永安市槐南礦區灰巖礦地質特征及礦床成因

池垂銘

（中國建筑材料工業地質勘查中心福建總隊，福建 福州 350001）

1 區域地質特征

礦區位于閩西南凹陷帶北部，廣平～龍巖復式向斜之東翼。區內出露地層主要有下二疊統～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。

（1）區域地層。上泥盆統安砂群桃子坑組(D3tz)、下石炭統林地組（C1l）、下二疊統船山組～中二疊統棲霞組（P1c～P2q）、中二疊統文筆山組（P2w）、中二疊統童子巖組（P2t）、上二疊統翠屏山組（P3cp）、上二疊統羅坑組（P3l）、上侏羅統長林組（J3c）和第四系（Q）殘破積層等。

（2）區域構造。區域內斷裂構造較為發育，且相互切割，主要構造方向為北西向和東西向兩組。

2 礦區地質特征

2.1 地層

礦區出露地層較簡單（見圖1），由老至新分述如下：

（1）下石炭統林地組(C1l)。分布于礦區的北部及東部，地層傾向330°～355°，傾角5°～28°。巖性主要為灰白色變質石英砂巖，局部為含礫粗砂巖、石英砂礫巖，巖石具不同程度變質。變質石英砂巖呈變余砂狀結構、不等粒鑲嵌變晶結構，塊狀構造、碎裂構造，主要礦物成分為石英、絹云母及白云母及少量綠泥石、金屬礦物等。為礦區含礦地層的底板，與上覆地層呈不整合接觸。

（2）下二疊統船山組～中二疊統棲霞組（P1c～P2q）。分布于礦區的中部，為灰巖礦含礦層位，地層呈單斜層狀產出，走向北東，總體傾向北西310°～340°，與下石炭統林地組地層呈不整合接觸。巖性為淺灰色、灰白色中厚層～巨厚層狀大理巖，夾(含)泥炭質大理巖、含硅質團塊大理巖、(含)白云質大理巖，局部具矽卡巖化、硅灰石化。礦石以細?！辛Ｗ兙ЫY構為主，呈中厚層狀、塊狀構造、條紋狀構造、縫合線構造。巖石主要礦物成分為方解石，呈半透明狀，具玻璃光澤，含量95%～99%，粒度直徑多大在0.2mm～3mm左右，方解石呈自形～半自形變晶，彼此緊密鑲嵌產出；局部泥炭質物充填于縫合線構造中；巖石中見有方解石呈細脈或小透鏡體狀充填于裂隙中。

圖1 礦區地質略圖

（3）中二疊統童子巖組（P2t）。主要分布于礦區西部。巖性為淺灰、灰黑色薄層狀泥巖、粉砂巖。其地層傾向270°～355°，傾角25°～45°，與下伏地層呈斷層接觸。

（4）第四系（Q）。分布于大部分地帶。巖性主要為黃褐色、土黃色的含礫、碎石粘土與砂質粘土。礫、碎石一般見有石英顆粒、砂巖、泥巖與大理巖碎塊等，呈松散狀，為沖洪積、殘坡積層。厚度2.36m～61.32m。

2.2 構造

礦區內共見有2條斷裂構造，分別為F1、F2，分述如下：

（1）F1斷層。位于礦區西部，礦區內出露長約1800m，走向近南北向，傾向西，傾角60°～70°。為一正斷層，上盤地層為中二疊統童子巖組地層，下盤地層為下二疊統船山組～中二疊統棲霞組地層。為礦體的西部邊界。

（2）F2斷層。位于礦區北部、東部，區內出露長約1600m，斷層北部走向北西至南東，東部走向近南北向。下盤地層為下石炭統林地組地層，上盤地層為下二疊統船山組～中二疊統棲霞組。為一正斷層。為礦體的北部與東部邊界。

2.3 巖漿巖

礦區內巖漿巖較發育，主要表現為燕山旋回早期花崗閃長巖巖體（γδJ1）及4條閃長玢巖脈（δμ）。

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（1）花崗閃長巖巖體（γδJ1）。大面積出露于礦區南東部和北東部，巖性為灰白色中～中細?；◢忛W長巖，呈中～中細粒花崗結構，塊狀構造。巖石由斜長石、鉀長石、石英、黑云母和角閃石及少許副礦物組成。巖體與林地組地層及船山組～棲霞組地層呈噴發不整合接觸。該巖體大部分位于采礦證外，對礦體影響破壞較小。

（2）區內4條閃長玢巖脈均呈脈狀產出。巖性為淺灰色、淺灰綠色，斑狀結構，塊狀構造，基質主要成分主要為長石礦物、云母、方解石、簾石礦物等；斑晶為長石、石英、云母；石英斑晶呈六方自形～半自形；長石斑晶呈寬板狀，自形，寬聚片雙晶，少數方解石交代；云母斑晶呈片狀，氧化鐵化嚴重；斑晶分布均勻。

礦區內4條閃長玢巖脈，由南往北分別為δμ1、δμ2、δμ3、δμ4，分述如下：①δμ1：分布于礦區南部，呈脈狀展布，走向北東，傾向南東，傾角50°～75°，地表沿走向出露長約1065m，寬8m～24m，真厚度7m～18m。該脈對含礦地層的內部結構造成了破壞。②δμ2：分布于礦區南中部，呈脈狀展布，走向北東，傾向南東，傾角58°～64°，地表沿走向出露長1290m，寬5m～19m，真厚度4m～10m。該脈對含礦地層的內部結構造成了破壞。③δμ3：分布于礦區北中部，呈脈狀展布，走向近東西向，傾向南，傾角50°～70°，地表沿走向出露長約690m，寬15m～19m，真厚度約20m。該脈對含礦地層的內部結構造成了破壞。④δμ4：分布于礦區北部，呈脈狀展布，走向東西向，傾向南，傾角60°～70°，地表沿走向出露長約500m，寬15m～20m，真厚度18m～22m。該脈對含礦地層的內部結構造成了破壞。

2.4 變質作用

礦區內主要變質作用為含礦地層中的灰巖經變質作用形成以細?！辛Ｗ兙ЫY構為主的大理巖。

3 礦床特征

3.1 礦體特征

礦區內灰巖礦賦存于下二疊統船山組～中二疊統棲霞組（P1c～P2q）地層中，共圈定出一個礦體。

礦體沿走向長650m～1000m，沿傾向方向寬500m～1000m；礦體頂板賦存標高為+445m～+860m，最低開采標高為+395m，相對高差50m～465m。地形總體上呈單面坡形態，由北向南逐漸升高。礦體呈一單斜構造形態，層狀產出，其產狀與地層產狀基本一致，走向北東，傾向310°～340°，傾角20°～45°。礦體最大真厚度約156m，最小真厚度約56m，平均真厚度106m。巖性為淺灰色、灰白色中厚層～巨厚層狀大理巖，夾(含)泥炭質大理巖、(含)白云質大理巖，局部具矽卡巖化、硅灰石化。礦區內共有5層夾石層。礦體西部邊界為中二疊統童子巖組（F1斷層），北部和東部邊界為F2斷層，南部邊界為采礦證邊界。

3.2 礦石質量

（1）礦石結構、構造。礦石結構：細粒變晶結構、中粒變晶結構。礦石構造：塊狀構造、中厚層狀構造、縫合線構造、條紋狀構造。

（2）礦石礦物成分。礦石主要礦物成分為方解石（93%～99%），及少量泥炭質物、石英、白云石。

（3）礦石自然類型。礦石自然類型分為細粒變晶大理巖、中粒變晶大理巖兩種。

（4）礦體圍巖及夾石。灰巖礦賦存于下二疊統船山組～中二疊統棲霞組（P1c～P2q）地層中。直接頂板為中二疊統童子巖組（P2t）地層，呈斷層接觸。間接頂板為第四系殘坡積層（Q）。底板為下石炭統林地組(C1l)地層，呈不整合接觸。

夾石巖性種類有兩類：①泥炭質大理巖：呈深灰色、灰黑色，細粒鑲嵌變晶結構，塊狀構造、條帶狀構造。主要礦物成份為方解石、泥炭質及石英，呈自形～半自形彼此緊密鑲嵌，泥炭質多沿裂隙及層面分布，局部見有大量的方解石脈及石英細脈交錯穿插。②白云質大理巖：淺灰白色，細粒變晶結構，塊狀構造。主要礦物成份為方解石、白云石及少量石英，白云石粒度小于0.1mm，呈自形等粒變晶彼此緊密鑲嵌，內部棱面解理清晰且發育良好，局部見有方解石～白云石～石英脈交錯穿插。

4 礦床成因及找礦標志

4.1 礦床成因

灰巖礦床形成于早二疊系～中二疊系，屬海相沉積巖變質而成。在早二疊系，本區開始下降，接受第一次海侵，形成較大范圍的淺海沉積盆地，以同源碳酸鹽沉積為主，沉積環境相對穩定，沉積物來源單一，沉積了一套厚度較大、巖性較均一的船山組碳酸鹽巖建造。到中二疊系，本區進入海退期，沉積環境動蕩，沉積盆地逐漸縮小，陸源物質滲入逐漸增多，氧化條件有所增強，氣候溫和，底棲生物繁盛，沉積了一套中厚～厚層狀，含硅、鎂、有機質的含燧石結核灰巖、白云質灰巖、炭質泥晶灰巖、炭質粉砂巖等。

礦床沉積后受后期構造運動影響，礦床原始沉積位置發生移動，再隨著后期巖漿巖侵入、變質作用的改造，灰巖變質形成大理巖，就形成了現在的礦床。

4.2 找礦標志

本礦區的大理巖礦床為淺海相沉積礦床經變質作用形成的。下二疊統船山組～中二疊統棲霞組（P1c～P2q）地層為尋找灰巖礦床的直接標志，中二疊統童子巖組（P2t）地層為尋找灰巖礦床的間接標志。