赫章縣雙坪鄉方解石礦礦體空間分布規律及找礦預測

陳小浪 王東 盧俊蓉 彭家林 劉仕輝 夏景勝

摘要：筆者通過對雙坪鄉方解石礦礦體空間分布規律、元素地球化學特征和巖石學特征研究分析。雙坪地區方解石礦脈主要產于埡都一蟒洞深大斷裂附近NE、NNE和NW、NNW向的次級斷裂中，產狀與斷層產狀一致，碳酸鹽巖地層是方解石礦控礦地層。研究發現該區域對方解礦的成礦條件優越，目前已控制的資源量已逾1000萬噸，具有良好的找礦前景。

關鍵詞：方解石礦；地質特征；雙坪鄉；找礦預測

1.成礦地質背景

研究區大地構造位置位于特提斯一喜馬拉雅與濱太平洋兩大全球巨型構造域結合部位，屬于我國26個重要成礦區帶中的上揚子成礦帶準地臺西南緣段，黔北臺隆遵義斷拱畢節北東向構造變形區西部和六盤水斷陷威寧北西向構造變形區東部的結合部位，南鄰右江造山帶。該區經歷了多期次地質構造發展演化、巖漿熱液活動頻繁，發育北東向、北西向斷裂、走滑斷層及其次生斷層，方解石主要沿其次生斷層產出。

2.主要礦體地質特征

2.1地層

研究區內所出露地層屬于唐古拉一華南大區揚子地層分區獨山—威寧小區。研究區地層主要由石炭系下統舊司組（Ci）、上司組（Cs）、擺佐組（Cb）、中統黃龍組（Ch）、上統馬平組（Cmp），以及二疊系下統梁山組（P21）、中統棲霞組（Pq）和茅口組（Pm）、上統峨眉山玄武巖（Pβ）和宣威組（Px）地層組成；主要巖性為砂巖、玄武巖、亮晶塊狀灰巖、泥質灰巖、鮞狀灰巖、白云質灰巖及白云巖組成，夾有少量鈣質粉砂巖及頁巖。其中石炭系下統擺佐組（Cb）、中統黃龍組（Ch）、上統馬平組（Cmp），以及二疊系中統棲霞組（Pq）和茅口組（Pm）地層為主要的含礦地層。上述地層中的碳酸鹽巖為方解石礦的形成提供了物質來源。

2.2構造

該工作區位于NW向蟒洞一埡都斷裂帶內，附近方解石礦點分布較為密集，調查區方解石礦脈主要分布于呈NW向斷層的次一級NE向斷裂、裂隙中，方解石礦脈走向主要在10°～60°之間，產狀通常近于直立。

現著重將北北西向含礦斷層及其次級裂隙特征分述如下：

2.2.1斷層

F1斷層（巖斗斷層）：位于工作區南西，走向320°，傾向及傾角不明，南西盤出露地層為二疊系茅口組，北東盤出露地層為石炭系中統梁山組、棲霞組及茅口組，工作區內出露長度為4310m。

F2斷層（板橋斷層）：東起于板橋附近，西于沙溝延出圖幅，長約1930m，走向330°，傾向約240°，傾角65°左右，兩盤出露地層均為二疊系中統茅口組，斷層性質不明。

F3斷層：位于工作區西部平橋附近，走向約300°，傾向及傾角不明，兩盤出露地層均為二疊系中統茅口組，圖幅內長約800m。

F4斷層：西起于沙溝，東止于犀牛，全長約880m，走向約60°，傾向約150°，傾角7°。左右，兩盤出露地層均為二疊系中統茅口組，斷層性質不明。該斷層為3-1方解石礦體的含礦斷層。

F5斷層：位于工作區內紅巖附近，長約1000m，走向約50°，傾向約140°，傾角75°左右，兩盤出露地層為二疊系中統茅口組，初步判斷其性質為正斷層，該斷層為3-2方解石礦體的含礦斷層。

F6斷層：南西起于紅巖，北東至黃家坪子一帶延出圖幅，圖幅內長約1700m，走向約50°，傾向約140°，傾角75。左右，南東盤出露地層為二疊系中統茅口組，北西盤出露地層為二疊系中統茅口組、上統峨眉山玄武巖、宣威組，初步判斷其性質為逆斷層，該斷層為3-3方解石礦體含礦斷層。

F7斷層：位于工作區東部方家屯一帶，長2500m，受F8及F9斷層破壞分為三段，走向約30°，傾向120°，傾角71。左右，北西盤出露地層有石炭系上統馬平組，二疊系中統梁山組、棲霞組及茅口組，南東盤出露地層為二疊系中統茅口組，初步判斷其性質為正斷層，其北段為3-7礦體含礦斷層。

F8斷層（松山斷層）：位于工作區東部松山一帶，圖幅內長約1400m，走向約325°，傾角及傾向不明，北東盤出露地層為二疊系中統茅口組，南西盤出露地層為二疊系中統梁山組，其性質不明。

F9斷層：位于工作區南部，圖幅內長約1300m，走向約30。，傾角及傾向不明，南西盤出露地層為二疊系中統茅口組，北東盤出露地層為二疊系中統梁山組，其性質不明。

2.2.2節理

工作區內節理為主要的含礦構造：J1為3-4礦體含礦構造，J2為3-5礦體含礦構造，J3為3-6礦體含礦構造，J4及J5為礦點含礦構造，其特征如下：

J1：位于石碓鳩西160m，長約240m，走向約30°，傾向120°，傾角約70°兩盤出露地層均為二疊系中統茅口組，為3-4礦體的含礦構造，初步判斷其性質為張性節理。

J2：位于石碓鳩北120m，長約360m，走向約30°，傾向120°，傾角約70°兩盤出露地層均為二疊系中統茅口組，為3-5礦體的含礦構造，初步判斷其性質為張性節理。

J3：位于石碓鳩西85m，長約1000m，走向約30°，傾向120°，傾角約70°兩盤出露地層均為二疊系中統茅口組，為3-6礦體的含礦構造，初步判斷其性質為張性節理。

J4：位于工作區最南部，為F7斷層的次級構造，走向約5°，傾向275°兩盤出露地層為石炭系馬平組，為區內礦點之含礦構造。

J5：位于工作區最南部，走向約285°，傾向195°，傾角約70°兩盤地層均為二疊系中統棲霞組，為區內礦點之含礦構造。

2.3礦石質量

礦石礦物主要有方解石，含量達95%，脈石礦物為白云石、螢石約3%，副礦物褐鐵礦<2%。方解石：顏色主要為灰白色、白色、淡黃色、淺綠色。形態呈菱面體、粒狀集合體，局部見不規則的集合體；條痕為白色，菱面體解理完全，玻璃光澤。從鏡下觀察，方解石主要為不等晶結構、巨晶結構，層狀構造、塊狀構造，方解石呈自形一半自形粒狀，粒度多在數毫米到十毫米以上不等，顆粒之間緊密鑲嵌，構成巖石主體，接觸關系為突變接觸。本次研究系統針對每個槽探共刻槽取樣共123件針對鉆孔劈芯取樣共44件進行基本地球化學分析。從表1中可以看出，CaO含量為54.05%～55.03%，平均54.55%，MgO含量為0.194%～0.666%，平均0.34%，Si02含量為0.008%～0.31%，平均0.12%，均0.01%。A1203為0.001%～0.153%，平均0.0234%。Fe203含量為0.005%～0.139%，平均0.054%，白度為59.58%～83.76%，平均73.01%。常量元素氧化物含量均<1%，主量元素變化不大，相對穩定，代表了雙坪鄉方解石所特有的特征。表明雙坪鄉方解石礦礦體體基本元素含量均已達到方解石礦工業指標，能廣泛適用造紙、涂料、塑料、優質石材等工業應用。

3.礦體空間分布特征

3.1礦體形態、產狀、規模

雙坪鄉方解石礦的分布，與構造活動強度、構造性質、規模、形態、產狀控制，不同層位的碳酸鹽巖控制了方解石礦的富集和成礦規模，本區發現7個礦體，編號為3-1礦體、3-2礦體、3-3礦體、3-4礦體、3-5礦體、3-6礦體、3-7礦體：

3-1礦體：位于工作區西部，受北東向斷層（F4）破碎帶控制，礦體產狀與斷層產狀基本一致，礦體呈似層狀產出，厚度較為穩定。礦體頂底板與圍巖界限清晰，礦體傾向南東，傾角70°～75°，平均73°，方解石脈走向長度約725m，由BTG301.TCG301工程控制，控制標高從1780m到1850m，高差為70m，礦體厚3.23m～4.47m，平均厚3.85m，體重2.70t/m3。礦石顏色主要為淺白色，淺黃色，呈半透明狀，結構為巨晶結構、塊狀構造，結晶程度為半自形一自形，晶體較為完整，鐵質侵染現象較弱。

3-2礦體：位7：3-作區西部，受北東向斷層（F5）破碎帶控制，礦體產狀與斷層產狀基本一致，礦體呈似層狀產出，厚度較為穩定。礦體頂底板與圍巖界限清晰，礦體傾向南東，傾角75°，方解石脈走向長度約757m，由TCG1-1.TCGl-2.工程控制，控制標高從1770m到1850m，高差為80m，礦體厚5.83m～30.71m，平均厚18.00m.礦石顏色主要為淺白色，淺黃色，呈不透明狀，礦脈與灰巖接觸的邊部為褐紅色，結構為粗晶結構、塊狀構造，結晶程度為半自形一它形，晶體較為完整，鐵質侵染現象較強、可明顯見褐紅色的鐵質條帶雜亂分布。

3-3礦體：位于工作區西部，受北東向斷層（F6）次級裂隙破碎帶控制，礦體產狀與斷層產狀基本一致，礦體呈似層狀產出，厚度較為穩定。礦體頂底板與圍巖界限清晰，礦體傾向南東，傾角65°～75°，平均71°，方解石脈走向長度約6 14m，由TCG2-1.TCG2-2.TCG2-3工程控制，控制標高從1780m到1850m，高差為70m，礦體厚2.74m～16.33m，平均厚10.82m。礦石顏色主要為淺白色，呈不透明狀，礦脈與灰巖接觸的邊部為褐紅色，結構為粗晶結構、塊狀構造，結晶程度為半自形一自形，晶體較為完整，鐵質侵染現象較弱。

3-4礦體：位于工作區東部，產于F5斷層次級構造J1中，受（J1）破碎帶控制，礦體產狀與節理產狀基本一致，礦體呈似層狀產出，厚度較為穩定。礦體頂底板與圍巖界限清晰，礦體傾向南東，傾角75°，方解石脈走向長度約223m，由WTC7-1.WTC8工程控制，控制標高從2052m到2078m，高差為24m，礦體厚2.96m-2.66m，平均厚2.81m。礦石顏色主要為淺白色、淡綠色、淺黃色，呈半透明狀，礦脈與灰巖接觸的邊部為褐紅色，結構為巨晶結構、塊狀構造，結晶程度為半自形一自形，晶體較為完整，鐵質侵染現象較弱。

3-5礦體：位于工作區東部，產于F5斷層次級構造J2中，受（J2）破碎帶控制，礦體產狀與節理產狀基本一致，礦體呈似層狀產出，厚度較為穩定。礦體頂底板與圍巖界限清晰，礦體傾向南東，傾角75°～83°，平均79°，方解石脈走向長度約394m，由WTC7、WTC4、WTC1及ZKW01-1、ZKW02、ZKW03工程控制，控制標高從2010m到2137m，高差為127m，礦體厚6.22m～20.05m，平均厚11.35m.礦體沿傾向方向延伸控制到94.46m；礦石顏色主要為淺白色，淡綠色、淺黃色，呈半透明狀，礦脈與灰巖接觸的邊部為褐紅色，礦脈邊部由淡綠色方解石產出，有輕微螢石化現象，結構為巨晶結構、塊狀構造，結晶程度為半自形一自形，晶體較為完整，鐵質侵染現象較弱。

3-6礦體：位于工作區東部，受北東向構造（J3）破碎帶控制，礦體產狀與節理產狀基本一致，礦體呈似層狀產出，厚度較為穩定。礦體頂底板與圍巖界限清晰，礦體傾向南東，傾角67°～70°，平均68°，方解石脈走向長度約1024m，由WTC2、WBT5及ZKW01、ZKW01-1、ZKW02、ZKW03工程控制工程控制，控制標高從2024m到2061m，高差為55m，礦體厚1.20m～2.38m，平均厚1.79m.礦體沿傾向方向延伸控制到44.20m；礦石顏色主要為淺白色，淺黃色，呈半透明狀，礦脈與灰巖接觸的邊部為褐紅色，結構為巨晶結構、塊狀構造，結晶程度為半自形一自形，晶體較為完整，鐵質侵染現象較弱。

3-7礦體：位于工作區東部，受北東向斷層（F7）北段破碎帶控制，礦體產狀與斷層產狀基本一致，礦體呈似層狀產出，厚度較為穩定。礦體頂底板與圍巖界限清晰，礦體傾向北西，傾角75。，方解石脈走向長度約923m，目前由TCW401.BTW401控制，控制標高從2000m到2124m，高差為124m，礦體厚2.45m-5.60m，平均厚4.03m.礦石顏色主要為淺白色，淺黃色，呈半透明狀，礦脈與灰巖接觸的邊部為褐紅色，結構為巨晶結構、塊狀構造，結晶程度為半自形一自形，晶體較為完整，鐵質侵染現象較弱。

3.2礦體賦存規律

礦體總體沿著斷層裂隙充填形成陡傾角賦存于厚度巨大的碳酸鹽巖地層中，斷裂構造的表層部位，礦體相對厚大，品位也較高。

方解石礦體礦化特征自上而下：①深度一般0-80m左右，以巨晶結構、塊狀構造為主，自性一半自性結構，厚度較大，較純，偶見少量灰巖或白云巖團塊。②深度一般80m～130m左右，以巨晶、微晶結構、塊狀構造為主，半自性一它形結構，厚度變薄，含有大量的黃鐵礦，見有大量灰巖或白云巖團塊。③深度一般130m以下，以巨晶、微晶結構、塊狀構造為主，半自性一它形結構，厚度變薄，平均為0.5m～1.3m，分層現象嚴重，含有大量的黃鐵礦，見有大量灰巖或白云巖團塊，品位低。

方解石礦體據產出地層不同具有不同的特征：①產于二疊系上統茅口組方解石礦體，礦體主要以透明狀、淡黃色、淡綠色巨晶結構、塊狀構造的方解石為主，與圍巖一般呈突變接觸。②產于石炭系中統黃龍組方解石礦體，礦體主要以透明狀、乳白色巨晶結構、塊狀構造的方解石為主，與圍巖一般呈突變接觸。③產于石炭系下統大埔組方解石礦體，礦體主要以乳白色、淡綠色巨晶結構、塊狀構造的方解石為主，與圍巖一般呈漸變接觸。

塊體由淺入深依次出現：白色、透明狀巨晶方解石礦一淡黃色微晶方解石（含少量褐鐵礦）一細脈狀淡黃色方解石（含大量褐鐵礦）。

4.找礦預測

本次發現的方解石礦位于埡都—蟒洞斷裂帶位于西南面。區內方解石礦床受埡都一蟒洞深大斷裂旁側的張性次級斷裂、褶皺構造控礦明顯，礦體沿斷裂產于碳酸鹽巖地層中，礦體產狀與斷裂產狀一致，方解石礦脈走向主要在330°～60°之間，產狀通常較為直立，方解石礦脈多為填充于較為直立的張性斷裂之中，斷裂為方解石成礦提供了導礦和賦礦空間。褶皺構造對方解石礦床具有明顯的控制作用，褶皺核部轉折端發育斷裂及次級斷裂構造，在褶皺核部部位斷裂中就有方解石礦體產出。在區域構造應力的作用下，褶皺兩翼容易產生層間滑動，形成滑動面，其可為含礦熱液提供運移通道。在轉折端由于產狀突變，頂板為隔水巖層阻礙了熱液的運輸，隨著溫度的降低，含礦熱液中攜帶的成礦元素開始結晶并富集成礦。預測埡都一蟒洞斷裂帶附近的次級斷裂及小褶皺兩翼是方解石礦集中產地。

根據槽探、鉆孔揭露情況，礦體由厚度中心向兩邊逐漸變薄，礦體層數減少，在ZKW01-1.ZKW01.ZKW02.ZKW03一線區域礦體厚度依次為13.64m、1.03m、46.04m、38.5m，推測ZKW03鉆孔位置應屬于礦脈的中心區域，推測松山斷層的北東面應還具有方解石礦脈產出。

5.結論

（1）赫章地區應存在較大的方解石礦資源潛力和尋找大中型方解石礦床的地質條件。應加強在埡都一蟒洞斷裂帶附近小斷裂和褶皺兩翼及核部構造碳酸鹽巖地區尋找方解石礦。

（2）采用地質鉆探手段對雙坪鄉方解石礦床進行了深部探測，發現方解石礦體在地下50m內礦石品質較好，隨著深度的增加，夾石及雜質曾高，厚度變薄。這為解決赫章地區方解石礦“深部預測”問題方面取得的較大突破，為將來進一步對其他礦區開展類似深部找礦工作提供基礎，使雙坪鄉方解石礦床成為赫章地區方解石礦“深部預測”的典型范例。

（3）赫章縣雙坪鄉方解石礦床的控礦因素有①產于石

烏蘭哈達地區早白堊世球粒流紋巖的稀土元素豐度較高，稀土總量∑REE為119.75～147.64，平均為133.41。炭系下一上統大埔組、上統黃龍組、馬平組；二疊系中統梁山組、棲霞組含礦巖系。大斷裂的次級小斷裂及褶皺構造，尤其是褶皺的傾伏端和轉折部位。