廣西來(lái)賓市某冶金熔劑用石灰?guī)r礦地質(zhì)特征及礦床成因簡(jiǎn)析

何芝慧，孫明行，譚 斌，葉家輝

（廣西壯族自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院，廣西 南寧 530023）

石灰?guī)r是碳酸鈣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要原料，廣泛運(yùn)用于水泥、冶金、化工等領(lǐng)域。來(lái)賓市石灰?guī)r資源儲(chǔ)量大，質(zhì)量?jī)?yōu)良，近年來(lái)，市政府及相關(guān)部門(mén)大力發(fā)展石灰?guī)r加工產(chǎn)業(yè)。隨著外地玻璃生產(chǎn)廠家、鋼企，以及建材、陶瓷、橡膠等工業(yè)對(duì)碳酸鈣的需求增加，目前碳酸鈣礦產(chǎn)品產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)需求。因此增大碳酸鈣產(chǎn)能，合理開(kāi)發(fā)利用石灰?guī)r礦，尋找優(yōu)質(zhì)礦產(chǎn)，成為了來(lái)賓市迫切需要解決的問(wèn)題[1]。

1 地質(zhì)背景

該熔劑用石灰?guī)r礦位于來(lái)賓市興賓區(qū)蒙村鎮(zhèn)，行政區(qū)劃屬來(lái)賓市興賓區(qū)蒙村鎮(zhèn)管轄，距離來(lái)賓市約30 公里，交通較為便利。大地構(gòu)造位置位于華南板塊（一級(jí)）-華南活動(dòng)帶（二級(jí)）-桂中-桂東褶皺系（三級(jí)）-桂中凹陷（四級(jí)）。桂中凹陷是晚古生代凹陷最深的地區(qū)，基底未露，東部邊緣為下泥盆統(tǒng)濱岸相碎屑巖外，廣泛分布碳酸鹽巖，以平緩開(kāi)闊褶皺為主，構(gòu)造線方向?yàn)楸睎|和北西向，或南北向和東西向。

下、中泥盆統(tǒng)砂頁(yè)巖和碳酸鹽巖厚達(dá)三千余米，晚泥盆世沉積最厚達(dá)1800m 的上泥盆統(tǒng)碳酸鹽巖。忻城縣—來(lái)賓市良塘一帶，中石炭世—早二疊世碳酸鹽巖厚2500m ～3000m，石灰?guī)r礦潛力巨大。

區(qū)域礦產(chǎn)資源較豐富，多金屬礦床有鎢、錫、鉛、鋅、銅、金等；黑色金屬礦床有錳礦；能源礦床有煤礦；非金屬礦有灰?guī)r、白云巖等。

2 礦區(qū)地質(zhì)

2.1 地層

礦區(qū)地層格上石炭統(tǒng)大埔組（C2d）、上石炭統(tǒng)黃龍組（C2h）、上石炭統(tǒng)—下二疊統(tǒng)馬平組（C2P1m）和第四系臨桂組（Ql）。

大埔組（C2d）：＞5.2m，未見(jiàn)底。主要分布于礦區(qū)東部、東北部，大致呈北北東走向，傾向西西北。主體巖性為淺灰白色厚層狀白云巖夾淺灰色中層狀白云質(zhì)灰?guī)r，比例約3：1。

黃龍組（C2h）：主要分布于礦區(qū)中部，平面上露頭呈南北向橫穿整個(gè)礦區(qū)，走向北北東，傾向西西北。主體巖性為石灰?guī)r，自底部向上白云質(zhì)含量逐漸增加趨勢(shì)。下部主體巖性為淺灰—灰色厚層—塊狀微晶砂屑灰?guī)r、生物屑砂屑灰?guī)r和藻紋層灰?guī)r，向上單層厚度減薄為中層狀，夾少量厚層砂屑微晶灰?guī)r、中—厚層含生物屑砂屑微晶灰?guī)r和細(xì)晶白云巖；中部主體為灰色中—厚層狀含生物屑砂屑灰?guī)r夾薄層狀藻紋層白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r和棘屑灰?guī)r；上部主體為厚層狀細(xì)晶白云巖，夾少量的中—厚層狀白云質(zhì)砂屑灰?guī)r。為半局限半臺(tái)地相沉積。

本次以厚層—塊狀細(xì)晶白云巖的出現(xiàn)為標(biāo)志，自下至上，將黃龍組劃分為五段，分別列述如下：

黃龍組一段（C2h1）：厚約87.6m，主體為淺灰—灰色厚層—塊狀微晶砂屑灰?guī)r—生物屑砂屑灰?guī)r—藻紋層灰?guī)r沉積旋回，頂部以藻紋層灰?guī)r或者巨厚層灰?guī)r結(jié)束、白云巖的出現(xiàn)為標(biāo)志。

黃龍組二段（C2h2）：厚約93.90m，主體為灰—深灰中層夾厚層砂屑微晶灰?guī)r、灰色中厚層含生物屑砂屑微晶灰?guī)r，頂部出露一段約3m 厚細(xì)晶白云巖[2]。

黃龍組三段（C2h3）：厚約231m，主體為灰色厚層狀生物屑砂屑灰?guī)r和粉—細(xì)晶灰?guī)r夾薄層藻紋層白云質(zhì)灰?guī)r巖。

黃龍組四段（C2h4）：厚約263.1m，主體巖性為灰色厚層—塊狀生物屑灰?guī)r夾棘屑灰?guī)r與中厚層狀白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r互層，礦區(qū)內(nèi)大致可分為兩個(gè)互層。

黃龍組五段（C2h5）：厚約73.5m，主體巖性為灰色厚層狀細(xì)晶白云巖夾灰色中—厚層狀白云質(zhì)砂屑灰?guī)r。

馬平組（C2P1m）：主要分布于礦區(qū)的西部，為冶金熔劑用灰?guī)r的主要賦存層位；平面上露頭呈南北向橫穿整個(gè)礦區(qū)，走向北北東，傾向西西北。主體巖性為石灰?guī)r，局部出露少量白云巖。其中，下部主體巖性為淺灰色厚層—塊狀生物屑微晶灰?guī)r夾生物屑砂屑灰?guī)r、蜓灰?guī)r，向上單層厚度略有減薄，呈薄—中層狀；中部主體巖性為厚層—塊狀生物屑灰?guī)r夾灰色厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r，局部發(fā)育少量薄層狀白云巖；上部主體為灰色厚層—塊狀生物屑砂屑灰?guī)r；頂部出露白云巖和白云質(zhì)灰?guī)r。此次勘查工作，以單層厚度變化和顏色所代表的沉積環(huán)境為標(biāo)志，將馬平組自下至上劃分為三段，分述如下：

馬平組一段（C2P1m1）：厚約171.1m，主體巖性為淺灰色厚—塊狀生物屑微晶灰?guī)r夾生物屑砂屑灰?guī)r、蜓灰?guī)r，頂部為灰色薄—中層砂屑灰?guī)r。

馬平組二段（C2P1m2）：厚約173.1m，主體巖性為灰色—深灰色厚層—塊狀生物碎屑微晶灰?guī)r，夾灰色中厚層狀砂屑灰?guī)r、灰色中厚層狀泥晶灰?guī)r、灰色中—厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r，頂部發(fā)育中—厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r。

馬平組三段（C2P1m3）：厚約218.2m，下部主體為灰色厚層—巨厚層砂屑生物屑灰?guī)r；中部局部夾白云質(zhì)灰?guī)r；頂部出露3m ～5m 厚的白云巖—白云質(zhì)灰?guī)r。

棲霞組（P2q）：厚度＞14.4m，未見(jiàn)頂。主要分布于礦區(qū)外，調(diào)查區(qū)的西北部，走向北北東，傾向西西北，以蓋帽的形式殘余分布于和尚嶺頂部。主體巖性為深灰色中層狀生物屑微晶灰?guī)r夾灰色中層狀生物屑灰?guī)r，發(fā)育少量硅質(zhì)巖夾層。

臨桂組（Ql）：分布較為廣泛，主要分布于礦區(qū)范圍內(nèi)山溝及洼地中或主山體的環(huán)形外圍。主要為強(qiáng)風(fēng)化殘坡積物，成分為棕褐色粘土、亞粘土、礫石等。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造較為簡(jiǎn)單，地層以單斜產(chǎn)出，總體產(chǎn)狀穩(wěn)定且平緩，傾向北西西，產(chǎn)狀變化范圍為260°～307°∠10°～30°。

礦區(qū)內(nèi)發(fā)育兩期主要構(gòu)造，分別為第一期北東向張扭性斷裂和第二期近東西向張性斷裂構(gòu)造，根據(jù)揭露工程樣品化驗(yàn)分析，斷裂對(duì)礦石質(zhì)量影響較小。

3 礦體特征及成因

3.1 礦體形態(tài)

本礦床屬局限半局限臺(tái)地-開(kāi)闊臺(tái)地相沉積碳酸鹽巖露天礦床。礦區(qū)屬峰叢洼地地貌，由多座呈塔狀或錐狀的山峰組成，最高峰位于礦區(qū)中部，峰頂高程288.80m；最低為西面洼地，高程89.4m。

礦區(qū)賦礦層位主要為馬平組、黃龍組，分布于礦區(qū)中西部，巖性主要為淺灰色厚層—塊狀微晶灰?guī)r、生物屑微晶灰?guī)r夾生物屑砂屑灰?guī)r，局部夾1 層～2 層中層狀白云質(zhì)灰?guī)r，整體呈單斜層狀產(chǎn)出，礦體出露最大標(biāo)高288.80m，產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀基本一致，傾向?yàn)?70°～315°，傾角10°～25°，平均為291°∠18°。根據(jù)礦體分布特點(diǎn)和勘查工作特點(diǎn)，熔劑用石灰?guī)r分為：X1、X2 號(hào)兩個(gè)礦體?，F(xiàn)將兩個(gè)礦體主要特征敘述如下：

X1 號(hào)礦體：賦存于馬平組中，分布于礦區(qū)西部，巖性主要為淺灰色厚層—塊狀生物屑微晶灰?guī)r夾生物屑砂屑灰?guī)r，偶夾1 層～2 層白云質(zhì)灰?guī)r，整體呈單斜層狀產(chǎn)出，礦層?xùn)|西長(zhǎng)超過(guò)1100m，南北寬約0m ～130m。礦體出露最大標(biāo)高288.80m，產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀基本一致，傾向?yàn)?70°～315°，傾角10°～25°，平均為291°∠18°。

X2 號(hào)礦體：賦存于黃龍組三段中，分布于礦區(qū)中部，巖性主要為灰色厚層-塊狀生物屑灰?guī)r夾微晶灰?guī)r，往上夾有數(shù)層薄層紋層狀白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r，礦體分布連續(xù)，沿大致南北走向長(zhǎng)度約2050m，延出勘查區(qū)外，礦體寬度215m ～810m，礦體出露最大標(biāo)高265.3m。產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀基本一致，傾向?yàn)?71°～301°，傾角12°～29°，平均為285°∠19°。

3.2 礦石類型

按照礦石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、礦物成分及化學(xué)成分等特征，按礦石自然類型劃主要分為兩類，即微晶灰?guī)r和生物屑灰?guī)r。

微晶灰?guī)r：為主要的礦石類型，礦石呈淺灰色、灰色，局部顏色較深為深灰色，多在黃龍組發(fā)育，微晶結(jié)構(gòu)，中厚層狀構(gòu)造，礦物成分以方解石為主，含量在95%～99%間，白云石含量在1%～5%間。

生物碎屑灰?guī)r：為主要的礦石類型，礦石以灰色為主，多在馬平組發(fā)育，巖石中約有22%～67%粒屑，粒屑類型主要為生物碎屑，生物屑主要為棘屑，腕足、三葉蟲(chóng)，偶見(jiàn)有孔蟲(chóng)。粒屑間由微晶方解石充填。

3.3 礦石質(zhì)量

X1 號(hào)礦體：工程控制厚度達(dá)38m ～192m，平均厚度為121m，以生物屑灰?guī)r為主，偶夾1 層～2 層白云質(zhì)灰?guī)r，厚度在3m ～5m 間，作為夾石剔除。礦體品 位 為：CaO48.05% ～55.62%， 平 均 含 量 為54.70%；MgO0.22%～6.58%，平均含量為0.52%；SiO20.01%～1.07%，平均含量為0.04%，礦石質(zhì)量最好，有害雜質(zhì)少，滿足冶金熔劑用石灰?guī)r礦的工業(yè)指標(biāo)要求，可作為優(yōu)質(zhì)有用礦床。

X2 號(hào) 礦 體： 工 程 控 制 厚 度 達(dá)6.95m ～176.58m，平均厚度為102m，以微晶灰?guī)r為主，偶夾數(shù)層白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r，厚度在2m ～6m 間，做為夾石剔除。 礦 體 品 位 為：CaO54.35% ～55.12%， 平 均 含 量為54.00%；MgO0.18% ～20.33%， 平 均 含 量 為1.30%；SiO20.002%～19.64%，平均含量為0.44%，礦石質(zhì)量較好，有害雜質(zhì)少，滿足冶金熔劑用石灰?guī)r礦的工業(yè)指標(biāo)要求。

3.4 礦床成因

區(qū)域上來(lái)賓市境內(nèi)幾乎全為沉積巖，自老至新為寒武系-白堊系地層，出露面積以寒武系、泥盆系、石炭系沉積巖為主。來(lái)賓市構(gòu)造上位于桂中盆地，湘桂贛褶皺帶與華夏褶皺帶的交接處，為碳酸鹽巖沉積提供了廣泛的沉積空間。

沉積環(huán)境和地殼運(yùn)動(dòng)直接影響了沉積物質(zhì)的特征。海水深度變化、沉降中心的變遷也導(dǎo)致了其在市境內(nèi)分布的較大差異，不同區(qū)域及不同年代石灰?guī)r品質(zhì)亦有差別。

晚石炭世—早二疊世為地殼較穩(wěn)定、沉積較連續(xù)的淺海環(huán)境，為碳酸鹽沉積。本區(qū)馬平組層位穩(wěn)定，沿走向，傾向延伸也穩(wěn)定，礦石礦物以石灰?guī)r為主，化學(xué)組分含量變化較小，根據(jù)區(qū)域?qū)Ρ?，本區(qū)X-1 號(hào)石灰?guī)r礦體屬晚石炭世-早二疊世淺海開(kāi)闊臺(tái)地相沉積而成。

中石炭世由于海盆基底地形高低不一，再加上地殼有輕微沉降，導(dǎo)致沉積中心有變化，海水深淺交替。本區(qū)黃龍組多發(fā)育灰?guī)r→白云質(zhì)灰?guī)r（白云巖）的沉積韻律，導(dǎo)致X-2 號(hào)石灰?guī)r礦體中發(fā)育多層夾石，礦石質(zhì)量相對(duì)X-1 號(hào)礦體較差，為半局限臺(tái)地-半開(kāi)闊臺(tái)地沉積而成。

綜上所述，本礦區(qū)礦床成因?yàn)楹Ｏ喑练e型石灰?guī)r礦床。

4 結(jié)語(yǔ)

該礦區(qū)冶金熔劑石灰?guī)r礦床經(jīng)地質(zhì)詳查表明：①礦體賦存于石炭系黃龍組、上石炭統(tǒng)-下二疊統(tǒng)馬平組灰?guī)r中，礦體界線與地質(zhì)界線重合；②礦體為單斜層狀產(chǎn)出，形態(tài)簡(jiǎn)單；③礦體與夾石之間為漸變的過(guò)渡關(guān)系，以石灰?guī)r勘查規(guī)范中的邊界品位來(lái)劃分；④礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造對(duì)礦石質(zhì)量影響較?。虎莸V區(qū)內(nèi)無(wú)區(qū)域變質(zhì)、巖漿巖侵入活動(dòng)。