福建省將樂縣山精方解石礦床成因及找礦方向探討

吳 冬

（福建省第八地質(zhì)大隊(duì)，福建 龍巖 364012）

通過對(duì)礦區(qū)控礦因素及成因的研究，礦區(qū)北部及西部具有較好的成礦條件。但根據(jù)礦區(qū)地質(zhì)特征及成礦地質(zhì)條件，礦區(qū)北部及西部礦體埋藏較深。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

山精方解石礦床位于華力西-印支構(gòu)造旋回大明坑背斜南東翼與九仙山巖體交界地帶，師公壇-南仂北東向斷裂大明坑段東南部位。區(qū)內(nèi)褶皺、斷裂構(gòu)造較為發(fā)育。褶皺主要為大明坑背斜，呈北東向展布。斷裂以北東向?yàn)橹?，師公壇—南仂斷層、洋坑—萬安斷層北東向展布，系省內(nèi)崇安—石城大斷裂帶的次級(jí)斷裂，斜貫研究區(qū)。該斷裂自加里東期來便長(zhǎng)期活動(dòng)，但燕山期活動(dòng)最強(qiáng)烈，如圖1。

圖1 研究區(qū)區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)圖

2 礦體地質(zhì)特征

山精礦區(qū)發(fā)現(xiàn)方解石礦床1 處，根據(jù)礦床的賦礦層位特點(diǎn)，礦床分布規(guī)模不等的礦體，礦體數(shù)量合計(jì)4 個(gè)，均為隱伏礦體，礦體展布與地層一致。礦體主要賦存于溪口組（T1x）地層中。礦體產(chǎn)出為接觸變質(zhì)類型，由石灰?guī)r與巖漿巖熱接觸變質(zhì)而形成。巖漿活動(dòng)的熱量和析出的氣液影響產(chǎn)生石灰?guī)r重結(jié)晶作用和褪色作用而形成的方解石[1]。礦體受區(qū)內(nèi)地層巖性及地層的空間展布控制礦床的空間分布。礦體形態(tài)呈層狀、似層狀產(chǎn)出，礦體連續(xù)，單個(gè)礦體厚度大且變化較小，礦物組合簡(jiǎn)單，方解石結(jié)晶較好。根據(jù)礦石礦物組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征，礦石主要為全晶質(zhì)塊狀方解石礦。

2.1 礦體規(guī)模、形態(tài)產(chǎn)狀

目前在礦區(qū)內(nèi)4 個(gè)方解石礦體，均為隱伏礦體，方解石礦體主要賦存于早三疊世溪口組（T1x）地層中，礦體規(guī)模、形態(tài)及空間分布特征受沉積建造制約，礦體沿走向長(zhǎng)度＞400 m，沿傾向方向?qū)挾龋?00 m，礦體厚度3.72～62.05 m 不等。礦體產(chǎn)狀走向10°～30°，傾向NW，傾角20°～30°。各礦體具體特征如下：

Ⅰ號(hào)方解石礦賦存于溪口組（T1x），厚度3.72～10.78 m，總體走向30°，傾向NW，傾角20°～25°。礦石品位：CaO52.98%～54.72%，平均品位53.65%；白度85.05%～90.23%，平均品位88.23%。達(dá)到方解石礦二級(jí)品要求。

Ⅲ號(hào)方解石礦賦存于溪口組（T1x），厚度39.01～62.05 m，總體走向30°，傾向NW，傾角20°～25°。礦石品位：CaO52.53%～53.53%，平均品位53.28%；白度86.08%～91.52%，平均品位89.04%。達(dá)到方解石礦二級(jí)品要求。

Ⅳ號(hào)方解石礦賦存于溪口組（T1x），厚度27.16～52.01 m，總體走向30°，傾向NW，傾角20°～25°。礦石品位：CaO52.31%～53.20%，平均品位53.15%；白度90.08%～92.04%，平均品位91.94%。達(dá)到方解石礦二級(jí)品要求。

2.2 礦石礦物組成及化學(xué)成分

2.2.1 礦石礦物成分

礦石礦物主要有方解石，脈石礦物為硅灰石、石英等。方解石：呈灰白、白色，形態(tài)呈菱面體、粒狀集合體，條痕為白色，菱面體解理完全，玻璃光澤，粒度2～5 mm 不等。方解石形態(tài)及產(chǎn)出特征具一定的空間分布規(guī)律，新鮮面顏色依次為灰-灰白-白色，接近圍巖因受溫度不均勻，結(jié)晶程度也隨之不均勻。

2.2.2 礦石化學(xué)成分

方解石礦主要組分為CaO、MgO、SiO2。

CaO：含量52.07%～55.20%，平均含量53.29%。

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MgO：含量0.20%～1.13%，平均含量0.45%。

SiO2：含量0.56%～10.09%，平均含量2.78%。

2.3 礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造

礦石具自形-半自形粒狀變晶結(jié)構(gòu)。礦石發(fā)育塊狀構(gòu)造，局部少量微條帶構(gòu)造。礦體與圍巖接觸關(guān)系發(fā)育漸變過度接觸。

2.4 圍巖蝕變

礦區(qū)內(nèi)變質(zhì)作用類型主要為接觸變質(zhì)作用。區(qū)內(nèi)圍巖蝕變主要有大理巖化和硅灰石化。此外，礦區(qū)內(nèi)還見零星的黃鐵礦化、綠泥石化、角巖化等蝕變現(xiàn)象。

由于受巖漿熱源的影響，局部灰?guī)r發(fā)生重結(jié)晶，形成大理巖化灰?guī)r或大理巖，局部泥質(zhì)巖發(fā)生變質(zhì)結(jié)晶，形成角巖。其中大理巖化與本區(qū)的方解石礦體形成關(guān)系密切。

大理巖化：常與矽卡巖化相伴出現(xiàn)，分布在矽卡巖和鐵礦體的周邊。主要表現(xiàn)為微晶方解石進(jìn)一步重結(jié)晶，形成細(xì)晶—中晶，少量粗晶的方解石，因而形成大理巖化灰?guī)r或大理巖，方解石的粒度0.05～1.5 mm 不等，長(zhǎng)軸具定向排列，常夾炭質(zhì)或透輝石條帶構(gòu)成條帶狀構(gòu)造。大理巖化與方解石礦關(guān)系密切。

3 分析與討論

3.1 控礦因素

3.1.1 礦體賦存的地層

礦體主要賦存于山精地區(qū)三疊世溪口組（T1x），巖性為大理巖、大理巖化灰?guī)r、含硅灰石大理巖化灰?guī)r、角巖化硅泥巖。原巖為石灰?guī)r、鮞狀石灰?guī)r、硅泥巖、泥巖。礦體賦存于大理巖、大理巖化灰?guī)r中，方解石礦體呈層狀、似層狀產(chǎn)出，礦體產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀一致，礦體形態(tài)產(chǎn)狀明顯受地層控制。

3.1.2 燕山早期花崗巖體

山精方解石礦位于燕山早期二長(zhǎng)花崗巖體的上部外接觸帶。當(dāng)富含熱流體的燕山早期酸性花崗巖基或巖株侵入碳酸鹽巖建造中時(shí)，碳酸鹽巖受熱而發(fā)生重結(jié)晶作用即接觸熱變質(zhì)作用，原巖粒度變粗，顏色變淺[2-3]，形成大理巖、大理巖化灰?guī)r，進(jìn)而形成方解石礦體。

綜上所述，山精地區(qū)接觸變質(zhì)型方解石礦的形成有兩個(gè)缺一不可的因素：一是沉積建造中有利的地層；二是侵入于其中并使其發(fā)生接觸變質(zhì)作用的富含流體的巖體[4]。

3.2 礦床成因

3.2.1 地層條件

早二疊世末，由于東吳運(yùn)動(dòng)影響，區(qū)域內(nèi)早二疊世沉積碎屑巖及碳酸鹽巖短期隆起并遭受剝蝕，造成早-中二疊世之間的假整合。晚二疊世，區(qū)域內(nèi)接受了新的海侵，并不斷擴(kuò)大，沉積了翠屏山組海陸交互相砂泥巖建造及大隆組淺海相粉砂質(zhì)泥巖。早三疊世，海水淡化，瓣鰓類繁生，沉積了三疊世溪口組泥巖、鈣硅泥巖、灰?guī)r。

3.2.2 溫度條件

侏羅世末期，由于燕山運(yùn)動(dòng)Ⅲ幕影響，產(chǎn)生了以斷裂為特征的構(gòu)造變形，形成了安仁-西溪北東向斷裂帶、外垇南北向斷裂帶及朱口-曹坊北西向斷裂帶。伴隨著構(gòu)造變形，燕山早期九仙山花崗巖漿侵入。

3.2.3 成礦作用

早三疊世溪口組石灰?guī)r，由于燕山早期巖九仙山花崗巖漿侵入的熱量和析出的氣液影響，產(chǎn)生重結(jié)晶作用和褪色作用形成的方解石礦床。巖體外接觸帶的碳酸鹽巖發(fā)生強(qiáng)烈的熱接觸變質(zhì)作用，在石灰?guī)r中形成大理巖化蝕變帶，在空間上具有侵入巖-粗晶大理巖-細(xì)晶大理巖-大理巖化石灰?guī)r-石灰?guī)r的遞變特征，并在成分較純的大理巖帶中形成白色方解石礦床。

綜上所述，并結(jié)合區(qū)域地質(zhì)、地層、巖性、礦體特征，山精礦區(qū)方解石礦礦床成因類型為接觸變質(zhì)型方解石礦床。

4 找礦標(biāo)志及找礦方向

4.1 找礦標(biāo)志

4.1.1 地層標(biāo)志

控礦地層為溪口組地層（T1x），也是礦區(qū)方解石礦礦體的賦礦層位。該地層屬一套濱海相碳酸鹽巖、硅泥巖沉積建造，由于受后期巖漿侵入，熱液蝕變強(qiáng)烈，碳酸鹽巖形成大理巖、大理巖化灰?guī)r。

4.1.2 巖漿巖標(biāo)志

礦床內(nèi)與成礦關(guān)系密切的巖漿巖主要為二長(zhǎng)花崗巖（γJ1），與早三疊世溪口組（T1x ）接觸，溪口組灰?guī)r普遍具大理巖、大理巖化，是方解石礦體的主要形成條件，因此二長(zhǎng)花崗巖（γJ1）與溪口組地層接觸部位也是找礦標(biāo)志之一。

4.1.3 圍巖蝕變標(biāo)志

由于受熱接觸變質(zhì)作用影響，礦床內(nèi)圍巖蝕變較強(qiáng)烈，主要蝕變有大理巖化、角巖化等。大理巖化為近礦圍巖蝕變，礦體均產(chǎn)于大理巖化中，為礦體主要的圍巖蝕變標(biāo)志。另礦區(qū)大理巖化均賦存于角巖化硅泥巖蝕變下部，因此溪口組地層中的角巖化也是找礦標(biāo)志之一。

4.2 找礦方向

（1）根據(jù)已有鉆孔及地表露頭顯示，方解石礦體由南東至北西沿走向方向，方解石礦體越來越厚大，在北西約2 km地表內(nèi)發(fā)現(xiàn)大量角巖化硅泥巖，且在北西側(cè)約2 km 外發(fā)現(xiàn)有二長(zhǎng)花崗巖與角巖化硅泥巖接觸，與礦區(qū)沉積建造相近，侵入接觸一致，熱接觸變質(zhì)一致。因此，礦區(qū)北西側(cè)具備發(fā)現(xiàn)厚大方解石礦體的可能。

（2）由于方解石礦體在ZK1504、ZK704 鉆孔位置礦體厚大，厚度達(dá)62.05 m，根據(jù)地質(zhì)特征分析可知，礦區(qū)北部，因有著相似的成礦地質(zhì)條件，具備了再次發(fā)現(xiàn)厚大方解石礦體的可能。

同時(shí)，根據(jù)地表調(diào)查并結(jié)合剖面分析：礦區(qū)南部及東部，二長(zhǎng)花崗巖大面積出露（九仙山巖體），因此在礦區(qū)南部及東部不具備形成較大規(guī)模方解石礦床的地質(zhì)條件；早二疊世船山組（P1c）地層碳酸鹽巖被燕山早期二長(zhǎng)花崗巖（γJ1）破壞而缺失或范圍厚度較小，不具備成礦條件。