四川名山縣南廟溝鈣芒硝礦地質特征及成因

劉玉紅，周　勇

四川名山縣南廟溝鈣芒硝礦地質特征及成因

劉玉紅，周勇

（四川省冶金地質勘查局六〇五大隊，四川 彭山620860）

四川省名山地區鈣芒硝礦成礦類型屬晚白堊世內陸湖相—咸湖相硫酸鹽沉積型，南廟溝鈣芒硝礦位于川西臺陷雅安穹褶束之名山向斜緩展起伏的東翼，礦體嚴格受白堊系上統灌口組上段地層控制。本文對南廟溝鈣芒硝礦礦床成因進行了詳細的分析，并總結了成礦規律和找礦標志，對本區芒硝礦的資源勘查具有重要的指導意義。

芒硝礦；地質特征；礦床成因；名山

鈣芒硝礦是生產元明粉的重要原料，元明粉（又名精芒硝）是重要的輕工、化工工業原料，廣泛用于化工、輕工、紡織、建材、醫藥、化肥、合成纖維等20多個行業。根據四川省社會科學院林凌教授牽頭組織的《四川省芒硝產業發展戰略研究報告》及中國五礦化工進出口商會的預測，未來幾年元明粉在國內洗滌劑、紡織印染、玻璃、硫化堿、造紙等傳統應用行業都將得到大幅發展，預計在2015年元明粉需求量將達到2 300萬噸，年均增幅10%左右。中國是最大的元明粉出口國，我國的元明粉在全球享有很高聲譽。目前成都新津地區大部分芒硝礦山已經關閉，因此深入探討該地區芒硝礦成礦規律及其找礦前景，尋找較多的芒硝礦礦石資源，為地方經濟建設持續穩定發展服務，具有十分重要的意義。

1　成礦地質背景

礦區位于揚子準地臺（Ⅰ1）四川臺拗（Ⅱ2）川西臺陷（Ⅲ14）雅安穹褶束（Ⅳ37）之名山向斜東翼。根據四川省區域地層表的劃分方案，該區屬揚子地臺區四川盆地分區。根據四川省2005年成礦區帶劃分圖，礦區處于雙流—名山燕山期鈣芒硝礦Ⅳ級遠景區內（Ⅳ-9）。具有較好的成礦地質背景。

1.1地層

區內地層主要由古近系及中生界白堊系上統和侏羅系上統地層組成。古近系為一套陸相碎屑巖，主要為紫紅色泥巖、泥質粉砂巖；白堊系地層為一套內陸湖相——咸湖相碎屑巖沉積，巖性為紫紅色泥巖、泥質粉砂巖夾石膏、鈣芒硝。白堊系灌口地層組為礦區含礦地層[1]。

灌口組地層根據巖性特征分為兩個巖性段，上段巖性為含鈣芒硝、石膏礦礦層，下段巖性主要為紫紅色泥巖、粉砂質泥巖；其中上段又分為四個亞段，鈣芒硝礦集中賦存于第一亞段和第三亞段兩個亞段內，第三亞段為本區含礦層。

1.2構造

區內褶皺及斷裂構造均發育，構造線主要呈南—北向、北東—南西向展布。褶皺構造主要有：名山向斜、付家灣背斜、金沙寺背斜、田灣背斜、均田壩向斜、劉家灣向斜和馬家壩向斜等，芒硝礦層主要位于向斜兩翼及其轉折端的白堊系灌口地層組中；斷裂構造主要有房基坪斷層，延伸方向與名山向斜軸向一致，對本區芒硝礦無破壞作用。

2　礦區地質特征

2.1地層

礦區內出露地層有第四系和白堊系上統灌口組上段第二亞段、第三亞段和第四亞段地層；第四系主

要為坡積物和更新統的礫石層；灌口組上段第二亞段為第三亞段下鈣芒硝礦帶（K2g2-3a）之下伏地層，巖性為棕紅色厚層狀含石膏粉砂質泥巖夾棕紅色粉砂質泥巖，局部含少許鈣芒硝晶體；第三亞段（K2g2-3）為本次勘查之目的層位，根據巖性組合特征，將其劃分為五個帶，即上、中、下芒硝礦帶和上、下夾石帶，詳見表1。

表1　灌口組上段地層分段一覽表

2.2構造

該礦區位于川西臺陷雅安穹褶束之名山向斜緩展起伏的東翼。地層呈平緩的單斜產出，巖層總體傾向292°~352°，傾角2°~10°，局部產狀較亂，略微顯波狀起伏構造特征，芒硝礦層賦存于該向斜內。

3　礦床地質特征

3.1芒硝礦體特征

礦區芒硝礦層賦存于灌口組上段第三亞段（K2g2-3）中，礦層嚴格受層位控制，根據工業指標，該第三亞段可分為上、中、下三個礦帶，上、下兩個夾石帶。即：上鈣芒硝礦帶（K2g2-3e）、上夾石帶（K2g2-3d）、中鈣芒硝礦帶（K2g2-3c）、下夾石帶（K2g2-3b）、下鈣芒硝礦帶（K2g2-3a）。

下鈣芒硝礦帶厚度30.45~31.66m，平均31.13m。該帶賦存8層礦，單層厚度0.80~5.58m，純礦層厚度17.77~24.57m，平均22.01m，含礦率70.70%。該礦帶共圈出Ⅰ、Ⅱ兩個工業礦體。

中鈣芒硝礦帶厚度27.04~30.90m，平均29.24m，賦存鈣芒硝8~9層，單層厚度0.87~3.80m，純礦層厚度14.83~16.12m，平均15.48m，礦帶含礦率52.94%。該礦帶圈出Ⅲ、Ⅳ兩個工業礦體。

上鈣芒硝礦帶為區內含鈣芒硝最差的一個礦帶，厚度54.46~55.64m，平均55.05m，純礦層厚度13.08~14.99m，平均14.04m，含礦率25.50%。其中包含單礦層6層。該礦帶共圈出Ⅴ—Ⅵ兩個工業礦體。各礦帶特征詳見表2，各工業礦體特征詳見表3。

3.2礦體圍巖

礦體（層）頂底板主要為紫紅色泥巖、含石膏泥巖、泥質粉砂巖，局部為含鈣芒硝泥巖及石膏巖。

3.3 礦石質量

表2　礦區礦帶、夾石帶及礦層特征一覽表

3.3.1礦石化學成分

在礦區見礦工程的基本分析樣品的副樣中，按單工程內真厚度不大于10m進行樣品組合，共提取組合分析樣20件。鈣芒硝礦石中主要有用組分為Na2SO421.22%～33.97%，平均28.73%。其他組分有： CaSO423.28%～31.36%，平均28.56%；MgSO40.1%～0.16%，平均0.12%；NaCl 0.08%～0.22%，平均0.16%、KCl 0.05%～0.16%，平均0.09%；結晶水0.45%～0.90%，平均0.62%；水不溶物36.24%～54.05%，平均42.37%；I 0.05%～0.09%，平均0.07%；Fe2O30.001%～0.003%，平均0.002%。通過分析結果發現。CaSO4有用組分Na2SO4整體呈正相關關系，NaCl、水不溶物與有用組分Na2SO4整體呈負相關關系，KCl、MgSO4、KCl、I、結晶水與有用組分Na2SO4關系不明顯（圖1）。

表3　礦區各工業礦體厚度、品位一覽表

3.3.2礦石礦物成分

根據巖礦鑒定，礦石的礦物組分主要是鈣芒硝，次要礦物有：硬石膏及少量石膏、白云石、水云母鱗片、石英、褐鐵礦、金屬礦物。

硬石膏：含量2%±，在一張薄片中僅為偶見或少見，常分布于鈣芒硝晶體之中或其邊緣，多呈自形、半自形柱狀，粒徑一般小于0.07mm。

石膏：在薄片中主要以兩種形態產出，一是長柱狀或纖維狀集合體組成鈣芒硝假象。即經交代條板狀、平行四邊形細晶鈣芒硝而成，在假象中見少許自形、半自形柱狀石膏，晶徑0.04~0.4mm；二是呈層狀產出。

白云石：含量5%~20%，呈微晶充填于鈣芒硝晶體間。有的呈微晶星點狀分布。

水云母鱗片：含量2%~6%，呈集合體充填于鈣芒硝晶體間。常被次生的褐鐵礦浸染。

石英：含量1%~3%，粒度0.1~0.03mm間，星散分布于微晶白云石和水云母鱗片集合體內。金屬礦物：含量0.5%±，呈微粒分布于微晶白云石和水云母鱗片集合體內。

3.3.3礦石結構、構造

礦石結構按照鈣芒硝礦物的結晶程度分為自形晶、半自形晶和它形晶三種；按照結晶粒度大小分為細晶結構（粒徑＜2mm）、中晶結構（粒徑2~5mm）、粗晶結構（粒徑5~10mm）和巨晶結構（粒徑＞10mm）。

區內礦石構造主要有塊狀構造、條帶狀構造、竹葉狀構造、雪花構造、菊花狀構造（圖2）。

式（1）和式（2）中，企業出口擴展邊際（extensityijkt）以及集約邊際（intensityijkt）分別用(extenijkt)和(intenijkt)描述，i為企業，j代表行業（三分位），k與t分別描述的是省份與年份，importijkt代表中間品進口，X代表干擾企業出口行為的控制變量，εijkt代表的是隨機擾動項。

圖1　礦石中其它礦物組分與Na2SO4含量關系變化曲線圖

圖2　礦區芒硝礦石

4　礦床成因

4.1礦化富集規律

從區域地質背景和本礦區地質特征分析，鈣芒硝礦的富集規律如下：

1）鈣芒硝礦分布于白堊世晚期湖盆的邊緣和中心的過渡地帶。

2）鈣芒硝礦主要賦存于白堊世晚期的白堊系上統灌口組上段第一亞段和第三亞段—硫酸鹽帶中。3）鈣芒硝礦體（層）的圍巖主要為淺色泥巖、泥質粉砂巖。

4.2礦床成因探討

區內從晉寧—澄江運動開始到印支運動，北部斷續上升為陸，形成了北西高南東低的地貌特征，進入燕山期，含礦巖系沉積前的古地形輪廓更為清楚，這就是大川快樂以西為古隆地區，其邊緣為河湖粗碎屑沉積，其南東與龍泉山隆起之間為廣闊的凹陷，為咸水湖相的沉積。在這片廣闊的凹陷中，由于有熊坡水下隆起的分割，因而將凹陷的南部分割成了局部的小凹陷，從而形成半封閉的環境，這就是名山—邛崍凹陷南西段和眉山—普興場凹陷的北東段，見圖3。為石膏及鈣芒硝等鹽類的沉積提供了較好的古地形條件。晚白堊世時，四川盆地西北部已成崇山峻嶺，分布著大片中酸性火成巖，沉積巖和變質巖，并遭受長期強烈風化剝蝕；大量含鈣、鈉、鉀等物質被帶至拗陷地區沉積，最終形成該區的芒硝礦床。

該礦區的巖性組合為：“泥巖（粉砂質泥巖）—鈣芒硝礦—泥巖（粉砂質泥巖）—鈣芒硝礦—泥巖（粉砂質泥巖）—鈣芒硝礦—泥巖”。這一巖性組合，反映物質的沉積是從內陸湖相的機械沉積到咸化湖泊相的化學沉積交替的出現特征。含礦層數越多，且韻律結構越明顯。各個韻律一般具有從淡化—咸化的變化規律，但咸化階段一般都在硫酸鹽沉積階段結束，這說明當時湖盆咸化與淡化周期頻繁，從而形成了這種多旋回結構的復礦層礦體。然而這種周期變化，又可說明兩點：其一，客觀上限制了含鹽湖盆進一步濃縮發展；其二，直接控制了單礦層的空間展布。

礦層在縱向上，自下而上逐漸變貧，且向上夾層逐漸增多。這說明當時含鹽湖盆，總的趨勢是逐漸淡化，而不是進一步濃縮，因此區內最高咸化階段，也只是停留在硫酸鹽階段

因此，本礦床屬于晚白堊世內陸湖相——咸湖相硫酸鹽沉積型鈣芒硝礦床，其成礦條件受古地理環境控制，礦體(層)賦存于一定的層位和巖性中。

4.3找礦標志

1）白堊系上統灌口組上段地層，地表有硝水溢出；

2）露頭上有白色硝霜顯示和潮解現象；

3）地表有角礫狀泥巖、巖溶角礫巖等分布的層位。

該文得到了單位總工、教授級高級工程師邱仁軒同志的認真審閱、修改，在此致謝。

圖3　區域鈣芒硝礦沉積古地形

[1] 四川省地質礦產局，四川省地質區域地質志[M]. 北京：地質出版社，1991．

[2] 沈蘇，金明霞，陸元法，西昌-滇中地區主要礦產成礦規律及找礦方向[M]. 重慶：重慶出版社，1988．

[3] 周勇，劉玉紅, 等. 四川省名山縣南廟溝芒硝礦區勘探地質報告[R]. 2012．

[4] 成喜，湖南省衡南縣咸塘鈣芒硝礦地質特征及礦床成因分析[J]. 中國礦業，2008．

Geological Features and Genesis of the Nanmiaogou Glauberite Deposit in Mingshan, Sichuan

LIU Yu-hong ZHOU Yong
（No. 605 Geological Party， Sichuan Bureau of Metallurgical Geological Exploration， Pengshan， Sichuan 620860）

Glauberite deposit in Mingshan， Sichuan is Late Cretaceous continental lacustrine sulfate deposit. The Nanmiaogou glauberite deposit lies in the east limb of the Mingshan syncline. The orebodies are controlled by the Guankou Formation. This paper makes an approach to geological features， ore genesis and ore criteria of the deposit.

glauberite； geological feature； ore genesis； Mingshan， Sichuan

P619.21+9

A

1006-0995（2015）03-0372-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2015.03.013

2014-08-11

劉玉紅(1984—)，女，河北省鹽山縣人，工程師，研究方向：主要從事地質礦產勘查