廣西扶綏縣渠舊礦區(qū)熔劑用石灰?guī)r礦地質(zhì)特征及礦床成因

梁秋明 莫昔興

（廣西壯族自治區(qū)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查研究院）

扶綏縣渠舊礦區(qū)熔劑用石灰?guī)r礦位于渠舊鎮(zhèn)火車站南側(cè)約500 m處，距離南友高速公路渠舊出口約8 km，有縣、鄉(xiāng)公路直達(dá)，交通極為便利。該礦區(qū)屬于中低山、巖溶洼地地貌，海拔高程一般在140～350 m，巖層裸露，地勢較緩。該礦區(qū)冶金熔劑用石灰?guī)r礦資源量達(dá)1.96億t，為大型優(yōu)質(zhì)熔劑用石灰?guī)r礦床［1］。本研究通過對(duì)礦床進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘查工作，查明出露的地質(zhì)特征，并探討其成因背景和過程，為區(qū)內(nèi)后續(xù)找礦工作提供參考。

1 區(qū)域地質(zhì)

礦區(qū)位于揚(yáng)子克拉通（Ⅱ級(jí)）滇黔桂被動(dòng)陸緣東南緣（Ⅲ級(jí)）的富寧—那坡陸緣沉降帶（Ⅳ級(jí)）西大明山隆起（Ⅴ級(jí)）與十萬大山斷陷盆地（Ⅳ級(jí)）結(jié)合部位［2］。區(qū)域出露地層主要為上古生界泥盆系、石炭系及二疊系，中生界三疊系、白堊系及新生界第四系小范圍出露。其中泥盆系只出露融縣組，中生界三疊系只出露馬腳嶺組，均為開闊臺(tái)地相碳酸鹽巖沉積。石炭系包括隆安組、都安組、大埔組、黃龍組及馬平組，為開闊臺(tái)地至局限臺(tái)地相碳酸鹽巖沉積。二疊系包括棲霞組、茅口組、合山組及大隆組，為開闊臺(tái)地至局限、半局限臺(tái)地相碳酸鹽巖沉積。白堊系只出露新隆組，為一套湖泊相陸源碎屑沉積。低洼地帶少面積出露第四系殘坡積層。扶綏縣渠舊礦區(qū)熔劑用石灰?guī)r礦賦存于石炭系馬平組中，與下伏地層黃龍組和上覆地層棲霞組均為整合接觸關(guān)系［3］。

區(qū)域構(gòu)造較為簡單，以斷裂為主，褶皺不甚發(fā)育，總體構(gòu)造線呈北東、北東東向。斷裂具多期活動(dòng)特點(diǎn)，分北東—南西與北西—南東向2組，前者延伸較遠(yuǎn)，規(guī)模大，斷面總體傾向北西，傾角一般大于60°，屬正斷層；后者左旋切割前者明顯，但規(guī)模較小，斷面總體傾向南西，局部傾向北東，傾角一般為30°～40°。憑祥—南寧區(qū)域性大斷層從區(qū)外南部穿過，該斷裂對(duì)沉積建造、巖漿活動(dòng)和礦產(chǎn)有著明顯的控制作用［4］。區(qū)域巖漿活動(dòng)不明顯，變質(zhì)程度較低。

2 礦區(qū)地質(zhì)

2.1 地層

礦區(qū)內(nèi)出露地層有上石炭—下二疊統(tǒng)馬平組和第四系臨桂組，在礦區(qū)范圍內(nèi)馬平組可分為5段，其巖性特征如下。

（1）馬平組第一段（C2P1m1）零星出露在礦區(qū)東北、中部，是本礦床礦層底板。巖性為淺灰、灰白色厚層細(xì)—中晶白云巖、微—細(xì)晶白云巖夾少量微晶生物屑灰?guī)r，頂部白云巖夾少量生物屑鈣質(zhì)硅質(zhì)條帶或團(tuán)塊。厚度＞30 m。

（2）馬平組第二段（C2P1m2）分布在礦區(qū)大部分地區(qū)，是石灰?guī)r礦的主要礦層。底部巖性為灰色、淺灰色中—厚層微晶生物屑灰?guī)r夾生物屑灰?guī)r，中上部為灰、灰白色厚層—塊狀微晶生物屑灰?guī)r夾少量中層生物屑（砂—礫）灰?guī)r、生物屑（砂）灰?guī)r夾少量微晶生物屑灰?guī)r，產(chǎn)豐富的有孔蟲、蜒、海百合莖及單體珊瑚化石。厚度138～251 m。

（3）馬平組第三段（C2P1m3）分布在礦區(qū)的西南、中部和東部，為石灰?guī)r礦體的夾石層。巖性為灰、灰白色厚層—塊狀生物屑白云巖夾中層細(xì)晶白云巖，產(chǎn)有孔蟲、蜒、海百合莖、珊瑚化石。局部具水平紋層。厚度6.88～13.58 m。

（4）馬平組第四段（C2P1m4）分布在礦區(qū)的西南、中部和東部，為石灰?guī)r礦體的次要礦層。巖性為灰、灰白色厚層—塊狀?yuàn)A少量中層生物屑灰?guī)r夾少量微晶生物屑灰?guī)r，產(chǎn)豐富的有孔蟲、蜒、海百合莖、珊瑚化石。厚度17.49～69.78 m。

（5）馬平組第五段（C2P1m5）分布在礦區(qū)的南部和東部，為石灰?guī)r礦體的頂板，巖性為灰、灰白色厚層—塊狀細(xì)晶白云巖夾中層細(xì)晶灰質(zhì)白云巖、生物屑細(xì)晶灰質(zhì)白云巖、生物屑灰?guī)r、微晶生物屑灰?guī)r，底部有兩套白云巖夾生物屑鈣質(zhì)硅質(zhì)條帶和團(tuán)塊，灰?guī)r產(chǎn)豐富的有孔蟲、蜒、海百合莖化石。厚度＞80 m。

（6）臨桂組（Ql）主要是沖坡積土，為土黃色黏土、含礫黏土為主，含少量灰?guī)r礫石，粒徑為0.2～1 cm。主要分布在礦區(qū)的低凹處。

2.2 構(gòu) 造

礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡單，總體為一傾向南東的單斜構(gòu)造，傾向?yàn)?20～160°，傾角為10～23°。僅在礦區(qū)西部及中部各發(fā)育1條正斷層（F1、F2）。其中，F(xiàn)1呈北北東向，傾向西，傾角為75～80°，破碎帶寬幾米至十幾米，斷層角礫巖發(fā)育，表現(xiàn)為西盤下降、東盤上升的正斷層。F2呈北東向，傾向北西，傾角75°，破碎帶寬幾米，斷層角礫巖發(fā)育，膠結(jié)物主要為鈣質(zhì)和少量泥質(zhì)，斷層附近灰?guī)r均產(chǎn)生方解石化。斷層表現(xiàn)為北西盤下降、南東盤上升的正斷層。

2.3 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)未見巖漿巖、變質(zhì)巖出露

3 礦體地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

經(jīng)詳查發(fā)現(xiàn)冶金熔劑用石灰?guī)r礦體2個(gè)，編號(hào)灰-1、灰-2號(hào)礦體，分述如下。

灰-1礦體賦存于上石炭—下二疊統(tǒng)馬平組第四段中，由16個(gè)探槽和5個(gè)鉆孔進(jìn)行控制。礦體呈層狀，其分布范圍受地形控制，平面呈不規(guī)則的多邊形，出露面積為0.18 km2。礦體地表出露最高標(biāo)高為325 m，最低標(biāo)高為140 m，控制最高標(biāo)高為300 m，最低標(biāo)高為130 m；巖性為灰、淺灰色厚層—塊狀微晶生物屑灰?guī)r、生物屑灰?guī)r夾少量微晶灰?guī)r；礦體產(chǎn)狀為130～180°∠12～17°，厚度為16.10～39.78 m，平均厚度為25.02 m，厚度變化系數(shù)為14.84%，類型系數(shù)為0.6，屬穩(wěn)定型。

灰-2礦體賦存于上石炭—下二疊統(tǒng)馬平組第二段中，由22個(gè)探槽和14個(gè)鉆孔進(jìn)行控制。礦體呈層狀，其分布范圍受地形控制，平面呈不規(guī)則的多邊形，出露面積為0.50 km2。礦體地表出露最高標(biāo)高為290 m，最低標(biāo)高為125 m，控制最高標(biāo)高為260 m，最低標(biāo)高為130 m；巖性為灰、淺灰色厚層—塊狀微晶生物屑灰?guī)r、生物屑灰?guī)r夾少量微晶灰?guī)r；礦體產(chǎn)狀為132～175°∠11～17°，厚度為19.59～195.95 m，平均厚度為123.54 m，厚度變化系數(shù)為14.84%，類型系數(shù)0.6，屬穩(wěn)定型。

3.2 礦石特征

礦石自然類型劃分為生物屑泥晶灰?guī)r，主要為含粒屑泥晶結(jié)構(gòu)和含生物屑泥晶結(jié)構(gòu)，次為含粒屑亮泥晶結(jié)構(gòu)，含生物屑亮泥晶結(jié)構(gòu)及亮晶泥晶結(jié)構(gòu)。中厚層狀致密塊狀構(gòu)造。礦石礦物成分為方解石及少量白云石、褐鐵礦，方解石含量達(dá)97%以上，白云石含量為1%～2%，褐鐵礦為少量。在鏡下方解石無色透明，呈他形粒狀，粒徑大小不等。白云石無色透明，呈半面形菱面體。礦石由粒屑和填隙物組成：粒屑主要為生物碎屑，少量內(nèi)碎屑。生物屑含量8%～32%，由由孔蟲和蜓類組成，內(nèi)碎屑含量小于4%，由砂屑組成，粒徑在0.064～0.16 mm，分布不均勻，隙填物由亮晶膠結(jié)物和泥晶基質(zhì)組成，亮晶膠結(jié)物含量為8%～10%，主要成分是方解石，粒徑在0.024～0.64 mm，個(gè)別粒徑可達(dá)1.92 mm，泥晶基質(zhì)由粒徑小于0.01 mm的方解石組成，表面散布粉塵狀褐鐵礦。

3.3 礦體礦石主要化學(xué)成分含量

CaO含量為40.52%～56.06%，平均為54.85%，品位變化系數(shù)為2.39%；MgO含量為0.18%～13.67%，平均為0.67%，品位變化系數(shù)為227.19%；SiO2含量為0.001%～9.110%，平均為0.090%，品位變化系數(shù)為81.06%；S含量為0.002%～0.014%，平均為0.009%，品位變化系數(shù)為65.15%；P（組合分析）含量為0.001%～0.005%，平均為0.002%，品位變化系數(shù)為30.04%。礦石的有益組分含量符合熔劑用石灰質(zhì)原料礦石化學(xué)成分一般要求，有害組分含量基本符合熔劑用石灰質(zhì)原料礦石化學(xué)成分一般要求，礦石質(zhì)量良好，礦床礦石工業(yè)類型劃分為單一的黑色冶金熔劑用石灰?guī)r礦。

3.4 圍巖與夾石

礦層的頂板為馬平組第五段灰、灰白色厚層—塊狀中細(xì)晶白云巖夾中層生物屑灰?guī)r、微晶灰?guī)r及硅質(zhì)條帶和團(tuán)塊。

礦層底板為馬平組第一段淺灰、灰白色厚層中細(xì)晶白云巖夾少量白云質(zhì)灰?guī)r、微晶灰?guī)r及少量硅質(zhì)條帶或團(tuán)塊。

礦體內(nèi)共圈出夾石層1層，夾于灰-1和灰-2礦層間，為馬平組第三段灰、灰白色厚層—塊狀生物屑含白云質(zhì)灰?guī)r夾中層狀中細(xì)晶白云巖。夾層分布穩(wěn)定，厚度4.11～15.88 m，平均9.44 m。該段因含白云質(zhì)，CaO含量未能達(dá)到工業(yè)指標(biāo)，且厚度大于2 m，而作為夾石剔除。

4 礦床成因

區(qū)域地質(zhì)研究成果顯示，研究區(qū)在早石炭世以來，區(qū)內(nèi)已形成廣闊的淺水碳酸鹽巖臺(tái)地［5］。扶綏縣渠舊礦區(qū)熔劑用石灰?guī)r礦體賦存于上石炭—下二疊統(tǒng)馬平組第二段、第四段中，巖性主要為微晶生物屑灰?guī)r、生物屑灰?guī)r，灰色、淺灰色，中厚層—塊狀層理，產(chǎn)豐富的有孔蟲、蜒、海百合莖及單體珊瑚化石。綜合分析區(qū)域成礦條件，礦體地質(zhì)特征，認(rèn)為該礦床主要為淺海開闊臺(tái)地相化學(xué)或生物化學(xué)沉積型礦床。