大田縣上蔡礦區灰巖礦床地質特征及找礦意義

盧杰能

（中國建筑材料工業地質勘查中心福建總隊，福建 福州 350001）

1 區域地質概況

上蔡礦區區域構造位于閩西南凹陷帶，大田復式向斜之西翼。區內出露地層有：前震旦系淺海相—深海相濁流沉積，下石炭統—上二疊統海相—海陸交互相碳酸鹽巖、碎屑巖和含煤巖系沉積建造，下三疊統的淺海相碎屑沉積偶夾碳酸鹽巖沉積建造，地層出露較齊全。斷裂構造以近南北向及東西向的斷裂構造廣泛發育，伴隨著斷裂構造的發育，燕山晚期巖漿活動頻繁。礦區地質圖如下。

上蔡礦區灰巖礦地質略圖

2 礦區地質概況

2.1 地層

(1) 前震旦系麻源群(AnZm)。

地表未出露，為一套淺海相—深海相濁流沉積。巖性為灰綠色云母石英片巖，呈細粒鱗片變晶結構，片狀構造。主要礦物成分由云母、石英等組成，云母呈定向排列，石英呈細粒鑲嵌狀。厚度不詳。

(2) 上石炭統船山組(C3c)。

僅在礦區小范圍零星出露，該組地層大部分隱伏于上二疊統翠屏山組(P2cp)之下。呈單斜層狀產出，傾向160～170°，傾角23～25°，厚度58～150m。與下伏前震旦系麻源群地層呈斷層接觸。

巖性為片理化微層狀微晶—細晶灰巖，夾有泥炭質條紋灰巖，偶見有含燧石灰巖。巖石呈淺灰—深灰色，微晶—細晶結構、不等粒鑲嵌晶狀結構；平行微層構造、塊狀構造。

礦石主要礦物成分為方解石，少量泥炭質。方解石呈粒狀，粗略定向排列，受平行定向應力作用而具弱片理化。不均勻分布交代殘余古生物碎屑，但均已鈣化。泥炭質呈條紋狀沿層面分布，寬度一般在1～3mm之間，局部泥炭質條紋較為密集，表現為泥炭質條紋灰巖。

底部常具矽卡巖化，以透輝石石榴子石矽卡巖為主，鉛直厚度5～43m，局部見有零星的黃鐵礦化、方鉛礦化、閃鋅礦化。

(3) 下二疊統文筆山組(P1w)。

大面積分布于礦區東部。巖性主要為深灰色(風化后呈灰黃、黃褐色)薄層狀粉砂質泥巖、泥巖、夾粉砂巖—細砂巖，見較多星點狀黃鐵礦分布。巖石主要由云母類礦物(70%～80%)、石英(30%～20%)及微量炭質物、星點狀黃鐵礦組成，水平層理發育。地層產狀：傾向180～220°，傾角25～30°，厚度不詳。

(4) 上二疊統屏山組(P2cp)。

大面積分布于礦區北側、南側。巖性為灰綠色細砂巖、深灰色粉砂巖與細粒石英砂巖組成。巖石主要由石英、云母類礦物組成，膠結物為粘土類礦物。常見星散狀、團塊狀菱鐵質鮞粒，含植物化石。

北側地層產狀30～45°，傾角22～26°；南側地層傾向180～230°，傾角20～25°，其厚度不詳。與下伏上石炭統船山組地層呈斷層接觸。

(5) 第四系(Q)。

分布在地形平緩和低洼地帶。巖性為含礫砂質粘土，呈半膠結狀，較為松散。砂礫成分主要為砂礫巖，粉砂巖碎塊等。

2.2 構造

含礦地層為單斜層狀構造，產狀傾向160～170°，傾角23～25°。

礦區內構造以三組斷裂為主，一組為北北東、北東走向，即F3斷裂；一組為近東西向走向，即F1、F2、F4斷裂；另有一組北西—北北西走向的斷裂(F5斷裂)。均為正斷層。

其中F1斷裂總體走向近東西向(走向線呈舒緩的“W”狀)，傾向北北東，傾角約55°。F2斷裂走向近東西向，傾向為南南東—南西向，傾角約25～30°。F3斷裂走向北東向，傾向南東，傾角約70°。F4斷裂地表未出露，由深部工程揭露，其上盤為上石炭統船山組地層，下盤為前震旦系麻源群地層，走向近東西向，傾向南南東—南西向，傾角約20～25°。F5斷裂走向北西—北北西向，傾向北東，傾角約80°。

2.3 巖漿巖

礦區內未見有巖漿巖出露。

3 礦床地質特征

3.1 礦體特征

灰巖礦體賦存于上石炭統船山組(C3c)地層中，呈單斜層狀產出，其產狀與地層產狀基本一致，總體走向為近東西，傾向南(160～170°)，傾角23～25°。受褶曲構造影響，局部產狀略有變化。

礦體僅在北部小范圍裸露于地表，大部分被上二疊統翠屏山組(P2cp)地層或第四系浮土所覆蓋。礦體控制走向長約600m，最高揭露標高為697.5m，最低揭露標高為417.5m，其厚度約58～150m。與上覆上二疊統翠屏山組地層呈斷層接觸，與下伏前震旦系麻源群(AnZm)地層呈斷層接觸。

礦石自然類型為微晶—細晶灰巖和含泥炭質灰巖。礦石的主要礦物成分為方解石(87.1%～99.2%)和生物碎屑，以及少量白云石、微量泥炭質物，見零星分布的黃鐵礦等金屬礦物。平行微層構造、塊狀構造。

礦石主要化學成分平均含量(%)為：CaO 52.92、MgO 0.96、f SiO2≤4。

礦床東部邊界以F3斷裂為界，北側邊界以F1斷裂為界，南側邊界為F2斷裂。

底部常具矽卡巖化，以透輝石石榴子石矽卡巖為主。矽卡巖化主要產生在泥炭質條帶灰巖中，巖石由不規則變余條帶構成，主條帶為微晶—細晶灰巖，次條帶為硅灰石、透輝石、石英組合帶，后者中殘留方解石集合體；條帶形態不規則，時有縮小或膨大現象。

3.2 礦石質量

(1) 礦石結構、構造。

礦石結構主要為生物碎屑結構、微晶—細晶結構和細晶結構。構造為厚層狀至塊狀構造、縫合線構造。

(2) 礦石礦物成分。

礦石的主要礦物成分為方解石(87.1%～99.2%)和生物碎屑，以及少量白云石、泥炭質物，見零星分布的黃鐵礦。

(3) 礦石化學成分。

礦石中CaO含量48.76%～55.54%(平均52.92%)，MgO含量0.22%～3.48%(平均0.96%)，f SiO2含量0.07%～3.89%。

3.3 礦石類型和品級

根據礦石的礦物成分、結構構造等，礦石類型可劃分為微晶—細晶灰巖和含泥炭質灰巖。礦石的工業類型為水泥用石灰巖礦石。礦石質量好，局部見有少量質量稍差的礦石(Ⅱ級品)，均圈入到Ⅰ級品中，礦石品級為Ⅰ級品。

3.4 圍巖和夾石特征

(1) 頂、底板。

礦體頂板為上二疊統翠屏山組(P2cp)地層；底板為矽卡巖及前震旦系麻源群(AnZm)地層。

(2) 夾石層。

夾石層分為兩類：一類為(矽卡巖化)泥炭質灰巖(CaO＜45%或f SiO2＞6%)；一類為白云質灰巖(MgO＞3.5%)。共圈出15個夾石層。

(3) 脈巖。

在礦區東側地表、西側深部見有4條花崗斑巖巖脈(γ π1～γ π4)分布。γ π1鉛直厚度約24～35m，呈脈狀產出，走向北東向，傾向南東向，傾角45～50°。γ π2鉛直厚度約10～25.5m，呈脈狀產出，走向北東向，傾向南東向，傾角45～50°。γ π3鉛直厚度約13m，呈脈狀產出，走向北東向，傾向南東向，傾角45～50°。γ π4地表最大寬度約23m，呈脈狀產出，沿F3斷裂充填，走向北東向，傾向南東向，傾角約70°。

巖石呈淺灰帶黃綠色，斑狀結構，基質顯微粒狀結構，塊狀構造。斑晶由石英、長石組成，石英斑晶呈單晶或聚晶產出；長石斑晶呈板狀自形。基質已晶出，由顯微粒狀石英、長石、云母類礦物等組成。

4 找礦意義

該礦床屬淺海相沉積碳酸鹽巖礦床，賦存于上石炭統船山組(C3c)地層中，其上覆地層為上二疊統翠屏山組(P2cp)地層，直接找礦標志為上石炭統船山組地層，間接找礦標志為上二疊統翠屏山組地層。

含礦地層隱伏于上二疊統翠屏山組地層之下，兩者呈斷層(滑脫斷層)接觸，為大田縣中部滑脫斷層之下尋找水泥用灰巖礦床提供了又一例證。這對滑脫斷層發育的大田縣中部尋找水泥用灰巖礦床具有一定的指導意義。