廣西平廣林場那厘礦區(qū)熔劑用石灰?guī)r礦礦床地質(zhì)特征及成因探討

陸世才 農(nóng)良春 葉 勝 江 沙 龍 鵬 聶繼績 陳俊宏

（1.中國冶金地質(zhì)總局廣西地質(zhì)勘查院；2.中國冶金地質(zhì)總局礦產(chǎn)資源研究院；3.上思縣自然資源局；4.廣西水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

石灰?guī)r作為重要的非金屬礦產(chǎn)，在建筑、冶金、材料、化工等領(lǐng)域發(fā)揮著獨特作用［1-4］。平廣林場那厘礦區(qū)位于廣西防城港市上思縣思陽鎮(zhèn)北西286°，區(qū)域上位于上思盆地以北。上思盆地北段是區(qū)內(nèi)重要的非金屬礦產(chǎn)出地，分布有十?dāng)?shù)個熔劑用、水泥用、建筑用石灰?guī)r礦床（點）［5］。前人對該區(qū)石灰?guī)r礦研究程度偏低，制約了對成礦特征及成礦規(guī)律的認(rèn)識，因此有必要加強對區(qū)內(nèi)石灰石礦的調(diào)查和成因研究。根據(jù)區(qū)域勘查成果，對平廣林場那厘礦區(qū)熔劑用石灰?guī)r礦礦床地質(zhì)特征及礦床成因進(jìn)行分析，以期指導(dǎo)該區(qū)熔劑用石灰?guī)r礦產(chǎn)勘查工作。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

礦區(qū)位于揚子克拉通與華夏造山帶交界處，右江盆地東南緣（圖1）。受兩大板塊長期擠壓碰撞影響，晚三疊世印支期后于十萬大山至橫縣西津一帶形成由前陸盆地轉(zhuǎn)化而來的中、新生代大型前陸斷陷盆地［6-8］。白堊世末燕山運動造成盆地褶皺隆升，形成十萬大山復(fù)式向斜，受東西向斷裂控制，在寧 明—上思一帶形成小型斷陷盆地。

區(qū)域主要出露晚古生界石炭系至新生界古近系地層，由老至新分別為上石炭統(tǒng)黃龍組、馬平組，二疊系瓜德魯普統(tǒng)棲霞組、茅口組及樂平統(tǒng)合山組、大隆組，石炭系黃龍組、馬平組與二疊系棲霞組、茅口組為區(qū)內(nèi)主要的石灰?guī)r礦產(chǎn)出層位。

區(qū)域以近東西向的上思—在妙斷裂帶為主（F1、F2、F3、F4、F5），斷裂傾向南，傾角60°～80°，具壓性及壓扭性特征，是主要的控礦構(gòu)造。北西向枯練斷裂（F7）及北東向六色斷裂（F6）、百細(xì)斷裂（F8）均具壓扭性特征，切割早期地層及斷裂，為次級控礦構(gòu)造。

2 礦區(qū)地質(zhì)

2.1 地 層

礦區(qū)出露地層較單一，主要為二疊系瓜德魯普統(tǒng)茅口組、樂平統(tǒng)合山組及第四系。

茅口組在礦區(qū)大面積出露，呈東西向展布，為一套富含腕足類、珊瑚及?等生物化石的碳酸鹽巖。巖性主要為淺灰色、灰色、灰白色夾淺褐色、深灰色厚層至塊狀微晶生物碎屑灰?guī)r、亮晶生物碎屑砂屑灰?guī)r、細(xì)晶灰?guī)r等。由底至頂巖性有變化，從淺褐色、深灰色微晶灰?guī)r夾含生物碎屑灰?guī)r過渡為灰色、淺灰色亮晶生物碎屑灰?guī)r。該組為區(qū)內(nèi)石灰?guī)r礦產(chǎn)出層位，與上覆合山組平行不整合接觸。

合山組主要分布在礦區(qū)南北兩側(cè)，根據(jù)巖性差異可分為上下兩部分，上部為深灰色中薄層含硅質(zhì)團(tuán)塊生物屑微晶灰?guī)r、硅質(zhì)灰?guī)r夾泥巖、硅質(zhì)泥巖；下部巖性為泥巖、硅質(zhì)泥巖、粉砂質(zhì)泥巖夾硅質(zhì)巖。巖性變化表明二疊系晚期該區(qū)處于淺?！ｊ懡换キh(huán)境。

2.2 構(gòu) 造

礦內(nèi)發(fā)育近東西向?qū)捑彵承?，屬于十萬大山復(fù)式向斜次級褶皺。核部及兩翼地層由合山組與茅口組組成。背斜南翼較完整，傾角稍陡，傾向為135°～226°，傾角為9°～44°；北翼被斷裂（F2）錯斷，傾角較緩，傾向為311°～355°，傾角為8°～15°。

礦區(qū)內(nèi)斷裂主要為上思—在妙斷裂帶一部分（F2）。斷裂近東西走向，傾向南東，傾角為45°～85°，切割背斜核部地層。斷裂形成2～28 m 寬破碎帶，帶內(nèi)構(gòu)造角礫巖發(fā)育，角礫主要為砂巖、硅質(zhì)巖、灰?guī)r、泥巖等，呈棱角狀、次棱角狀，尺寸為2～13 cm，被淺紅色、淺黃色鈣質(zhì)、泥質(zhì)填充膠結(jié)。

3 礦體地質(zhì)

本次勘查工作進(jìn)行了較詳細(xì)的地質(zhì)測量，分析礦區(qū)主要成礦地質(zhì)背景及礦床地質(zhì)特征，通過開展深部鉆探工程及采樣分析工作，分析礦體特征，評價礦石質(zhì)量。本次工作共采集6 件石灰?guī)r化學(xué)全分析樣品，8件石灰?guī)r組合樣品，745件主要化學(xué)成分含量（CaO、MgO、SiO2）樣品，根據(jù)分析結(jié)果圈定礦體。

3.1 礦體特征

石灰?guī)r礦體賦存于茅口組地層中，礦體產(chǎn)出與地層展布一致，同時受斷裂控制。根據(jù)礦體分布特征，礦區(qū)共圈出石灰?guī)r礦體3 個，編號分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，各礦體特征如下。

Ⅰ號礦體位于礦區(qū)南西，產(chǎn)出于F2 斷裂南西的背斜南翼。礦體呈厚大層狀、板狀，出露長1 640 m，寬 400～650 m，傾向為 135°～203°，傾角為 14°～24°。礦體厚45.90～165.27 m，平均厚111.39 m，厚度變化系數(shù)為34.72%，屬于厚度穩(wěn)定型。CaO 品位為54.67%～55.45%，平均為54.90%，品位變化系數(shù)為0.61%；MgO品位為0.12%～0.75%，平均為0.48%，品位變化系數(shù)為 28.70%；SiO2品 位 為 0.037%～0.427%，平 均 為0.175%，品位變化系數(shù)為31.62%。CaO、MgO、SiO2品位變化均屬均勻型。

Ⅱ號礦體位于礦區(qū)北西，產(chǎn)出于F2 斷裂以北的背斜北翼。礦體呈層狀、板狀產(chǎn)出，出露長540 m，寬520 m，傾向為326°～342°，傾角為12°。礦體厚88.44～173.66 m，平均厚131.05 m，厚度變化系數(shù)為32.51%，屬于厚度穩(wěn)定型。CaO 品位為54.21%～55.23%，平均為54.98%，品位變化系數(shù)為0.37%；MgO 品位為0.19%～1.02%，平均為0.43%，品位變化系數(shù)為45.64%；SiO2品位為0.113%～0.766%，平均為0.278%，品位變化系數(shù)為47.45%。CaO 品位變化屬均勻型，MgO、SiO2品位變化屬較均勻型。

Ⅲ號礦體位于礦區(qū)南東，產(chǎn)出于F2 斷裂南東的背斜南翼。礦體呈厚大層狀、板狀產(chǎn)出，出露長626 m，寬600 m，傾向為134°～197°，傾角為10°～15°。礦體厚69.61～128.03 m，平均厚87.45 m，厚度變化系數(shù)為19.97%，屬于厚度穩(wěn)定型。CaO 品位為54.37%～55.37%，平均品位為54.84%，品位變化系數(shù)為0.26%；MgO 品位為0.20%～1.21%，平均為0.74%，品位變化系數(shù)為15.97%；SiO2品位為0.035%～0.389%，平均為0.139%，品位變化系數(shù)為60.08%。CaO、MgO 品位變化屬均勻型，SiO2品位變化屬較均勻型。

礦體特征表明，區(qū)內(nèi)3 個礦體規(guī)模均達(dá)大型，厚度穩(wěn)定，連續(xù)性及完整性較好，礦體CaO 品位較高且均勻（54.21%～55.45%）。

3.2 礦石特征

（1）礦石類型。礦區(qū)石灰?guī)r賦存在二疊系瓜德魯普統(tǒng)茅口組碳酸鹽巖地層中，礦石自然類型為微晶生物碎屑灰?guī)r、亮晶生物碎屑砂屑灰?guī)r、細(xì)晶灰?guī)r等，工業(yè)類型為熔劑用石灰?guī)r。

（2）礦物成分。礦物成分較單一，主要為方解石，約占總含量的98%；次為泥質(zhì)、炭質(zhì)，含量少于1%，零星見半自形—他形粒狀黃鐵礦產(chǎn)出。

（3）化學(xué)成分。礦區(qū)石灰?guī)r化學(xué)成分分析結(jié)果表明，主要化學(xué)成分為CaO，含量在52%以上，次為少量的 MgO、SiO2、Al2O3、Fe2O3，含量多在 2% 以下，K2O、Na2O、SO3、TiO2、P2O5、Mn3O4、Cl-成分含量極低，均不超過0.2%。石灰?guī)r樣品組合分析結(jié)果顯示，S含量不超過0.06%，P含量不超過0.01%。因此礦區(qū)石灰?guī)r礦礦石有益組分含量高，有害組分含量極低，礦石質(zhì)量好，滿足有色冶金熔劑用石灰?guī)r化學(xué)成分一般指標(biāo)要求。

4 控礦因素

礦區(qū)周圍已知的十?dāng)?shù)個石灰?guī)r礦床（點）均賦存于上石炭統(tǒng)至二疊系瓜德魯普統(tǒng)碳酸鹽巖地層，其中上石炭統(tǒng)黃龍組、馬平組及二疊系瓜德魯普統(tǒng)棲霞組地層中石灰?guī)r以水泥用、建筑用為主，二疊系瓜德魯普統(tǒng)茅口組地層中石灰?guī)r則多被作為熔劑用開采。區(qū)內(nèi)石灰?guī)r礦主要受地層控制，整個碳酸鹽巖地層均為石灰?guī)r礦體。

十萬大山復(fù)式向斜在上思盆地以北發(fā)育多個近東西向次級褶皺，造成碳酸鹽巖地層重復(fù)。上思—在妙斷裂帶以平行褶皺走向切割地層，引起部分地層的缺失，對礦體有一定的破壞作用。褶皺及斷裂為石灰?guī)r礦的次要控礦構(gòu)造。

5 礦床成因

石炭世桂西南以碳酸鹽臺地為主，局部臺盆相沉積，海底地勢平坦，處于淺水或潮坪環(huán)境，區(qū)內(nèi)臺地上沉積黃龍組、馬平組淺灰白色生物碎屑泥晶灰?guī)r、生物碎屑微晶灰?guī)r，為次要的石灰?guī)r礦形成期。早中二疊世至中二疊世初，右江盆地演變成相對開闊、臺盆相間的裂谷盆地環(huán)境，區(qū)內(nèi)形成孤立臺地，沉積了棲霞組、茅口組淺水臺地相碳酸鹽巖，含較多珊瑚、腕足類、?類等化石，該時期的碳酸鹽巖規(guī)模較大，是區(qū)內(nèi)主要石灰?guī)r礦形成期。中二疊世末發(fā)生的東吳運動使得地殼上升，在起伏不平的古巖溶基底上，形成濱岸潮坪、沼澤環(huán)境，沉積了合山組硅質(zhì)巖、硅質(zhì)泥巖和黑色泥巖，與下伏中二疊統(tǒng)呈平行不整合，往上為1套含煤碳酸鹽建造，產(chǎn)?類、珊瑚和植物化石。因此礦床為裂谷海相沉積型礦床，形成于淺水碳酸鹽巖臺地。

6 結(jié) 論

（1）平廣林場那厘礦區(qū)熔劑用石灰?guī)r礦主要賦存于二疊系瓜德魯普統(tǒng)茅口組地層，區(qū)內(nèi)共圈定3 個礦體，礦體規(guī)模大，厚度穩(wěn)定，有益組分CaO 品位高，有害組分含量低，屬于優(yōu)質(zhì)的有色冶金熔劑用石灰?guī)r礦。

（2）區(qū)內(nèi)石灰?guī)r主要受上石炭統(tǒng)至二疊系瓜德魯普統(tǒng)地層控制，十萬大山復(fù)式向斜及上思—在妙斷裂帶造成區(qū)內(nèi)碳酸鹽巖地層的重復(fù)、缺失，對礦體有一定的破壞作用。

（3）礦床為裂谷海相沉積型礦床，主要形成于早中二疊世裂谷盆地內(nèi)的孤立臺地，在臺地內(nèi)沉積的一套厚大的、富含生物化石的淺水碳酸鹽巖構(gòu)成了熔劑用石灰?guī)r礦體。