鶴峰縣大典河滑石礦床地質特征及區域找礦潛力分析

黃 強， 方喜林， 孔繁河， 李哲武

(湖北省地質局 第二地質大隊，湖北 恩施 445000)

鶴峰縣大典河滑石礦區位于湖北省鶴峰縣東南直距約47 km處走馬鎮大典河一帶。2017—2018年，湖北省地質局第二地質大隊在大典河礦區開展了滑石礦勘查工作，通過勘查，發現小型滑石礦床1處[1]。根據大典河滑石礦的勘查成果，對大典河滑石礦床地質特征進行闡述，并淺析礦床成因及區域找礦潛力。

1 區域地質背景

區域地層區劃隸屬揚子區八面山小區，區域地層發育較齊全，出露南華系(Nh)—中寒武統覃家廟組(∈2q)等沉積地層，巖類以碳酸鹽巖類為主，碎屑巖類次之。在走馬—東山峰背斜核部紅羅溝一帶有上元古界青白口系張家灣組(Qbz)淺變質巖系和小規模的煌斑巖脈出露。

大典河礦區在大地構造位置上處于上揚子古陸塊(Ⅱ2)上揚子南部被動邊緣褶沖帶(Ⅱ2-3)八面山臺地褶皺帶(Ⅱ2-3-1)長陽—秀山臺褶束(Ⅱ2-3-1-2)的腹部(圖1)。區域上最為顯著的構造是一系列北東向弧形褶皺和斷裂，系區內規模最大的骨干構造。主要褶皺、斷裂分布具左移雁行，南西端折尾之特點，斷裂的各種分支斷裂發育。褶皺以走馬—東山峰背斜為主，為區內主體褶皺構造，斷裂構造以孟家溝—清官渡斷裂、自生橋斷裂和碑埡—官屋場斷裂最為明顯，具多期活動特征。

區域礦產以沉積礦產為主，主要礦產有寒武系的釩、鉬礦和震旦系磷礦、滑石礦等。

圖1 區域構造綱要圖Fig.1 Outline of regional structure1.背斜軸；2.向斜軸；3.斷裂及編號；4.礦區。

2 礦區地質特征

2.1 地層

礦區內出露下寒武統石牌組(∈1sp)—上震旦統燈影組二段(Z2∈1d2)等沉積地層(圖2)，另有第四系大面積分布，區內無變質巖、巖漿巖。由于斷層影響破壞，地層出露不完整，缺失燈影組一段、三段，陡山沱組一段、三段地層。現由新至老分敘之。

(1) 第四系(Q)。黃色、土黃色亞粘土—亞砂土夾云巖碎塊，結構疏松松軟，各處厚度不一、變化大。主要分布于礦區北部和東部外圍。與下伏地層呈角度不整合接觸。厚0～10.0 m。

(2) 下寒武統石牌組(∈1sp)。深灰色、淺灰綠色水云母頁巖，含粉砂質水云母頁巖夾條帶狀灰巖，水平層理發育。分布礦區南部外圍。屬陸棚相沉積。厚>40.00 m。

(3) 下寒武統牛蹄塘組(∈1n)。上部為灰、深灰色中層狀含云質灰巖；中部為灰黑色水云母頁巖、含粉砂質頁巖，具水平層理，含星點狀條帶狀黃鐵礦；下部為灰黑色、黑色含碳硅質巖夾粉砂質頁巖、炭質頁巖，水平層理發育，含黃鐵礦和磷質結核。分布礦區南部外圍。早、中期屬陸棚邊緣盆地相，晚期為淺海陸棚相沉積。與下伏地層呈斷層接觸。厚>80.00 m。

圖2 大典河礦區地質圖Fig.2 Geological map of Dadianhe mining area1.第四系；2.下寒武統牛蹄塘組、石牌組并層；3.上震旦統—下寒武統燈影組二段；4.下震旦統陡山沱組二段；5.實測地質界線；6.角度不整合地質界線；7.逆斷層及編號；8.地層產狀；9.滑石礦礦體；10.圖切地層剖面位置及編號；11.勘探線位置及編號；12.已施工剝土工程位置及編號；13.以往采坑位置及編號；14.已施工鉆孔位置及編號、高程；15.礦區范圍及拐點編號。

(4)上震旦統—下寒武統燈影組二段。該段為礦區內主體巖層。上、中部為淺灰色、灰色薄層夾少量中層狀云巖，中部近底部夾滑石礦一層；下部為淺灰色—深灰色薄層狀云巖，局部夾淡黃色含磷云巖條帶(條帶寬2.2～8.5 cm)、平行及斜交層面的白云石脈或團塊和深灰色豆粒狀含磷云巖透鏡體。水平層理發育，為碳酸鹽巖臺地潮坪相沉積。與下伏地層呈斷層接觸。厚>200.00 m。

(5) 下震旦統陡山沱組二段(Z1d2)。黑色薄層狀泥質云巖，泥—粉晶結構，局部見星散狀及結核狀黃鐵礦，水平層理發育。分布于礦區北部外圍。屬臺地潮下低能海灣相沉積。厚>88.0 m。

2.2 構造

礦區位于走馬—東山峰背斜南西段之南東翼，地層傾向133°～177°，傾角23°～48°，沿傾向方向具波狀起伏，在礦區東部傾角顯著變陡達66°～74°，且沿傾向顯示出強烈揉曲現象。總體呈一向南東傾的單斜式構造。

礦區內部斷裂構造不發育，僅在礦區北部、南部邊界處局部見到兩條斷裂蹤跡，對本區礦體破壞和影響性小。

(1) F1斷裂。區域上謂之胡家灣斷裂，該斷裂面產狀167°∠87°，斷面舒緩波狀，破碎帶寬50 m，壓裂巖及壓性片理發育[2]。北盤為灰黑色薄層狀含炭泥質云巖，產狀5°∠41°，產狀為155°∠67°節理發育，巖性破碎；南盤為淺灰—深灰色薄層云巖，產狀155°∠46°，產狀為289°∠40°節理發育，巖性破碎。

(2) F2斷裂。區域上稱之為碑埡—自生橋斷裂，平面上呈向北西突出的“S”型展布，斷面產狀變化頗大，桃樹埡為125°∠36°，向東轉為142°∠54°～70°。斷裂兩盤均為下寒武統—上震旦統燈影組二段之淺灰色薄層狀云巖，斷距約500 m，破碎帶寬約12 m，具三期活動特征，第一期為壓性，破碎帶中的泥質泥晶云巖、壓裂巖、碎斑巖、壓裂巖基本保持原巖結構，裂紋發育，泥、硅、鈣質充填，碎斑巖顆粒大小1～5 mm，具明顯的圓化，巖粉及少量碳酸巖膠結，膠結一般；第二期為左旋壓扭性，將碎斑巖改造為透鏡體，產狀為132°∠56°壓性分支裂面反映了它的活動性質；笫三期為扭性，活動較弱，局部見3～7 mm斷層泥和燈影組中的牽引現象[2]。

綜上，礦區總體為一向南東傾的單斜式構造，地質構造復雜程度屬簡單類型。

3 礦床地質特征

3.1 礦體(層)特征

滑石礦體位于上震旦統—下寒武統燈影組二段中部近底部，賦礦一層，層位固定穩定(圖3、表1)。礦體頂、底板巖性相同，均為淺灰色薄層夾中層狀云巖。礦體總體走向北東，走向延展長度>430.00 m，沿傾向延深>100.00 m，傾向145°～175°，地表淺部由于受F1斷層影響，傾角明顯變陡達39°～48°，深部傾角顯著變緩為20°～29°。礦體空間形態呈似層狀、透鏡狀大致與圍巖整合產出，形態簡單，邊界規則，礦與非礦一目了然(圖4)。

表1 樣品分析結果表Table 1 Sample analysis results

圖3 4號勘探線剖面圖Fig.3 Profile of exploration line 41.第四系；2.上震旦統—下寒武統燈影組二段；3.第四系坡積物；4.白云巖；5.滑石礦體；6.逆斷層及編號；7.鉆孔位置(編號/標高)及孔深；8.采坑位置及編號；9.地層產狀。

圖4 滑石礦體地表產出特征Fig.4 Surface occurrence characteristics of talc ore body

地表礦體厚1.47～9.03 m，平均厚5.06 m，變化系數為57%。從總體上看，礦體厚度中心位干CK1-BT1處，厚度為5.49～9.03 m，向北東、南西端厚度顯著變薄；鉆孔中礦體厚3.53～7.40 m，平均厚5.14 m，變化系數39%；全區礦體厚1.47～9.03 m，平均厚5.08 m，厚度變化系數50%，屬較穩定型礦體。

礦體地表滑石含量31.77%～55.86%，平均39.7%，變化系數17%，在局部地段因風化作用滑石含量明顯增高達49.9%～55.86%；深部礦體滑石含量32.46%～44.70%，平均36.94%，變化系數9%；整個礦體滑石含量31.77%～55.86%，平均38.69%，變化系數15%。

3.2 礦石質量特征

(1) 礦石的物質組分。滑石礦石主要呈灰白色，滑感顯著，礦石礦物成分主要為滑石，脈石礦物主要為白云石、石英及少量方解石(含量0.5%～4%)。

滑石：含量36%～38%，片徑一般為0.05～0.20 mm，最大達0.50 mm，主要呈片狀集合體連續定向分布，構成片狀、條帶狀或條紋狀構造，少部分滑石呈顯微鱗片狀集合體組成團絮分布，常包裹石英顆粒。

白云石：含量32%～50%，呈半自形菱面體及他形粒狀結構，粒徑一般0.03～0.10 mm，部分晶粒整體被壓扁拉長沿滑石片理定向分布。

石英：含量7%～12%，他形粒狀結構，粒徑一般0.01～0.03 mm，部分重結晶至0.05～0.1 mm，呈集合體聚集與白云石混雜分布，相對集中時形成條帶，或散布于滑石片理間，部分顆粒被壓扁拉長。

(2)礦石化學成分。本區礦石主要化學成分：SiO2含量28.96%～42.35%，平均35.41%；MgO含量22.25%～26.47%，平均23.45%；CaO含量10.29%～19.35%，平均15.43%；Fe2O3含量0.02%～0.16%，平均0.09%；白度55%～82%，平均67%；燒失量18.02%～27.52%，平均24.76%。

礦石組合樣分析平均：MgO 22.67%，SiO233.26%，Al2O30.057%，酸不溶物40.81%，燒失量27.44%。

多元素分析平均：CaO 15.97%，K2O 0.028%，Na2O 0.049%，Cr2O30.001 3%，MnO 0.01%，TiO20.037%，P2O50.19%，CO224.82%，H2O+1.20%，Cu 71.95×10-6，Pb 1.77×10-6，Zn 223×10-6。

(3) 礦石的結構構造及礦石類型。礦石的結構構造簡單，主要為粒狀片狀變晶結構；條帶狀構造，主要由片徑為0.05～0.20 mm滑石集合體連續定向排列而顯現。礦石自然類型簡單，主要為塊狀滑石，次為片狀滑石(圖5)。工業類型為白云石—滑石型。

圖5 滑石礦石偏光顯微鏡下特征Fig.5 Characteristics of talc ore under polarizing microscope

4 礦床成因

(1) 礦石具片狀粒狀變晶結構、條帶狀構造，滑石呈片狀集合體連續定向分布，白云石、石英顆粒被壓扁拉長，這些特點均反映了與動力變質作用有關的壓力—重結晶作用形成的礦石結構，這也就是說，本區滑石礦的成礦作用不僅經歷了沉積過程，其后期也經歷了動力變質作用的疊加。

(2) 從構造方面看，礦床位于走馬—東山峰背斜南東翼，走向斷裂發育，礦體分布于兩條走向斷裂所夾持的塊體中，受北東向構造控制，礦體中具片理化和揉皺折曲現象，見摩擦鏡面、擦痕，說明礦床受到構造(主要為層間滑動)的強烈影響。

綜上所述，本區滑石礦床的成因與地層、構造及動力變質作用有關，初步認為本區礦床成因類型應屬于沉積—變質型礦床。

5 區域找礦潛力分析

湖南省石門縣清官渡滑石礦區位于走馬—東山峰背斜南東翼，區內出露地層為震旦系下統陡山沱組、上統燈影組及寒武系下統牛蹄塘組，地層走向北東，傾向南東，局部出現倒轉，發育有一系列走向斷層。清官渡滑石礦賦存于燈影組下段，賦礦兩層，礦體一般厚0.8～3.93 m，長110～1 260 m，呈層狀、似層狀產出[3]。從清官渡礦區采集的滑石礦巖礦鑒定樣、化學樣分析結果見表2。

表2 大典河礦區與清官渡礦區滑石礦石質量特征對比Table 2 The quality characteristics comparison of talc ore betweenDadianhe mining area and Qingguandu mining area

從表2可以看出，本區滑石礦除SiO2含量偏低、燒失量高外，其它質量特征與清官渡滑石礦基本一致。

本區與清官渡礦區相鄰，均位于走馬—東山峰背斜南東翼，兩礦區之間燈影組地層分布廣泛，走向斷層發育，成礦地質條件優越，故在大典河—清官渡一帶沿賦礦層位尋找滑石礦潛力巨大(圖6)。

圖6 大典河—清官渡地區地質圖Fig.6 Geological map of Dadianhe-Qingguandu area1.中寒武統高臺組；2.下寒武統石龍洞組；3.下寒武統天河板組；4.下寒武統石牌組；5.下寒武統牛蹄塘組；6.上震旦統—下寒武統燈影組；7.下震旦統陡山沱組三段；8.下震旦統陡山沱組二段；9.下震旦統陡山沱組一段；10.上南華統南沱組；11.上南華統古城組與大塘坡組并層；12.下南華統蓮沱組；13.地質界線；14.地層產狀；15.正斷層；16.逆斷層；17.性質不明斷層；18.推測斷層；19.礦區范圍；20.找礦遠景區。

6 結論

(1) 大典河滑石礦床的成因與地層、構造及動力變質作用有關，屬于沉積—變質型礦床。

(2) 大典河滑石礦體賦存于上震旦統—下寒武統燈影組二段中部近底部，賦礦一層，呈似層狀、透鏡狀大致與圍巖整合產出。礦石具粒狀片狀變晶結構、條帶狀構造。礦石自然類型為塊狀滑石、片狀滑石，工業類型為白云石—滑石型。

(3) 在大典河—清官渡一帶，成礦地質條件優越，沿賦礦層位尋找滑石礦潛力巨大，是今后找礦和勘查的工作重點。