，在ZKW01-1.ZKW01.ZKW02.ZKW03一線區(qū)域礦體厚度依次為13.64m、1.03m、46.04m、38.5m，推測ZKW03鉆孔位置應(yīng)屬于礦脈的中心區(qū)域，推測松山斷層的北東面應(yīng)還具有方解石礦脈產(chǎn)出。

5.結(jié)論

（1）赫章地區(qū)應(yīng)存在較大的方解石礦資源潛力和尋找大中型方解石礦床的地質(zhì)條件。應(yīng)加強(qiáng)在埡都一蟒洞斷裂帶附近小斷裂和褶皺兩翼及核部構(gòu)造碳酸鹽巖地區(qū)尋找方解石礦。

（2）采用地質(zhì)鉆探手段對雙坪鄉(xiāng)方解石礦床進(jìn)行了深部探測，發(fā)現(xiàn)方解石礦體在地下50m內(nèi)礦石品質(zhì)較好，隨著深度的增加，夾石及雜質(zhì)曾高，厚度變薄。這為解決赫章地區(qū)方解石礦“深部預(yù)測”問題方面取得的較大突破，為將來進(jìn)一步對其他礦區(qū)開展類似深部找礦工作提供基礎(chǔ)，使雙坪鄉(xiāng)方解石礦床成為赫章地區(qū)方解石礦“深部預(yù)測”的典型范例。

（3）赫章縣雙坪鄉(xiāng)方解石礦床的控礦因素有①產(chǎn)于石

烏蘭哈達(dá)地區(qū)早白堊世球粒流紋巖的稀土元素豐度較高，稀土總量∑REE為119.75～147.64，平均為133.41。炭系下一上統(tǒng)大埔組、上統(tǒng)黃龍組、馬平組；二疊系中統(tǒng)梁山組、棲霞組含礦巖系。大斷裂的次級小斷裂及褶皺構(gòu)造，尤其是褶皺的傾伏端和轉(zhuǎn)折部位。