安徽省定遠縣定遠鹽礦外圍石鹽（鈣芒硝、石膏）礦地質(zhì)特征及成因分析

夏成章 武敏

摘要：安徽省定遠縣定遠鹽礦外圍石鹽（鈣芒硝、石膏）行政區(qū)劃為安徽省定遠縣，地處江淮丘陵區(qū)，通過對該礦地質(zhì)特征及礦床成因進行分析，認為該礦礦層賦存于古近系定遠組中，礦床主要的礦石自然類型為石鹽和鈣芒硝、泥質(zhì)石膏，鈣芒硝、泥質(zhì)石膏為共生礦；構造比較簡單，成因類型為瀉湖相蒸發(fā)沉積巖鹽類石膏礦床。

關鍵詞：定遠鹽礦外圍石鹽（鈣芒硝、石膏）礦；地質(zhì)特征；成因

1.區(qū)域地質(zhì)背景

1.1地層

本區(qū)屬華北地層大區(qū)晉冀魯豫地層區(qū)徐淮地層分區(qū)，出露地層有新太古界五河雜巖，古元古界鳳陽群，新元古界青白口系、震旦系，古生界寒武系、奧陶系，中生界侏羅系、白堊系，新生界的古近系、新近系、第四系等地層。

1.2構造

（1）大地構造分區(qū)。本區(qū)位于中朝準地臺（Ⅰ級），淮河臺坳（Ⅱ級），淮南陷褶斷帶（Ⅲ級），合肥坳陷（Ⅳ級），肥北凹陷（Ⅴ級），定遠～爐橋凹陷（Ⅵ級）的東部，郯廬斷裂帶西側。

（2）斷層。北部盆地邊緣露頭區(qū)有廟山府～磁山斷裂，山東陳～藏橋村斷裂，橋頭揚～芝麻澗斷層。中部掩伏區(qū)有定遠～永康斷層，高塘鋪～朱灣斷層。

1.3區(qū)域礦產(chǎn)

區(qū)內(nèi)北部掩伏區(qū)礦產(chǎn)有石鹽和鈣芒硝（東興鹽礦），周圍多見石膏礦（三和石膏礦、東城石膏礦、梅市石膏礦、鳳凰山石膏礦、八里張石膏礦、灣李石膏礦），北部基巖露頭區(qū)有石灰?guī)r、白云巖、方解石等礦產(chǎn)。

2.礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1地層

本區(qū)地表全由第四系沖積、淤積層所覆蓋，下伏基巖為新生界古近系定遠組地層。現(xiàn)從老至新敘述如下：

（1）新生界古近系定遠組。本組巖性為陸源的河床相、濱湖相，以一層薄礫巖為界與下伏張橋組呈整合接觸。根據(jù)區(qū)內(nèi)鉆孔控制的巖性、含礦情況將該組分為三段：上段是區(qū)內(nèi)最上部的一段巖層。主要巖性為棕褐色、灰褐色、棕紅色粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖以及磚紅色細砂巖、砂礫巖、礫巖等。下段主要由棕紅、棕褐、棕灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖組成，其不含石膏；局部見有少量藍綠色（或淺灰綠色）粉砂質(zhì)泥巖。中段主要是由含膏泥巖、膏質(zhì)泥巖、泥質(zhì)石膏、石鹽、鈣芒硝巖、泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉細砂巖組成，含少量或不含石膏。石膏的礦物成分有石膏、半水石膏，礦石類型以泥質(zhì)石膏為主，次為纖維石膏，也有次生石膏脈。根據(jù)含礦情況自下而上可分一、二兩個巖性層。

①第一巖性層。主要由深灰～灰黑色泥巖、含膏泥巖、膏質(zhì)泥巖及灰色泥質(zhì)石膏組成，其中在盆地的中心部位還富集有石鹽和鈣芒硝礦。厚0.00m～261.93m之間，稱之為膏鹽硝段。根據(jù)本次詳查結合東興鹽礦資料的整理，把該巖性層位分為三個巖性小層，即上膏層、石鹽+鈣芒硝層和下膏層。

上膏層：主要為青灰色含膏泥巖、膏質(zhì)泥巖、泥質(zhì)石膏組成；其間夾有棕紅色泥巖和青灰色泥巖（不含或微含石膏），本段是礦區(qū)石膏工業(yè)礦層Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ礦層的賦礦層位，區(qū)內(nèi)控制厚度在0.00m～86.01m之間。

石鹽+鈣芒硝層：主要由深灰～灰黑色泥巖、含膏泥巖、石鹽、含鹽泥巖、鈣芒硝巖及含鈣芒硝泥巖等組成，其間夾有棕紅色泥巖和青灰色泥巖（不含或微含石鹽和鈣芒硝），本段是礦區(qū)石鹽+鈣芒硝（SY+GMX）工業(yè)礦層的唯一層位，區(qū)內(nèi)控制厚度在0.00m～118.12m之間。

下膏層：主要由青灰色含膏泥巖、膏質(zhì)泥巖、泥質(zhì)石膏組成；其間夾有棕紅色泥巖和青灰色泥巖（不含或微含石膏），本段是礦區(qū)石膏工業(yè)礦層Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ礦層賦礦的層位，區(qū)內(nèi)控制厚度在0.00m～45.80m之間。

②第二巖性層。為深灰、青灰色泥巖，其間含淺棕紅色粉砂質(zhì)泥巖，部分地段間夾灰色細砂巖；該巖性段幾乎不含石膏或局部含少量石膏；區(qū)內(nèi)控制厚度在0.00m～175.99m（ZK403）之間，可分上、下兩個部分。

下部以深灰色、青灰色含膏泥巖、泥巖為主，與含礦層相接觸的部位多見厚約0.5m～1.5m左右的青灰色鈣質(zhì)泥巖，性脆、略硬，多具有溶蝕現(xiàn)象，可見大小約0.5mm～10mm的溶蝕小空洞；本層厚度一般較小，頂部為一層厚約3m～10m的青灰色小斑塊狀、細粒狀含膏泥巖，本段巖層向下巖石顏色變深，石膏含量增多。

上部為厚層致密塊狀泥巖，顏色為青灰～深灰色及棕紅色互層，幾乎不含石膏，僅僅在中間有幾段見有少量硬石膏的顆粒，它們往往是成層的排列在一起，組成了極薄的（有的不到2mm厚）水平層理薄層纖膏。其中夾有1～2層厚3m～5m的灰色微紅色泥巖。

（2）第四系。區(qū)內(nèi)第四系分布廣泛（無基巖出露）。本區(qū)第四系主要為上更新統(tǒng)戚咀組和全新統(tǒng)豐樂鎮(zhèn)組地層。

2.2構造

工作區(qū)處于合肥坳陷的肥北凹陷，定遠盆地第Ⅷ級小構造盆地東興小盆的南部邊緣。本區(qū)受“基底”構造的控制，盆地的“基底”為奧陶系侵蝕面，它控制和影響了新近系與古近系凹陷盆地的分布和發(fā)展，東興小盆其形態(tài)基本上是一個近東西走向長軸盆地，工作區(qū)位于盆地南部邊緣。在西礦段見有斷層一條，編號F1，斷層走向北東，傾向北西，傾角40°～50°，為一正斷層，破壞了礦層的連續(xù)性。

3.礦層特征

鹽、膏工業(yè)礦層賦存于古近系定遠組中段第一巖性層下部，巖性主要為灰黑～青灰色泥巖、含膏泥巖、膏質(zhì)泥巖、泥質(zhì)石膏、石鹽、含鹽鈣芒硝巖、鈣芒硝巖、含鈣芒硝石膏泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖及少量棕紅色泥巖，其間夾有石鹽+鈣芒硝工業(yè)礦層及八層（Ⅰ～Ⅷ）工業(yè)泥質(zhì)石膏礦層。其中石鹽+鈣芒硝礦層位于Ⅲ～Ⅳ泥質(zhì)石膏礦層之間。根據(jù)礦層的賦存層位，礦層厚度及礦層間距等，自下而上劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ等八個泥質(zhì)石膏礦層和石鹽+鈣芒硝礦層。其中石鹽礦層是本次詳查工作的主要對象（圖1）。

石鹽礦層石鹽礦層位于東興鹽礦南緣外圍的南西、南東地段。根據(jù)見礦情況可為東、西二個塊段。西礦段見一個礦體，編號為SY-①。東礦段見一個礦體，編號為SY-②。

鈣芒硝礦層根據(jù)見礦情況可分為東、西二個礦段。西礦段見三個礦體，編號為GMX-①、GMX-②、GMX-③。東礦段見兩個礦體，編號為GMX-④、GMX-⑤。

泥質(zhì)石膏礦層分布在整個詳查區(qū)范圍內(nèi)，礦區(qū)內(nèi)石鹽、鈣芒硝、石膏礦層分布在定遠盆地中，石鹽、鈣芒硝為一個混合礦層；泥質(zhì)石膏為八個礦層，呈層狀、似層狀，礦層總體走向近東西向，其產(chǎn)狀受盆地形態(tài)控制，盆地北部礦層傾向南，盆地南部礦層傾向北，傾角在5°～10°之間。

4.礦石礦物組分及結構、構造

4.1礦石礦物組分

全礦區(qū)礦石中的礦物均為石膏、石鹽、鈣芒硝、少量硬石膏，主要礦種為石鹽和鈣芒硝。其共生礦種為泥質(zhì)石膏，泥質(zhì)石膏礦石由石膏和纖維石膏和粘土礦物組成。

4.2礦石結構、構造

礦石為全晶質(zhì)泥質(zhì)結構、板柱狀結構，薄層～中厚層構造，塊狀構造，局部見纖維狀構造。

5.礦石類型

5.1石鹽

①石鹽：白色、灰白色、青白色，細至粗粒結構，常成極大的立方體狀巨晶，少數(shù)為立方體自形晶，多數(shù)為半自形厚板狀和他形等軸狀顆粒。解理發(fā)育（100），玻璃光澤，透明或透明度較好，性脆味咸，易溶于水，并生成完美的立方晶體，新晶體中常生長有環(huán)帶和船形漏斗。

②含膏石鹽：NaCl含量在20%以上，含CaSO4>5%，灰白至深灰色，石膏多呈單個晶體的集合體或隱晶質(zhì)團塊狀鑲嵌在石鹽之中，有時也夾有較多的鈣芒硝。由于含膏較多，降低了NaCl的品位，與純石鹽不論在外形或是分析成果上都有明顯區(qū)別。

③泥質(zhì)石鹽：NaCl含量在20%以上，常呈灰色、灰綠色、灰黑色，為純石鹽中含有多量的白云質(zhì)等鹵泥而成，它們分布在石鹽中。其次為晶粒間隙充填的泥質(zhì)，亦有呈混入物、包裹體形式摻雜在石鹽中。由于層理間所夾泥質(zhì)使泥質(zhì)石鹽成層狀、帶狀構造。晶粒間隙充填泥而使泥質(zhì)石鹽成斑狀結構，塊狀構造。

④鈣芒硝石鹽，含Na2SO4在5%以上，常成灰色、灰黑色，為純石鹽中有一定的鈣芒硝含量或包裹體。鈣芒硝石鹽中，有的星散分布成浸染體，有的匯集成鈣芒硝團塊和鈣芒硝巢窩?？拷}段的頂、底鈣芒硝增多使之成為含石鹽鈣芒硝巖或鈣芒硝巖。

5.2鈣芒硝

鈣芒硝是本區(qū)的主要共生礦物，為菱板狀晶形，灰、濃茶色。中透明，具強玻璃光澤，化學性質(zhì)比較活潑，部分溶解于水，低溫狀態(tài)下易結晶分離，當鈣芒硝與石鹽同時溶解于水溶液中，可以利用溫度的差異分別提取。鈣芒硝為細到粗粒結構，有時呈極大的自形巨晶，晶體多呈菱板狀自形或半自形，玻璃光澤，參差斷口，透明度差，性較硬脆，難溶于水，味苦澀咸，壓碎時，聲音很像玻璃，巨晶上可見110在001面上的生長紋，在水中部分溶解，巖心表面生出針毛狀次生石膏晶體，在空氣中吸濕潮解表面產(chǎn)生白色的石膏粉末，此時性質(zhì)松軟，體積膨大，呈白色菱形凸出的外觀。單偏光鏡下，無色透明，切面成菱形，折光率近于樹膠。正交偏光下干涉色淡黃到淡藍、斜消光，二軸晶負光性，光軸角大小不定。少數(shù)呈隱晶狀結構，以包裹體形式生長在石鹽或硬石膏中。

5.3泥質(zhì)石膏

泥質(zhì)石膏廣泛分布于Ⅰ～Ⅷ礦層中，是本礦區(qū)的主要礦石類型。礦石呈灰黑～青灰色～灰白色，石膏呈板狀或柱狀晶體，或不規(guī)則狀鑲嵌在黑色～青灰色泥巖中，構成了很多美觀的象形圖案，其中有的像花瓣，也有以小晶粒的集合體或晶簇呈團塊狀分布。石膏在鏡下呈無色透明，低負突起，晶形粒狀、柱狀、不規(guī)則狀，具一組清晰的解理，正交鏡下一級白和黃白色，一軸晶（+），常呈板柱狀。有時具不明顯的糙面，偶見雙晶。石膏常聚集成團塊狀、花斑狀、斑點狀、似層狀、條帶狀或細脈狀，局部見纖維狀集合體，呈不規(guī)則脈狀穿插圍巖。碎屑礦物主要是長石和石英，棱角狀，粒度多在0.05mm～0.25mm，少數(shù)0.30mm～0.60mm，斜長石表面分布有絹云母，見有鈉長石雙晶，鉀長石偶見格子雙晶。粘土礦物不均勻地分布于石膏礦物之間。

5.4纖維石膏

纖維石膏簡稱纖膏，各礦層中都有少量分布，有的纖維石膏成層分布，層厚lcm～15cm不等，有的呈樹枝狀、斜方網(wǎng)格分布，由于層薄、含礦率低，纖膏不具單獨開采價值。纖膏礦石呈白色、淡黃色，半透明、纖維狀結構，纖維方向與層理面垂直。鏡下無色、淡黃色，具不明顯的糙面。低負突起。晶形纖維狀、長柱狀。CaS04·2H20含量90%左右，粘土質(zhì)礦物不均勻分布于石膏晶體之間，有時含少量鐵質(zhì)。

6.夾石特征

各礦層中均見有夾石出現(xiàn)。其巖性為青灰色泥巖、含膏泥巖、膏質(zhì)泥巖，局部為棕紅色泥巖。

7.礦床成因類型及控礦因素

礦床成因類型為瀉湖相蒸發(fā)沉積巖鹽類石膏礦床?？氐V因素主要有構造條件、古氣候條件、古地理條件、覆蓋層等，現(xiàn)簡述如下：

7.1構造條件

礦床所在構造單元為合肥盆地中的次級盆地——定遠盆地東端，是中生代晚白堊世至新生代的古近紀、新近紀時期形成的一個構造單元，而盆地東側即為著名的深大斷裂——郯（城）～廬（江）斷裂，受該斷裂的影響而產(chǎn)生的坳陷并接受沉積是定遠坳陷石膏、石鹽、鈣芒硝礦形成的重要構造原因。

7.2物質(zhì)來源

根據(jù)定遠一帶定遠組地層中出現(xiàn)石膏、石鹽、鈣芒硝等陸相沉積礦床，說明在古新世晚期，為一大咸水湖區(qū)，咸水是形成石膏、石鹽、鈣芒硝等的重要物質(zhì)來源。郯～廬深大斷裂將地殼深處的含硫氣液上升至地表，并形成熱鹵水也是重要物質(zhì)來源之一。坳陷較平坦開闊，有利于鹵水的蒸發(fā)；而坳陷周圍可能受斷裂控制，地形會突然變陡，這也可能是礦床在邊緣部分變薄、尖滅的原因。

7.3古氣候條件

大量紅色碎屑巖系表明氣候炎熱干燥，有利于鹵水蒸發(fā)濃縮而形成石膏、石鹽、鈣芒硝等，在石膏、石鹽、鈣芒硝等沉積過程中，由于有陸源碎屑物的混入，使石膏、石鹽、鈣芒硝等中含有泥質(zhì)即形成泥質(zhì)石膏、泥質(zhì)石鹽、泥質(zhì)鈣芒硝、石鹽、鈣芒硝等。部分鉆孔中礦層底部出現(xiàn)薄層泥質(zhì)石膏與薄層泥巖互層現(xiàn)象，表明石膏在形成過程中水環(huán)境不是很穩(wěn)定。

7.4保存條件

礦層之上覆蓋著定遠組第三巖性段棕紅色泥巖或第二巖性段第二層的青灰色夾棕紅色泥巖。由于石膏、石鹽、鈣芒硝等礦床是一種容易被水溶解而流失的礦床，而泥巖透水性差，為良好的隔水層，泥巖蓋層對石膏、石鹽、鈣芒硝等礦層起到了很好的保護作用。

參考文獻：

[1]舒莉莉；王銳.安徽定遠縣三和集鎮(zhèn)石膏礦地質(zhì)特征淺析[J].西部資源， 2019， （08）.

[2]李小明；朱培.鈣芒硝礦地質(zhì)特征及礦床成因分析[J].中國化工貿(mào)易， 2013， （11）.

[3]陳錦石，等，海相石膏的留同位素[J].地質(zhì)學報， 1981（03）：273-278.

[4]袁見齊，等.鹽類礦床成因理論的新發(fā)展[J].地球科學， 1981（01）： 201-210.

[5]張國權，王娜，謝麗麗.山東省石膏礦資源分布及利用現(xiàn)狀[J].地球， 2013（11）：31.