獨(dú)山縣貶桶地區(qū)方解石礦床地質(zhì)特征及成因

摘要：通過對獨(dú)山縣貶桶地區(qū)方解石礦床區(qū)域地質(zhì)背景、礦床地質(zhì)特征等因素分析的基礎(chǔ)上，探討貶桶方解石礦礦床成因，初步認(rèn)為礦床受地層、巖性、構(gòu)造等因素控制，石炭紀(jì)碳酸鹽巖為方解石礦提供了物質(zhì)來源，獨(dú)山斷裂為礦床導(dǎo)礦構(gòu)造，次一級張性斷裂（F1）為賦礦構(gòu)造，礦體就位于斷裂產(chǎn)狀變化處，礦床類型屬熱液充填型。

關(guān)鍵詞：貶桶方解石礦；地質(zhì)特征；成因分析；貴州獨(dú)山縣

中圖分類號：P578.6+1""" 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A""" doi：10.12128/j.issn.1672-6979.2025.04.004

0 引言

方解石是重要的無機(jī)化工產(chǎn)品，用于塑料、造紙、涂料、橡膠、化學(xué)建材、日用化工、油墨、牙膏、黏合劑、密封材料等行業(yè)，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，醫(yī)藥、 化工、環(huán)保型生活方便盒（袋）等領(lǐng)域，市場對方解石的需求也在不斷增加［1-23］。近年來，為滿足黔南州及周邊對方解石礦的需求，促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，黔南州加大方解石礦的勘查力度，貶桶地區(qū)方解石礦為黔南州開展的州級地勘基金項(xiàng)目之一［24］。研究區(qū)（礦床）位于獨(dú)山縣城南西側(cè)，為貴州省重要的方解石礦床集中區(qū)，具備較好的成礦地質(zhì)條件。但前人的研究主要集中在銻、鉛鋅、汞等內(nèi)生礦床，對方解石礦研究較少。隨著黔南州州級地勘基金項(xiàng)目的開展，急需對區(qū)內(nèi)方解石礦床地質(zhì)特征進(jìn)行總結(jié)，對成因進(jìn)行分析探討，為本區(qū)及周邊下一步找礦工作提供參考。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)（礦床）大地構(gòu)造位置位于羌塘-揚(yáng)子-華南板塊（一級）—揚(yáng)子陸塊（二級）—江南復(fù)合造山帶（三級）的南西緣［25］，屬黔南坳陷鋁土礦-磷-硫鐵礦-Hg-Sb-Au-Pb-Zn-重晶石-煤-煤層氣-頁巖氣成礦帶［26］。區(qū)域出露地層有青白口系、南華系、寒武系、奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二疊系及三疊系，在本區(qū)以南的廣西芒場一帶有燕山期花崗巖出露。區(qū)域構(gòu)造以礦床南側(cè)的月里斷層為界，北側(cè)發(fā)育以獨(dú)山復(fù)式背斜為代表的系列NNE向展布的隔槽式褶皺疊加NE向、NW向斷層，構(gòu)成“棋盤式”的構(gòu)造格架［27］，南側(cè)以發(fā)育近EW向和SN向斷裂構(gòu)造為特點(diǎn)（圖1）。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 地層

研究區(qū)（礦床）出露地層為石炭紀(jì)下統(tǒng)上司組、石炭紀(jì)上統(tǒng)黃龍組。

石炭紀(jì)下統(tǒng)上司組。以淺灰、灰黑色中層灰?guī)r夾瘤狀泥質(zhì)灰?guī)r為主，上部夾少量灰、深灰色白云巖及燧石灰?guī)r，下部夾淺灰色石英砂巖及黏土頁巖，厚0～665 m，與下伏舊司段連續(xù)沉積。

石炭紀(jì)上統(tǒng)黃龍組。以灰白色厚層塊狀灰?guī)r為主，夾少量白云質(zhì)灰?guī)r及燧石灰?guī)r。厚182～419 m，為區(qū)內(nèi)主要賦礦地層，與下伏地層司組為斷層接觸。

2.2 構(gòu)造

研究區(qū)（礦床）位于獨(dú)山復(fù)式背斜南西翼，區(qū)內(nèi)發(fā)育2條斷層，為SN向斷層F1及EW向斷層F2（圖2）。

F1：位于貶桶—東寨一帶，區(qū)內(nèi)出露長1 km，呈近SN向延伸，貫穿全區(qū)。斷層傾向70°～124°，傾角68°～78°，為一正斷層。斷層破碎帶寬5～64 m，見方解石礦化及少許褐鐵礦化。方解石為白色、乳白色，以半自形—他形晶為主，局部被褐鐵礦侵染成紫紅色。斷層角礫巖發(fā)育，排列雜亂，分選性差，成分為灰?guī)r，以棱角—次棱角狀為主，膠結(jié)物為鈣質(zhì)。F1為區(qū)內(nèi)主要控礦、賦礦斷層。

F2：位于研究區(qū)（礦床）中部，區(qū)內(nèi)出露長200 m，呈近EW向延伸，貫穿全區(qū)。斷層總體傾向NE，傾角75°～80°，為一左形平移斷層。斷層破碎帶寬1～3 m，破碎帶內(nèi)角礫巖發(fā)育，呈棱角、次棱角狀，排列雜亂，為鈣、泥質(zhì)膠結(jié)，斷層斷距約10 m。F2為成礦后期構(gòu)造，錯(cuò)斷了F1斷層，破壞礦體的連續(xù)性。

2.3 礦體特征

區(qū)內(nèi)查明方解石礦體2個(gè)，均產(chǎn)于F1斷層破碎帶中，礦體在礦床中部被F2斷層錯(cuò)開，F(xiàn)2斷層南部為Ⅰ礦體、北部為Ⅱ礦體。

Ⅰ礦體：分布于礦床南部，嚴(yán)格受F1斷層控制，礦體產(chǎn)狀與斷層產(chǎn)狀一致（圖3），傾向E，傾角65°～74°，礦體走向控制長554 m，傾斜延伸170 m，真厚度2.02～30.34 m，平均14.61 m， 白度85.01％～93.55％，平均88.34％，CaO含量54.21％～55.50％，平均含量55.01％。

Ⅱ礦體：分布于礦床北部，嚴(yán)格受F1斷層控制，礦體產(chǎn)狀與斷層產(chǎn)狀一致，傾向E，傾角68°～70°，礦體走向控制長458 m，傾斜延伸130 m，礦體真厚度0.82～17.71 m，平均8.72 m，白度85.02％～96.39％，平均89.37％，CaO含量54.48％～55.55％，平均含量54.55％（圖4）。

2.4 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

2.4.1 礦石結(jié)構(gòu)

粗—巨晶結(jié)構(gòu)： 方解石粒度1～5 mm以上不等，彼此相對平行分布，為主要的礦物類型；一種含量較少且粒度相對較小，呈半自形—自形粒狀，粒度0.1～0.5 mm，多分布于柱狀方解石粒間。

不等晶結(jié)構(gòu)：方解石呈他形—半自形粒狀，粒度0.1～5 mm以上不等，彼此緊密鑲嵌分布。

2.4.2 礦石構(gòu)造

致密塊狀構(gòu)造：方解石呈他形—半自形粒狀，粒度0.5～5 mm以上不等，彼此緊密鑲嵌分布。

條紋狀構(gòu)造： 方解石按形態(tài)分為2種，一種含量占主體，呈柱狀具文石假象，粒度0.4～5 mm以上不等，略呈平行分布，聚集為層，層面起伏呈波紋狀，形成條紋狀構(gòu)造；一種含量較少，呈半自形—自形粒狀，粒度0.1～0.3 mm，多分布于柱狀方解石粒間（圖5）。

2.5 礦石礦物

礦石礦物由方解石組成。方解石按形態(tài)分為2種，一種呈柱狀具文石假象，粒度1～5 mm以上不等，彼此相對平行分布，為主要的礦物類型；一種含量較少且粒度相對較小，呈半自形—自形粒狀，粒度0.1～0.5 mm，多分布于柱狀方解石粒間，方解石＞95％（圖6）。

2.6 礦體圍巖及夾石

礦體頂板圍巖為石炭紀(jì)上統(tǒng)黃龍組，淺灰色厚層塊狀細(xì)晶灰?guī)r，底板圍巖為石炭紀(jì)下統(tǒng)上司組灰色、灰黑色中厚層細(xì)晶灰?guī)r，夾石主要為灰?guī)r。

2.7 圍巖蝕變

礦床圍巖蝕變較簡單，主要有褐鐵礦化，充填于近礦圍巖節(jié)理裂隙中，蝕變后巖石呈褐紅色（圖7）。

3 礦床成因淺析

3.1 物質(zhì)來源

廣西運(yùn)動開始匯聚碰撞造山形成華南陸塊［28］，研究區(qū)（礦床）自泥盆紀(jì)開始進(jìn)入陸內(nèi)隆起—裂陷發(fā)展階段，至中二疊世以碳酸鹽巖沉積為主，形成大面積碳酸鹽巖地層。區(qū)域上方解石礦明顯受地層、巖性控制，主要賦礦層位為石炭紀(jì)上統(tǒng)黃龍組，巖性以厚層泥—細(xì)晶灰?guī)r為主，鈣含量較高，CaO含量在55%左右（表1），提供豐富碳酸鈣溶液。鄰區(qū)方解石礦體稀土元素分析呈右傾V形曲線，屬于銪虧損型，成礦物質(zhì)來源與圍巖 （ 灰?guī)r） 關(guān)系密切［5］。

3.2 熱液通道

研究區(qū)（礦床）經(jīng)歷了廣西運(yùn)動、印支運(yùn)動、燕山運(yùn)動、喜馬拉雅運(yùn)動等多期次構(gòu)造運(yùn)動，造成不同程度NE向、SN向斷裂及NNE向隔槽式褶皺構(gòu)造，地下巖漿活動頻繁，熱液來源條件優(yōu)越。區(qū)內(nèi)方解石礦體產(chǎn)于SN向張性斷裂（F1）內(nèi)，礦體產(chǎn)狀與斷裂產(chǎn)狀一致，呈陡傾斜脈狀，受斷裂控制。礦床東側(cè)獨(dú)山正斷層為區(qū)域性深大斷裂，周邊小斷裂發(fā)育，以拉張性質(zhì)為主，深大斷裂帶作為主要的熱源通道，而次級張性斷裂（裂隙）為方解石礦等熱液型礦床提供了容礦空間［4-23］，尤其是在張性斷裂產(chǎn)狀變化處，特別是由陡變緩處，往往形成富、厚礦體。

3.3 成因分析

研究區(qū)（礦床）沉積了一套以灰?guī)r為主的碳酸鹽巖，為方解石成礦提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。礦床位于獨(dú)山復(fù)式背斜南西翼，不同次級斷裂構(gòu)造發(fā)育，為熱液提供了運(yùn)移通道和充填場所。富含揮發(fā)分成礦熱液在內(nèi)外力作用下產(chǎn)生運(yùn)移，貫入到碳酸鹽巖斷裂構(gòu)造中，在運(yùn)移過程中溶解圍巖中碳酸鈣，形成濃度較高的碳酸鹽溶液，隨著深度變淺、壓力變低、天水混合，導(dǎo)致熱液中揮發(fā)性物質(zhì)的大量溢出及溫度降低，造成碳酸鈣的結(jié)晶充填（圖8），形成方解石礦脈，礦床類型屬熱液充填型。

4 結(jié)論

（1）根據(jù)礦石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及礦體與圍巖的接觸關(guān)系等特征，認(rèn)為貶桶方解石礦床的形成與熱液活動相關(guān)，屬于熱液充填型礦床。

（2）方解石成礦與獨(dú)山正斷層及次一級張性斷裂關(guān)系密切，獨(dú)山正斷層為主要的導(dǎo)礦構(gòu)造，礦床次一級張性斷裂為賦礦構(gòu)造。

（3）貶桶方解石礦受地層、巖性、構(gòu)造等因素控制，石炭紀(jì)上統(tǒng)黃龍組灰?guī)r提供豐富的鈣質(zhì)溶液，斷裂為鈣質(zhì)溶液沉淀提供了運(yùn)移通道及富集場所，礦體主要就位于斷層產(chǎn)狀變化處、特別是由陡變緩處。

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Geological Characteristics and Origin of Biantong Calcite Deposit in Dushan County in Guizhou Province

Abstract：Based on analysis of geological background and characteristics of Dushan Biantong calcite deposit， the origin of the deposit has been studied. It is believed that the deposit is controlled by stratigraphy， lithology and structures. The Carboniferous carbonate rocks will provide material source for calcite deposit. Dushan fault is ore conducting structures of the deposit. The secondary tensile fault （F1） is ore bearing structure. The ore body is located at the location of change in fracture occurrence， and the deposit type belongs to hydrothermal filling type.

Key words：Biantong calcite deposit; geological characteristics; origin analysis; Dushan county in Guizhou province