鶴峰縣坪溪百鶴玉礦床地質(zhì)特征簡述

董 政，黃 強(qiáng)，康 康，郝智敏

（湖北省地質(zhì)局第二地質(zhì)大隊(duì)，湖北 恩施 445000）

百鶴玉（生物屑灰?guī)r）富含有海百合莖等古生物化石，是稀世罕見的特色石材。百鶴玉質(zhì)地細(xì)膩，加工性能好，加工后的工藝品和飾面材料圖案清晰、花紋美觀，再現(xiàn)了淺海相生物的自然生態(tài)之美，具有極大的開采和利用價(jià)值[1]。鶴峰縣溪坪百鶴玉礦區(qū)位于湖北省鶴峰縣城南東120°方位直距5.0km 處三叉溪一帶。2017～2018 年，湖北省地質(zhì)局第二地質(zhì)大隊(duì)開展了湖北省地質(zhì)勘查基金項(xiàng)目“湖北省鶴峰縣溪坪礦區(qū)飾面石材（百鶴玉）詳查”，通過詳查工作，提交了小型飾面石材（百鶴玉）礦床1 處[2]。本文將根據(jù)該勘查成果，對百鶴玉礦床地質(zhì)特征進(jìn)行闡述。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

區(qū)域地層屬揚(yáng)子地層區(qū)上揚(yáng)子地層分區(qū)之恩施—咸豐小區(qū)，出露寒武系至三疊系等沉積巖層，以寒武系～志留系分布最廣，區(qū)內(nèi)缺失上志留統(tǒng)、下泥盆統(tǒng)和石炭系。巖類以碳酸鹽巖類為主，碎屑巖次之，主要巖性為灰?guī)r、云巖、石英砂巖、粉砂巖及泥巖等。區(qū)域構(gòu)造位置處上揚(yáng)子南部被動(dòng)邊緣褶沖帶八面山臺地褶皺帶長陽～秀山臺褶束。區(qū)內(nèi)顯著的構(gòu)造為北東向褶皺和斷裂。褶皺構(gòu)造由西向東依次為鶴峰-盛家壩向斜、來鳳-鶴峰向斜、二坪背斜。區(qū)內(nèi)斷裂以北東向燕家河斷裂為明顯。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)出露地層為志留系下統(tǒng)羅惹坪組一段（S1lr1）～羅惹坪組二段（S1lr2），另見零星分布的第四系，巖性主要為粉砂巖、長石石英砂巖及灰?guī)r，地層、巖性及巖性組合簡單?，F(xiàn)由老到新敘述如下：

（1）下志留統(tǒng)羅惹坪組一段（S1lr1）：根據(jù)巖性特征，該段分為上、下兩個(gè)亞段：①羅惹坪組一段下亞段（S1lr1-1）厚＞276.61m。②志留系下統(tǒng)羅惹坪組一段上亞段（S1lr1-2）厚6.08m～48.36m。

（2）下志留統(tǒng)羅惹坪組二段（S1lr2）厚＞312.83m，下部為深灰色薄～中層長石石英砂巖夾泥質(zhì)條帶，厚45.60m～66.78m；上部為深灰綠色薄～中層粉砂質(zhì)泥巖夾粉砂質(zhì)條帶，具水平層理，地表易風(fēng)化，風(fēng)化面顯深灰色，風(fēng)化剝落后呈菱角狀碎石，厚＞246.05m。

（3）第四系（Q）厚0.5m～2.0m，表層為腐殖質(zhì)，下伏為土黃色亞粘土夾碎石，碎石主要成分為粉砂質(zhì)。與下伏地層呈角度不整合接觸。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)位于二坪背斜北西翼，地層走向37°～68°，傾向307°～338°，一般傾角58°～78°，沿走向、傾向上略具波狀起伏，為一傾向北西的陡傾單斜。區(qū)內(nèi)未見褶皺和斷裂構(gòu)造，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度屬簡單類型。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 含礦巖系特征

區(qū)內(nèi)含礦巖系為羅惹坪組一段上亞段（S1lr1-2），其垂向巖性剖面結(jié)構(gòu)簡要敘述如下：①深灰色中層條帶狀生物屑砂巖局部夾亮晶生物屑灰?guī)r。生物碎屑含量15%，主要為海百合及腕足類，呈圓形、長條形或不規(guī)則形。厚度2.25m～10.48m。②淺灰、灰色厚層含砂質(zhì)生物屑灰?guī)r、砂質(zhì)生物屑灰?guī)r夾灰色長石石英砂巖和亮晶生物屑灰?guī)r。生物碎屑含量60%～80%，主要為海百合，顏色呈灰白、褐色及肉紅色，外形呈圓形-橢圓形或長條形。厚度2.11m～24.67m。③灰綠色、灰色厚層亮晶生物屑灰?guī)r，局部夾灰色砂質(zhì)生物屑灰?guī)r。生物碎屑含量50%～60%，主要為海百合，顏色呈淡綠色，外形主要呈長條形或不規(guī)則形，次為圓形-橢圓形。厚1.72m～13.21m。

3.2 礦體（層）特征

礦體賦存于含礦巖系的中上部，厚2.11m～32.60m，平均厚14.08m（圖3）。礦體在平面形態(tài)上呈似層狀、透鏡體狀分布，通過工程揭露控制由南向北依次圈出兩個(gè)礦體（Ⅰ、Ⅱ號礦體），其中Ⅱ號礦體為主礦體。

（1）Ⅰ號礦體特征：Ⅰ號礦體位于礦區(qū)南部，礦體賦存巖性為灰色厚層含砂質(zhì)生物屑灰?guī)r。礦體頂板巖性主要為長石石英砂巖，局部為砂質(zhì)生物碎屑灰?guī)r，其底板巖性主要為長石石英砂巖，其次含生物碎屑砂巖。礦體呈透鏡體狀，其產(chǎn)狀309°～330°∠29°～83°。礦體沿走向控制長約440m，厚2.11m～10.59m，平均厚5.86m，厚度變化系數(shù)66.0%，屬較穩(wěn)定。

（2）Ⅱ號礦體特征：Ⅱ號礦體分布礦區(qū)中部，礦體賦存巖性為灰色厚層亮晶生物屑灰?guī)r、含砂質(zhì)生物屑灰?guī)r。礦體頂板巖性為長石石英砂巖，其底板巖性為含生物碎屑砂巖。礦體呈透鏡體狀，其產(chǎn)狀285°～320°∠38°～85°。礦體沿走向控制長約360m，沿傾向控制延伸80m～142m，厚10.43m～32.60m，平均厚19.72m，厚度變化系數(shù)41.42%，屬較穩(wěn)定。

3.3 礦石質(zhì)量特征

（1）礦石類型：本區(qū)礦石自然類型主要為亮晶生物屑灰?guī)r和含砂質(zhì)生物屑灰?guī)r兩種；礦石工業(yè)類型為彩石用生物灰?guī)r礦。

（2）礦石物質(zhì)組分：亮晶生物屑灰?guī)r：主要由方解石組成，分生物碎屑及膠結(jié)物兩部分。生物碎屑含量50%～60%，主要為海百合及海膽類等，呈圓形-橢圓形或長條形等，粒徑一般1mm～2mm 之間，少量較大顆粒長徑10mm 左右，多由單顆粒組成而呈單晶結(jié)構(gòu)。碎屑均勻分布于巖石中，呈生物碎屑結(jié)構(gòu)。

（3）礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造：礦石結(jié)構(gòu)主要為生物碎屑結(jié)構(gòu)、亮晶結(jié)構(gòu)、含砂質(zhì)結(jié)構(gòu)、少數(shù)見細(xì)粒砂狀結(jié)構(gòu)；礦石構(gòu)造為塊狀構(gòu)造。

（4）礦石化學(xué)成分：礦石化學(xué)成分主要是CaO、SiO2、MgO、Al2O3和Fe2O3等，其中：①亮晶生物屑灰?guī)r中CaO含 量42.21%～45.74%、SiO2含 量1.12%～2.31%、MgO含 量1.09%～3.40%、Al2O3含 量1.92%～4.87%、Fe2O3含量2.19%～5.53%；②含砂質(zhì)生物屑灰?guī)r中CaO 含量40.21%～43.32%、SiO2含 量2.17%～4.64%、MgO 含量0.98%～4.12%、Al2O3含 量2.08%～5.58%、Fe2O3含 量2.29%～6.41%。

（5）礦石花色品種：依據(jù)化石顏色、大小、密度、賦存狀態(tài)等要素，將礦石劃分為紅“百鶴玉”、灰“百鶴玉”、青“百鶴玉”和黃“百鶴玉”等4 個(gè)品種（圖1），其特征見下表1。

表1 礦石花色品種特征一覽表

圖1 百鶴玉

（6）礦石的物理、工藝性能：礦石物理性能試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 礦石物理性能試驗(yàn)結(jié)果表

礦石的鋸、切、磨、拋等主要加工技術(shù)性能參數(shù)：①鋸、切性：4.5m2/小時(shí)；②磨、拋性：25.0m2/小時(shí)；③光澤度：80.0以上。

4 礦床成因與找礦標(biāo)志

4.1 礦床成因

區(qū)內(nèi)新灘期至羅惹坪期為淺海陸棚環(huán)境，沉積物以粉砂質(zhì)泥巖為主夾細(xì)粒長石石英砂巖，到羅惹坪期中期局部海水變淺發(fā)展為開闊海臺地環(huán)境，沉積物以灰?guī)r為主，富含海百合、腕足類等化石，形成沉積型生物屑灰?guī)r礦礦床。

4.2 找礦標(biāo)志

（1）層位和巖性標(biāo)志：百鶴玉礦體（層）賦存于志留系下統(tǒng)羅惹坪組一段上亞段（S1lr1-2）地層中，巖性為灰色厚層亮晶生物屑灰?guī)r、含砂質(zhì)生物屑灰?guī)r及條帶狀生物屑砂巖，近礦圍巖為灰綠色、灰色薄～中層含泥質(zhì)條帶長石石英砂巖。

（2）化石標(biāo)志：百鶴玉最顯著的特點(diǎn)是富含海百合化石，化石顏色為灰白色、肉紅色、黃褐色等，外形多呈圓形～橢圓形、長條形及不規(guī)則形狀。

5 結(jié)語

（1）百鶴玉礦體（層）賦存于下志留統(tǒng)羅惹坪組一段上亞段（S1lr1-2）中上部，見礦一層；礦體呈透鏡狀、似層狀與圍巖整合產(chǎn)出；礦區(qū)共圈定2 個(gè)礦體，礦體沿走向控制長360m～440m，沿傾向控制延深100m～120m，厚2.11m～32.60m，平均厚14.08m；礦體規(guī)模均屬小型，礦體形態(tài)完整、邊界規(guī)則，厚度變化屬較穩(wěn)定型。

（2）礦石類型主要有亮晶生物屑灰?guī)r和含砂質(zhì)生物屑灰?guī)r；礦石結(jié)構(gòu)主要為生物碎屑結(jié)構(gòu)、亮晶結(jié)構(gòu)，其次為含砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造為主；礦石花色品種主要為紅“百鶴玉”、灰“百鶴玉”、黃“百鶴玉”和青“百鶴玉”；礦石質(zhì)地細(xì)膩，加工性能好，加工后的工藝品和飾面材料圖案清晰、花紋美觀，具有極大的開采和利用價(jià)值。

（3）礦床成因類型屬沉積型生物屑灰?guī)r礦礦床；區(qū)域上含礦巖系分布廣泛，尋找生物屑灰?guī)r礦的潛力較大。