福建省安溪縣虎丘礦區(qū)石灰?guī)r礦礦床地質(zhì)特征

蘇瑞其

（福建省197地質(zhì)大隊(duì)，福建泉州 362011）

1 區(qū)域地質(zhì)背景

礦區(qū)區(qū)域上位于永安—梅縣上古生代坳陷帶的東南側(cè)。處于仙游—漳平東西向斷裂帶、福安—南靖北北東向斷裂帶和晉江—永安北西向斷裂構(gòu)造的復(fù)合部位。

區(qū)域出露的地層自西往東主要有：前震旦系大嶺組（AnZdl），二疊系下統(tǒng)棲霞組（P1q）、文筆山組（P1w）、童子巖組（P1t）、二疊系上統(tǒng)翠屏山組（P2cp）。

構(gòu)造形態(tài)總體為走向北西—南東，傾向北東的單斜，并發(fā)育次一級(jí)的褶皺，東部甚至出現(xiàn)倒轉(zhuǎn)，褶皺軸的方向以東西向和北西向?yàn)橹鳌?/p>

自上石炭世至早侏羅世，地殼運(yùn)動(dòng)主要以頻繁的區(qū)域性升降為主，屬淺海—海陸交互相山間盆地沉積。上石炭世至早二疊世有一次較大規(guī)模的海侵，為區(qū)域石灰?guī)r的沉積奠定了良好的地理?xiàng)l件，形成了具有工業(yè)價(jià)值的石灰?guī)r礦床。自北到南已發(fā)現(xiàn)永春鉛坑、橫口；安溪?jiǎng)Χ?、珍地、青洋、潘田等石灰?guī)r礦，本區(qū)在區(qū)域上屬于安溪?jiǎng)Χ芬粠В▓D1）。

2 礦區(qū)地質(zhì)

2.1 地層

礦區(qū)出露地層由老至新：前震旦系大嶺組（An-Zdl），二疊系下統(tǒng)棲霞組（P1q）、文筆山組（P1w）、童子巖組（P1t），二疊系上統(tǒng)翠屏山組（P2cp）。

（1）前震旦系大嶺組（AnZdl）：出露于礦區(qū)的南西外圍，與礦區(qū)直距138m，下部以灰色石英二云母片巖為主，夾條帶狀二云母石英片巖；中部為暗綠色石英斜長角閃片巖，頂部夾極少量薄層硅質(zhì)巖、二云母石英片巖、石英斜長角閃片巖；上部巖性為灰白色二云母石英片巖。變余砂狀與細(xì)粒鱗片變晶結(jié)構(gòu)，條帶狀與片狀構(gòu)造。該層巖石普遍具有混合化，脈體為石英，局部并可形成條帶狀混合巖。與其上覆的棲霞組呈斷層（F1）接觸。

（2）二疊系下統(tǒng)棲霞組（P1q）：隱伏于礦區(qū)地下，為Ⅰ、Ⅱ號(hào)礦體賦存部位。走向120°～145°，傾向30°～55°，傾角5°～25°，平均厚度68m。巖性為淺灰—深灰色，微?；?guī)r、硅質(zhì)灰?guī)r、硅質(zhì)巖及石英巖，含少量燧石結(jié)核，與上覆童子巖組呈斷層（F1）接觸。本層為含礦層位，厚度約25～45m，分布于F1斷層北東側(cè)，埋藏于深部。

巖性主要為灰色—深灰色中，厚層塊狀，中—細(xì)結(jié)構(gòu)，局部為生物碎屑結(jié)構(gòu)，具緩波狀層理。致密堅(jiān)硬，質(zhì)較純，但局部燧石含量較多或石英脈穿插，同時(shí)受緩傾角斷裂所影響?；?guī)r主要礦物成份為方解石，含少量泥質(zhì)物及生物碎屑。

（3）二疊系下統(tǒng)文筆山組（P1w）：出露于礦區(qū)的西南及外圍，呈帶狀沿北西—南東展布于礦區(qū)的西南部，厚度大于60m，西南以F0隱伏斷層為界，其下盤為二疊系下統(tǒng)棲霞組（P1q）；東北以F2斷層為界，其上盤為二疊系下統(tǒng)童子巖組（P1t）。

（4）二疊系下統(tǒng)童子巖組（P1t）：大面積出露于礦區(qū)，巖性以細(xì)粉砂巖、泥巖、細(xì)砂巖為主，夾數(shù)層煤層，含大羽羊齒和櫛羊齒、鴣毛羊齒和楔葉木等化石。巖性以細(xì)粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、粗粉砂巖、細(xì)砂巖為主，含煤及炭質(zhì)泥巖。走向120°～145°，傾向30°～55°，傾角5°～25°，地層厚度大于173m，與下伏文筆山組呈F2斷層接觸。

（5）二疊系上統(tǒng)翠屏山組（P2cp）：出露于礦區(qū)北東邊緣，厚度大于25m，其底部為中粗—中細(xì)粒砂巖；下部為粗粉砂巖、細(xì)粉砂巖與細(xì)砂巖互層；上部與粗粉砂巖為主。含少量植物化石碎片。與下伏童子巖組呈斷層（F4）接觸。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)位于后井—東陽單斜的北翼，構(gòu)造較復(fù)雜，以斷裂為主，總體構(gòu)造形態(tài)為往北東傾的單斜構(gòu)造，傾角15°～40°。主要斷層有F1、F0、F2、F4等4條。

F1正斷層：根據(jù)《福建省區(qū)域地質(zhì)志》的資料，晉江—永安北西向斷裂帶通過礦區(qū)，代表性的斷裂為F1正斷層，走向300°～320°，傾向北東，傾角78°，斷層在礦區(qū)出露的斷續(xù)長度大于1000m。由于遭受東西向和北東向斷裂的切割，走向上表現(xiàn)出不連續(xù)。斷層的下盤為上震旦統(tǒng)—下古生界地層，上盤為下二疊統(tǒng)棲霞組、文筆山組、童子巖組等地層，斷層破碎帶較發(fā)育，一般寬度10～20m，角礫呈棱角狀，成分復(fù)雜，被泥質(zhì)及晚期石英脈膠結(jié)。該斷層為礦床的西南部自然邊界。

F0滑覆斷層：隱覆于礦區(qū)的西南部，發(fā)育于文筆山組與棲霞組地層，上盤為文筆山組，下盤為棲霞組石灰?guī)r。F0滑覆斷層走向320°～335°，傾向北東，傾角5°～15°，與地層產(chǎn)狀基本相似。對石灰?guī)r上部地層有一定的破壞作用。礦區(qū)1線、3線、4線、定都風(fēng)井、聯(lián)輝井主運(yùn)巷和ZK502、ZK8鉆孔均有控制。

F2斷層：出露于礦區(qū)的西南，發(fā)育于文筆山組與童子巖組地層。F2斷層走向315°～340°，傾向北東，傾角22°～50°。地表有地質(zhì)點(diǎn)、槽探控制，深部有ZK8、ZK5、ZK2三個(gè)孔控制。

F4斷層：出露于礦區(qū)的北東邊緣，發(fā)育于童子巖組與翠屏山組地層。斷層走向315°～340°，傾向北東，傾角25°～40°。地表有3 個(gè)地質(zhì)點(diǎn)控制，深部有ZK8、ZK5、ZK2三個(gè)孔控制。

2.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)地表未見侵入巖分布，但有后期的花崗斑巖（γπ）侵入于水泥用灰?guī)r（Ⅱ號(hào)礦體）。花崗斑巖呈巖脈產(chǎn)出，淺肉紅色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物為鉀長石、石英。

3 礦體地質(zhì)特征

3.1 礦體特征（表1）

Ⅰ號(hào)礦體：礦體受下部F1斷層的切割破壞，標(biāo)高204～244m。呈層狀、平緩單斜形態(tài)，走向120°～145°，傾向30°～55°，傾角5°～25°，平均厚度28m，沿走向長度600m，傾向延深21～123m。

Ⅱ號(hào)礦體：礦體受上部F0斷層的切割破壞，標(biāo)高177～195m。呈層狀、平緩單斜形態(tài)，走向120°～145°，傾向30°～55°，傾角5°～25°，平均厚度40m，沿走向長度600m，傾向延深123～262m。

3.2 礦石特性

（1）礦物成分：以方解石為主，占82%～93%；其次為石英、炭質(zhì)。

（2）結(jié)構(gòu)構(gòu)造：中—細(xì)晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。

（3）主要化學(xué)成分。

Ⅰ號(hào)礦體：主要成分CaO48.07%～55.11%，平均52.72%；MgO0.20%～3.02%，平均%0.98；SiO20.26%～17.01%，平均3.24%（其中fSiO2以石英質(zhì)為主，fSiO2≤4.03%）。

Ⅱ號(hào)礦體：主要成分CaO48.55%～54.68%，平均51.63%；MgO0.23%～3.06%，平均1.14%；SiO20.32%～15.30%，平均2.61%（其中fSiO2以石英質(zhì)為主，fSiO2≤2.62%）。

其 他 有 害 組 分 如Al2O3、Fe2O3、K2O、Na2O、SO30.05%、Cl-等含量，根據(jù)組合分析成果，均符合礦石質(zhì)量要求（表1）。

表1 組合分析結(jié)果表（單位：%）

（4）礦石類型、品級(jí)。

礦石自然類型：Ⅰ號(hào)礦體以細(xì)晶灰?guī)r為主，其次為大理巖化灰?guī)r；Ⅱ號(hào)礦體以中細(xì)晶灰?guī)r為主，其次為白云質(zhì)灰?guī)r、大理巖化灰?guī)r。

礦石品級(jí)：為水泥用灰?guī)r礦Ⅰ級(jí)品為。

3.3 圍巖與夾石

圍巖：Ⅰ號(hào)礦體頂板主要為白云質(zhì)石灰?guī)r、含燧石灰?guī)r；底板為細(xì)晶灰?guī)r夾薄層泥灰?guī)r、透輝石，常見條帶狀石英質(zhì)燧石。Ⅱ號(hào)礦體頂板為白云質(zhì)石灰?guī)r、含炭粒灰?guī)r、大理巖；底板為角巖化灰?guī)r、硅質(zhì)巖。

夾石：Ⅰ號(hào)礦體夾石1～2層、厚度1.53～5.87m、透鏡狀，巖性為硅質(zhì)灰?guī)r、硅質(zhì)巖、含白云質(zhì)灰?guī)r。Ⅱ號(hào)礦體夾石1 層、厚度2.06～4.31m，條帶狀分布，偶見巖脈侵入，巖性為花崗斑巖。

3.4 礦床成因及找礦標(biāo)志

礦床成因：本區(qū)古生代初海西運(yùn)動(dòng)造成地殼凹陷，至晚石炭世海水浸淹，形成遼闊的相對穩(wěn)定的淺海環(huán)境。適宜鈣殼生物群大量生息堆積的碳酸鹽類大量沉淀，地殼漸趨上升—下降的多次反復(fù)變動(dòng)，形成穩(wěn)定的淺海，沉積了底部厚層質(zhì)佳的P1q1灰?guī)r（Ⅱ號(hào)礦體）。由于地殼再度回返上升，海水變淺，河流攜帶的硅質(zhì)物質(zhì)增多，形成了上部P1q2部分含燧石質(zhì)石灰?guī)r（Ⅰ號(hào)礦體）。本礦床為淺海相沉積的碳酸鹽巖碎屑和生物碎屑的石灰?guī)r礦床。

找礦標(biāo)志：棲霞組（P1q）、船山組（C3c）層位出露地段；童子巖組（P1t）層位出露地段；前人石灰?guī)r采場、老硐分布地段；前人煤礦老硐分布地段。

4 結(jié)語

該區(qū)為隱伏型水泥用灰?guī)r礦床，賦存2 個(gè)礦體，主礦體為Ⅰ、Ⅱ礦體。礦體厚度較穩(wěn)定，連續(xù)性較好。平均品位CaO 大于51.63%，MgO 小于3.06%。其他有害組分的化學(xué)指標(biāo)皆達(dá)到水泥用灰?guī)rⅠ級(jí)品的要求。

礦體夾石一般1～2層，主要成分為硅質(zhì)灰?guī)r、硅質(zhì)巖、含白云質(zhì)灰?guī)r。

圍巖總體較為堅(jiān)硬，有利于地下的礦石開采。其頂板主要為大理巖化灰?guī)r、硅質(zhì)灰?guī)r、硅質(zhì)巖等；底板主要為石英巖、角巖化灰?guī)r、硅質(zhì)巖等。

礦石自然類型以中、細(xì)晶灰?guī)r為主；礦石品級(jí)以水泥用灰?guī)r礦Ⅰ級(jí)品為主。

因此，該區(qū)主要礦體連續(xù)性好、厚度變化不大、礦石質(zhì)量較穩(wěn)定，開采條件較好，資源儲(chǔ)量有一定遠(yuǎn)景，能滿足水泥原料的生產(chǎn)需求。對合理開發(fā)利用當(dāng)?shù)氐V產(chǎn)資源提供了良好礦床地質(zhì)條件。