安徽涇縣中村南方礦區(qū)方解石礦地質(zhì)特征及其意義

孫輝，王德恩

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局332地質(zhì)隊(duì)，安徽黃山 245000）

0 引言

1 區(qū)域地質(zhì)特征

1.1 地層

區(qū)域上出露的地層為下?lián)P子地層分區(qū)的蕪湖-貴池地層小區(qū)的蓋層陸緣海相沉積地層和板內(nèi)變形階段陸內(nèi)河湖相沉積地層，除缺失南華紀(jì)、侏羅紀(jì)地層，其他地層基本發(fā)育齊全，其中志留系—寒武系沉積巨厚，構(gòu)成黃柏嶺復(fù)背斜褶皺構(gòu)造的主體。復(fù)背斜南東翼地層傾向?yàn)?00°～165°，走向?yàn)?0°～75°，傾角為20°～40°，一般在25°左右。這也是厚岸-北貢成礦帶區(qū)域?qū)訝罘浇馐V的總體產(chǎn)狀。前期普查方解石礦體走向?yàn)楸蔽?北北西向，違背區(qū)域地質(zhì)背景（圖1）。

圖1 南方方解石礦床區(qū)域地質(zhì)圖Figure 1.Regional geological map of the Nanfang calcite deposit

1.2 構(gòu)造

區(qū)域構(gòu)造線走向?yàn)楸睎|向，褶皺構(gòu)造為黃柏嶺背斜，核部地層為寒武系下統(tǒng)黃柏嶺組。南東翼地層產(chǎn)狀傾向南東，傾角一般為20°～30°。

區(qū)域斷裂構(gòu)造主要有北東向、北西向兩組，北東向斷裂為走向斷裂，規(guī)模較大；北西向斷裂規(guī)模大小不一，形成時(shí)間晚于北東向斷裂，多為橫斷層，切割地層或使其錯(cuò)位，斷層性質(zhì)有平移斷層、正斷層及逆斷層。

1.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，侵入體發(fā)育，分布于黃柏嶺復(fù)背斜之中。主要有中村（云嶺）、包村、厚岸三個(gè)復(fù)式巖體，出露面積約為140 km2，約占1∶50 000 包村幅的30%。中村（云嶺）、包村、厚岸巖體分別位于厚岸-北貢方解石成礦帶的北東、南東和南西方向，與方解石礦床的形成有直接的成生關(guān)系。中村（云嶺）、包村巖體為中細(xì)粒花崗閃長巖，侵位于北貢背斜南東翼；厚岸巖體為中粗粒二長花崗巖，侵位于黃柏嶺背斜核部。

區(qū)域脈巖密度不大，規(guī)模大小懸殊，展布方向以北西向?yàn)橹?，成因?fù)雜，種類繁多，其中以酸性巖類為主，基性和超基性脈巖少量出露。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

本次工作基本查明礦區(qū)范圍內(nèi)地表出露第四系及奧陶系下統(tǒng)紫臺(tái)組、紅花園組上段；中深部通過坑道和鉆孔揭露可見紅花園組下段和侖山組。地層整體產(chǎn)狀為115°∠25°。第四系殘坡積層零星分布于地表溝谷。紫臺(tái)組位于礦區(qū)北部東西兩側(cè)，原巖巖性主要為微晶灰?guī)r，沉積環(huán)境基本上為開闊臺(tái)地相；礦區(qū)范圍內(nèi)大部分已變質(zhì)為灰白色大理巖（部分形成方解石），礦區(qū)內(nèi)該地層最大鉛直厚度約為34.07 m，CaO平均含量為54.75%。紅花園組上段位于采礦權(quán)南-中部，原巖巖性主要為微晶生物碎屑灰?guī)r、海百合粒屑灰?guī)r，為臺(tái)地潮坪相；礦區(qū)范圍內(nèi)大部分已變質(zhì)為白云質(zhì)大理巖、白云石大理巖和少量大理巖夾層，礦區(qū)該地層最大鉛直厚度約為108.07 m，CaO 平均含量為40.15%(圖2)。紅花園組下段埋藏于采礦權(quán)中-底部，原巖巖性為微晶灰?guī)r夾少量微細(xì)晶白云巖夾層，沉積環(huán)境基本上為開闊臺(tái)地相，礦區(qū)范圍內(nèi)大部分已變質(zhì)為大理巖夾少量白云石大理巖，巖石呈白色或灰白色，中細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu)，條紋條帶狀或塊狀構(gòu)造。紅花園組下段是礦區(qū)方解石礦體的主要賦存層位，該段最大鉛直厚度約為119.19 m，CaO 平均含量為54.76%。侖山組地表未出露，埋藏于礦區(qū)底部北西側(cè)，其底部有中村（云嶺）細(xì)?；◢忛W長巖巖體侵入。原巖巖性主要為厚層微細(xì)晶白云巖，沉積環(huán)境基本上為開闊臺(tái)地相；礦區(qū)范圍內(nèi)大部分已變質(zhì)為白云石大理巖夾少量白云質(zhì)大理巖，巖石呈白色和淡紅色，微晶-細(xì)粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，節(jié)理發(fā)育。礦權(quán)內(nèi)該地層最大鉛直厚度約為60.65 m，CaO平均含量為32.35%。

圖2 南方礦區(qū)地質(zhì)簡圖Figure 2. Geological sketch of the Nanfang mining district

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)位于黃柏嶺背斜（北貢-呂山）南東翼，呈單斜構(gòu)造。礦區(qū)內(nèi)斷層以北西向斷層較為發(fā)育，斷層性質(zhì)有正斷層、逆斷層及平移斷層。逆斷層與正斷層交互出現(xiàn)，出露寬度在2～5 m 之間，產(chǎn)狀為227°～252°∠65°～80°；正斷層淺層斷裂有溶洞出露，斷層帶內(nèi)有角礫巖和輝長玢巖脈（νμ）侵入；平移正斷層帶寬度約為2.5 m，產(chǎn)狀為165°∠86°，底板有近水平擦痕。礦區(qū)斷裂構(gòu)造造成地層錯(cuò)位，影響方解石礦體質(zhì)量及礦體連續(xù)性，是方解石礦體形成后的破礦構(gòu)造。

2.3 侵入巖

礦區(qū)地表僅見1 條輝長玢巖基性巖脈出露，坑道和鉆孔可見數(shù)條輝長玢巖脈和中村（云嶺）細(xì)?；◢忛W長巖巖體侵入。

又如李白的即興之作《春日行》，時(shí)值唐玄宗春日泛游白蓮池，召他作辭，他雖已酒醉翰林苑，乃命高力士扶以登舟而作。

中村（云嶺）細(xì)粒花崗閃長巖巖體礦區(qū)內(nèi)地表未出露，在PD1 北部沿脈巷道和ZK304 揭露。PD1 沿脈巷道與白云石大理巖接觸面產(chǎn)狀為118 °∠79 °，ZK304 鉆孔中接觸面中軸夾角為55°，接觸面向南東外傾。該巖體由南東向北西延伸連接到郭山巖體，產(chǎn)狀根據(jù)2 線、3 線鉆孔接觸面中軸夾角判定由南東向北西產(chǎn)狀變陡。該巖體相帶不發(fā)育，可見明顯的定向構(gòu)造，是紅花園組灰?guī)r接觸變質(zhì)的熱力和揮發(fā)分的主要來源。

輝長玢巖脈為北西走向，后期沿?cái)嗔褞秩?，出露寬度?～8 m 之間，脈巖隨構(gòu)造空間充填，形成較晚，提供熱力較少，沒有對(duì)頂?shù)装宸浇馐V質(zhì)量形成疊加作用，反而對(duì)礦體完整性起到破壞作用。

2.4 圍巖蝕變

由于中村（云嶺）花崗閃長巖侵入，奧陶系下統(tǒng)發(fā)生較強(qiáng)烈的接觸交代-熱變質(zhì)作用，發(fā)生強(qiáng)烈的大理巖化，形成大理巖（方解石）、白云質(zhì)大理巖。因此，礦體圍巖蝕變主要為大理巖化，巖體接觸帶附近為黃鐵礦化、黃銅礦化、硅化、絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化、高嶺土化等。

3 礦體特征

3.1 賦存部位

礦區(qū)通過2003 年普查和2011 年核實(shí)，礦體賦存于奧陶系下統(tǒng)紅花園組的大理巖帶中，與大理巖同屬大理巖含礦建造。礦區(qū)范圍內(nèi)圈定方解石礦體1 個(gè)。方解石礦體分布在礦區(qū)紅花園組中，礦體呈似層狀，產(chǎn)狀同地層產(chǎn)狀基本一致，為60°～70°∠60°～65°，礦體沿走向最大延伸為385 m，厚度為9～14.73 m，沿傾向最大斜深為252.5 m，賦存標(biāo)高為+234~+483 m。2011 年核實(shí)方解石礦床規(guī)模為小型。礦體賦存位置如圖3所示。

圖3 原南方方解石礦2線地質(zhì)剖面Figure3. Original Line 2 geological section across the Nanfang calcite deposit

本次勘查南方方解石礦為大型礦床，含Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅲ 5個(gè)方解石礦體，其產(chǎn)狀同地層產(chǎn)狀基本一致，為115°∠25°，較為平緩。Ⅰ1、Ⅰ2 2個(gè)次要礦體賦存于奧陶系下統(tǒng)紫臺(tái)組中，Ⅱ1、Ⅱ2 2個(gè)次要礦體賦存于紅花園組上段中，Ⅲ礦體主要賦存于紅花園組下段中，并嚴(yán)格受地質(zhì)層位（地質(zhì)體）控制。Ⅲ礦體取樣分析CaO 平均含量為54.45%，白度為86.69%；受斷層影響礦體頂?shù)装寮暗貙咏缇€有上下錯(cuò)動(dòng)，錯(cuò)動(dòng)距離為5～30 m。Ⅲ礦體占礦床資源量92.37%，賦存標(biāo)高為+388.58～+234m，走向長度為500m，傾向延伸長度為320 m，走向長度與延伸長度之比為1.56∶1，厚度為14.34～67.97 m，平均厚度為37.11 m，厚度變化系數(shù)為64.72%，為較穩(wěn)定礦體。礦體賦存部位如圖4所示。

圖4 南方方解石礦3線地質(zhì)剖面Figure 4. Line 3 geological section across the Nanfang calcite deposit

兩次工作由于投入工作量不同，勘查程度存在差異，造成礦體賦存及產(chǎn)狀不同。以往普查和核實(shí)礦區(qū)僅有1 個(gè)地層單元奧陶系下統(tǒng)紅花園組；本次在奧陶系下統(tǒng)中劃分出4個(gè)地層單元，分別為紫臺(tái)組、紅花園組上段、紅花園組下段及侖山組。普查工作施工的槽探揭露的是位于地表的紫臺(tái)組或紅花園組上段的方解石夾層，然后與紅花園組下段部分方解石礦體連接，造成礦體產(chǎn)狀較陡。本次通過地質(zhì)測量、工程施工編錄和全孔化學(xué)樣品采集，證實(shí)地層及礦體產(chǎn)狀較緩，同時(shí)根據(jù)區(qū)域地層特征及化學(xué)分析結(jié)果劃分地層單元界線和圈定礦體，勘查成果詳實(shí)可靠。

3.2 礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)以中細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu)為主，少量呈微晶、粗晶結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造為塊狀構(gòu)造，局部條帶狀構(gòu)造。條紋條帶中軸夾角為60°～70°。

3.3 礦石礦物成分

方解石礦石礦物以方解石為主，含量為93%～99.14%，次要礦物少量白云石含量在4%以下，極少量石英、黏土礦及微量鐵質(zhì)。方解石大多呈他形中細(xì)粒變晶鑲嵌，粒徑為0.5～5 mm，極少量為0.05～0.1 mm的顯微變晶；白云石多呈小于0.5 mm的殘余分布于方解石之間；石英呈小于或等于0.5 mm的自形至他形粒狀分布于方解石晶隙間。其中白云石在礦石中含量變化較大，分布不均，與方解石呈相互消長關(guān)系，對(duì)礦石質(zhì)量影響較大。

4 礦床成因解析

通過對(duì)南方方解石礦區(qū)域地質(zhì)背景、地層、構(gòu)造、巖漿巖和礦體特征進(jìn)行研究分析得知，該礦床主要特征如下：

（1）方解石礦主要賦礦層位為紅花園組下段等厚層高純灰?guī)r，中村（云嶺）巖體侵入提供的熱量和氣液使灰?guī)r重結(jié)晶和褪色形成方解石礦床。

（2）方解石礦體呈層狀，礦體產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀一致，礦體受紫臺(tái)組、紅花園組上段及紅花園組下段控制。

（3）礦石類型按結(jié)構(gòu)可分為中細(xì)晶方解石礦、粗晶方解石礦，按構(gòu)造可分為塊狀、條帶狀方解石礦。礦石工業(yè)類型為重質(zhì)碳酸鈣方解石型。

（4）根據(jù)礦體賦存位置和礦石特征，礦床成因類型為接觸變質(zhì)型。

5 結(jié)論

（1）通過南方方解石礦生產(chǎn)性勘查工作，本文詳細(xì)解讀了區(qū)域地質(zhì)背景，對(duì)礦區(qū)勘查工作具有重要的指導(dǎo)作用。

（2）通過解析南方方解石礦得知，礦體產(chǎn)狀較為平緩，與地層產(chǎn)狀一致。地表出露的紫臺(tái)組、紅花園組上段是次要方解石礦體賦存層位，主要賦礦層位為紅花園組下段，埋藏于地下，部分延伸到礦權(quán)外。因此，基本查明紅花園組下段賦存狀態(tài)，就基本查明了主要賦礦空間，這對(duì)相鄰礦區(qū)以及涇縣方解石礦整合勘查工作具有重要的指導(dǎo)作用。