湖南株洲市車沖坳礦區(qū)地質特征及礦床成因

曾慧敏，胡建新，曾 嶸

（湖南省煤田地質局物探測量隊，湖南 株洲 412000）

砂石資源是我國重要非金屬資源，具有廣泛的建筑用途，主要用于城市建設、新農(nóng)村建設、道路交通建設等，是社會經(jīng)濟發(fā)展的重要原材料（翟裕生等，2011）。

我國砂石資源總量大、分布廣、需求多，易開采，其開采方式一般為露天開采，開采技術要求低，投資成本低（張華等，2018砂石資源）。目前，湖南省砂石礦資源需求量缺口很大，市場前景好，具有較好的勘探開發(fā)價值。天然砂石的需求量大導致天然砂石價格的上漲，帶動長株潭地區(qū)以及周邊機制砂石價格的上漲，可創(chuàng)造良好經(jīng)濟收入。因此對砂石資源的勘探的需求較為迫切。

車沖坳位于株洲市天元區(qū)雷打石鎮(zhèn)，地質人員多年在此開展勘探工作，勘探結果顯示車沖坳地區(qū)水文地質條件簡單，工程地質條件中等，開采砂石比較容易，具有較良好開采砂石資源的條件。

1 礦區(qū)地質特征

1.1 地層

車沖坳地區(qū)地面大面積出露第四系白水江組～第四系新開鋪組（Qp2x）地層，西北側受逆斷層影響，使老地層冷家溪群小木坪組（Pt3x）大面積出露。區(qū)域總體出露的地層由新至老為：第四系白水江組～第四系新開鋪組（Q），石炭系下統(tǒng)樟樹灣組（C1zs）、尚保沖組（C1sb），泥盆系上統(tǒng)岳麓山組（D3yl）、七里江組（D3ql）、龍口沖組（D3lk），泥盆系中統(tǒng)棋子橋組（D2q）及青白口系冷家溪群小木坪組（Pt3x）。

1.2 構造

車沖坳地區(qū)位于株洲盆地，盆地內部褶皺均為短軸的背、向斜，規(guī)模小，形態(tài)簡單；斷層多為逆斷層，斷層傾角均在50°以上。區(qū)域內褶皺主要有曬谷塘背斜，余家灣背斜，傘鋪垅向斜等，褶皺呈北北東向。區(qū)域內斷層從西往東主要發(fā)育F59逆斷層、F60逆斷層、F61正斷層，斷層呈北東向，由西往東傾的單斜構造。研究區(qū)主要發(fā)育有F60逆斷層、F61正斷層兩條斷層。F60逆斷層位于車沖坳地區(qū)西部，為一條逆斷層，走向北北東，傾向西北，傾角50°～60°，長約6km，推覆體為冷家溪群小木坪組（Pt3x）；F61正斷層位于車沖坳地區(qū)中部，走向北北東，傾向南，傾角45°～60°，延伸約15km，從車沖坳地區(qū)中部通過，斷層沿線見硅化破碎帶寬5m～40m，斷距大于50m。綜上所述，本區(qū)礦區(qū)構造復雜程度為簡單。

圖1 湖南省株洲市車沖坳礦區(qū)區(qū)域地質圖

1.3 巖體特征

1.3.1 較弱～堅硬厚層狀砂巖、礫巖夾泥巖頁巖巖性綜合體

分布于研究區(qū)中部，為主采礦層，由泥盆紀上統(tǒng)岳麓山組（D3yl）組成，巖性主要為石英砂巖、石英礫巖、含礫砂巖夾砂質、炭質頁巖；石英砂巖、石英礫巖呈中～厚層狀，巖質較堅硬，抗風化能力、抗變形能力較強，不易軟化，工程性質較好；砂質、炭質頁巖呈薄層狀，強度低，抗風化能力、抗變形能力弱，遇水易軟化，極易產(chǎn)生泥化現(xiàn)象，一般呈軟弱夾層產(chǎn)出。

巖體節(jié)理裂縫發(fā)育，一般線裂縫密度2條/m～5條/m，裂隙一般延伸較長，可見長一般0.5m～2.5m。飽和抗壓強度一般為26.5MPa～126MPa，軟化系數(shù)大于0.4。

1.3.2 堅硬中～巨厚層狀白云巖、灰?guī)r巖性綜合體

主要分布于研究區(qū)西側，為礦層的直接底板灰?guī)r，上部被第四系所覆蓋，巖性為泥盆系上統(tǒng)七里江組（D3ql），其上部巖性為灰色中～厚層狀泥粉晶灰?guī)r、白云質灰?guī)r，生物屑灰?guī)r；下部為厚～巨厚層狀白云巖。

1.3.3 較弱～堅硬層狀碳酸鹽巖、碎屑巖互層綜合體

分布于研究區(qū)東側，位于礦層頂板，出露地層為石炭系下統(tǒng)尚保沖組（C1sb）。上部巖性以灰黃色鐵泥質粉砂巖、中細粒石英砂巖，粉砂質泥巖及粉晶灰?guī)r等為主；中部為淺黃色薄～中層狀泥質石英粉砂巖、石英細砂巖為主夾鈣質砂巖、鈣質泥巖、泥灰?guī)r、炭質泥灰?guī)r；下部由粉砂巖、鈣質泥巖、泥灰?guī)r、生物屑粉晶云質化灰?guī)r，粉砂質頁巖、粉砂巖。該套巖石強度差異大，節(jié)理裂縫一般較發(fā)育，線裂縫密度2條/m～7條/m。

圖2 研究區(qū)地形地質圖

2 礦體地質特征

前及論述，車沖坳地區(qū)地面大面積出露第四系白水江組～第四系新開鋪組（Qp2x）。其中，泥盆系上統(tǒng)岳麓山組（D3yl）由灰白厚層粉砂質泥巖、泥質砂巖、粉砂巖、石英砂巖、砂質頁巖等組成，為主采礦層，可采厚度平均85.5m，礦層穩(wěn)定，可細分為7層，現(xiàn)分述如下：

（1）灰白色，灰黃色中厚層狀石英砂巖，薄-中厚狀石英砂巖與灰色薄-中厚層粉砂質泥巖成不等厚互層，泥巖具水平層理，砂巖具波狀層理。厚一般22.3m。

（2）深灰色薄層狀泥巖、粉砂質泥巖夾中層狀砂質粉砂巖、石英砂巖、泥質粉砂巖。砂巖層面見黃鐵礦結核，泥巖中具水平層理、微波狀層理。厚一般10m。

（3）灰、灰黑色薄-中層狀含碳質泥巖、泥巖夾少量薄層泥質粉砂巖。具水平層理，含星點狀黃鐵礦與少量碳質。厚一般5.6m。

（4）灰白色、灰色薄-中層狀石英砂巖夾薄層狀泥質粉砂巖、粉砂質泥巖，砂巖層面具干擾波痕，對稱波痕，局部見樹枝狀流痕構造，層內發(fā)育小型波狀砂紋層理，小型雙向人字形層理及生物擾動構造。厚一般10.2m。

（5）灰白色厚層狀石英砂巖，發(fā)育大型板狀交錯層理，波狀楔形交錯層理，沖刷構造及不對稱波痕。厚一般2.4m。

（6）灰白色中層狀石英砂巖，泥質石英砂巖夾薄層粉砂質泥巖。巖石具波狀，透鏡狀及小型砂紋層理。厚一般10.7m。

（7）灰白色中厚層狀石英砂巖，泥質石英砂巖與粉砂巖、泥巖成不等厚互層，產(chǎn)植物化石，雙殼化石，遺跡化石。厚一般24.3m。

3 礦石特征

3.1 礦石化學性質

礦石質量穩(wěn)定，根據(jù)湖南省勘測設計院的巖礦檢測報告，巖石主要由粒徑0.1mm～0.3mm互相緊密鑲嵌的細粒他形變晶石英、微少量電氣石、氧化鐵質等組成，主要化學成分SiO2含量95.7%，AI2O3含量1.08%，F(xiàn)e2O3含量0.302%。構成細晶結構，塊狀構造。

圖3 巖礦鑒定照片

其中：石英含量約99%，呈他形變晶細粒狀，互相緊密鑲嵌，接觸界線多為彎曲狀，也有少量為平直狀，波狀消關明顯。

電氣石微量，柱狀、柱粒狀，具電氣石式吸收，零星散步在石英粒間。

氧化鐵質含約1%，塵狀、微粒狀，零星散步。

3.2 礦石物理力學性質

中國建筑材料工業(yè)地質勘查中心湖南總隊湖南建材與非金屬測試利用研究所提供的巖石力學試驗結果表如下：

礦石的抗壓強度為：105.9Mpa～124Mpa。

針、片狀顆粒含量：11.3%。

壓碎指標值：13.2%。

吸水率：0.32%。

以上指標符合道路碎石用砂巖質量指標要求，說明本礦石可作為道路碎石用砂巖。綜合所述，本地區(qū)砂石礦質量好。

3.3 礦石加工性能

礦石加工簡單，按需要加工成不同粒度的碎石，砂。

4 礦床成因及找礦標志

4.1 礦床成因

車沖坳砂石礦形成與一個低能的泥坪—砂泥混合坪沉積環(huán)境（黃建中等，1995）。砂石經(jīng)過長時間的剝蝕，搬運，沉積至車沖坳地區(qū)，砂石含泥量較低、磨圓度較好，組份均勻。

4.2 找礦標志

礦體全部產(chǎn)于泥盆系上統(tǒng)岳麓山組（D3yl）中，因此此類砂石礦的產(chǎn)出受層位控制。泥盆系上統(tǒng)岳麓山組中的粉砂質泥巖、泥質砂巖、粉砂巖、石英砂巖、砂質頁巖為找礦直接標志。此外，礦體產(chǎn)狀平緩，具盆地沉積特征，也同樣是此類型礦床的找礦標志。

5 結論

湖南省株洲市車沖坳砂石礦發(fā)育于泥盆系上統(tǒng)岳麓山組中。地層可作為直接找礦標志，目前，在該區(qū)域推斷還存在一定規(guī)模的砂石礦，具有一定的找礦潛力。