安徽無為砂頁巖礦床地質特征

黃佳星，丁園軍*

（江西有色地質勘查一隊，江西 鷹潭 335000）

無為水泥砂頁巖礦礦區位于安徽省無為縣城北東10°約16公里處，行政區劃隸屬蕪湖市無為縣石澗鎮潘家村，所在1∶5萬圖幅為石澗埠幅。自上世紀70年代始，陸續有地勘單位針對研究區及其周邊地區進行基礎性地質調查工作。2005年華東冶金地質勘查局815地質隊對礦區北部銀屏一帶部分地段的中志統墳頭組砂頁巖礦進行了調查了解和取樣分析。2010年9月，華東冶金地質勘查局815地質隊在礦區開展普查工作，提交了普查地質報告，并通過地表及深部工作，大致圈出4個粘土質原料礦體和6個硅質原料礦體，普查工作中對區域上不同單位、不同時間進行的地質工作較為全面，基礎地質較為豐富，礦產地質資料較齊全，為該地區的砂頁巖礦成礦遠景分析工作提供了依據。

1 區域地質

研究區大地構造位于揚子準地臺下揚子臺拗沿江拱斷褶帶巢湖穹斷褶束，銀屏褶皺束養虎山背斜中段[1-3]。區域地層區劃屬揚子地層區下揚子地層分區巢縣地層小區，沉積了一套由古生界～中生界的海相碳酸鹽巖～碎屑巖建造，印支～華力西運動褶皺抬升，形成區域斷褶束[2]。地層由老至新有志留系、泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系、白堊系、第四系。礦區僅見下志留統高家邊組上段（S1g3）～上泥盆統五通組(D3w)地層出露，五通組(D3w)與下伏地層呈假整合接觸。本區位于銀屏褶皺束養虎山背斜中段，養虎山背斜展布于照明山～東關斷裂北西側，全長約10km，寬5km，各段出露形態不同。研究區主要斷層有兩組，即北東向、北西向。北東向斷層為早期形成的斷層，位于礦區北西和西側，斷裂帶內破碎角礫明顯，局部地段可見有較大的凸鏡體，推斷早期具有強烈的剪切作用，后轉為張性活動[4]。北西向斷層形成相對較較晚。位于潘家大山西和北側。斷層通過處巖石破碎，可見斷層泥、斷層角礫巖，具張扭性特征。鄰近礦區西北和北部地層中有2條斷層，走向為北西西，北西規模較小，為左行平移斷層未延伸至礦區。礦區及附近地表未見巖漿巖出露，僅在勘查過程中的深部工程見巖漿巖脈體，出露巖性分別為煌斑巖和角閃輝綠玢巖。區內圍巖蝕變較弱，僅見有角巖化、硅化、高嶺土化、絹云母化等。區域非煤礦產以建筑石料和水泥石灰巖礦產為主，水泥灰巖資源豐富[3]。

2 礦床地質特征

礦區主要出露志留系下統高家邊組上段、志留系中統墳頭組、志留系上統茅山組、泥盆系上統五通組下段。地層走向220°-240°，傾向北西，傾角15°-30°。在山腳及山間低洼處分布第四系全新統。無為水泥配料用砂頁巖礦床為一單斜層狀礦體，賦礦層位于茅山組、墳頭組、高家邊組砂巖中，礦區可分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個礦層，其中Ⅰ礦層賦存于茅山組上段中；Ⅱ礦層賦存于茅山組下段和墳頭組上段中；Ⅲ礦層賦存于墳頭組下段和高家邊組上段中。三礦層均呈單斜層狀產出，傾向北西，傾角15°-30°，三層礦層分別呈整合接觸關系。該砂頁巖礦為一大型水泥配料用砂頁巖礦床，礦體嚴格受地層層位控制，礦體產狀和地層產狀基本一致。Ⅰ礦層分布于潘家大山山頂偏南側，呈窄條狀，礦層走向北東東向，傾向北西，310°-330°之間，傾角15°-30°賦存于茅山組上段中，礦石類型為硅質原料。Ⅱ礦層分布于潘家大山南側山腰處，呈寬帶狀，礦層走向北東東向，傾向北西，315°-330°之間，傾角15°-30°，賦存于茅山組下段與墳頭組上段中，礦石類型為粘土質原料。Ⅲ礦層分布于潘家大山南側山腰至山腳處，呈寬帶狀，礦層走向北東東向，傾向北西，315°-330°之間，傾角15°-30°，賦存于墳頭組下段與高家邊組上段中，礦石類型為硅質原料。

志留系下統高家邊組上段（S1g3）：厚度大于149.18米，其主要巖性特征包括下部為灰黃色薄-中薄層泥質粉砂巖、粉砂質泥巖，中部為黃綠色中薄層長石雜砂巖、泥質粉砂巖，上部為中厚、厚層灰白色灰色細粒長石石英砂巖，局部為灰黃色薄—中薄層泥質粉砂巖，分布于礦區的東南部，厚度較穩定，為Ⅲ號礦體的主要賦礦層位。

志留系中統墳頭組下段（S2f1）：分布于礦床東南坡半山腰偏南位置，厚度變化較大，88m～213m，此層是本次詳查Ⅲ號礦體的主要賦礦層位。其主要巖性特征為中厚-厚層灰白色、灰黃色石英細砂巖，局部夾有灰黃色、黃綠色泥質粉砂巖。志留系中統墳頭組上段（S2f2）：分布于礦床東南坡半山腰位置，厚度變化不大，約為129m，此層為Ⅱ號礦體的主要賦礦層位。其主要巖性特征為中厚-厚層灰黃色、黃綠色粉砂巖、粉砂質泥巖，局部夾有少量的灰黃色石英細砂巖。

志留系上統茅山組下段（S3m1）：分布于礦床東南坡山腰偏南地區，厚度變化較大，厚8m-56m，此層是Ⅱ號礦體的主要賦礦層位。其主要巖性特征如下為薄層、中薄層灰黃色、黃綠色泥質粉砂巖，下部夾有少量的灰黃色石英細砂巖。志留系上統茅山組上段（S3m2）：分布于礦床東南坡山頂偏南地區，厚度變化不大，厚約25.8m，此層是Ⅰ號礦體的主要賦礦層位。其主要巖性特征包括下部為薄層、中薄層灰白色石英細砂巖。上部為薄層紫紅色石英細砂巖，局部夾薄層灰色泥質粉砂巖。

泥盆系上統五通組下段（D3w1）：厚度大于105.14m，分布于礦床頂部和北西坡，為砂頁巖礦的頂板，其主要巖性特征包括最底部為灰白、淺紫色中—中厚層粗礫巖，厚約2m。下部為淺白—白色中厚層中—粗粒石英巖狀砂巖。中部為淺灰色中厚層中細粒石英砂巖，局部含鐵質石英砂巖。上部為乳白色—白色中—中薄層細粒石英砂巖，局部夾粉砂質頁巖。

礦區位于銀屏褶皺束養虎山背斜中段北西翼，地層總體走向220°-240°，傾向北西，傾角15°-30°，為一單斜構造，礦區內沒有發現較大的斷層。礦區地表未見巖漿巖出露，僅在兩個鉆孔中揭露煌斑巖和角閃輝綠玢巖?；桶邘r呈黃灰-灰綠色，似斑狀結構，塊狀構造。斑晶主要為斜長石、角閃石、輝石、黑云母，基質成分與斑晶成分一致，呈脈狀產出。角閃輝綠玢巖呈灰綠色，斑狀結構，基質呈輝綠結構，塊狀構造。斑晶主要為黑色短柱狀的輝石，分布均勻。巖脈規模較小，根據基本分析樣的分析結果，脈巖對原巖的化學成分沒有發生改變，巖體對礦體礦石質量整體影響不大。以上三條脈巖都是通過鉆孔深部鉆探取芯，均為新鮮基巖，從分析結果來看，脈巖硅含量較砂巖明顯降低。

礦區Ⅰ號礦體西起7線西側山腰上，向東延伸至東側潘家大山山腳，因此由7、5、3、1、0、2、4、8八條勘探線控制。礦區Ⅱ號礦體西起7線西側山腰上，向東延伸至東側潘家大山山腳，由7、5、3、1、0、2、4、8 八條勘探線控制。礦區Ⅲ號礦體西起7線西側山腰上，向東延伸至東側潘家大山山腳，由7、5、3、1、0、2、4、8 八條勘探線控制。Ⅰ號礦體、Ⅱ號礦體、Ⅲ號礦體厚度變化系數均較小，Ⅰ號礦體變化系數為23.08%，Ⅱ號礦體變化系數為10.70%，Ⅲ號礦體厚度變化系數為16.61%，說明沿走向上礦體厚度變化較小。整個礦體厚度非常穩定，為厚度變化穩定類型礦床。Ⅰ號礦體、Ⅱ號礦體、Ⅲ號礦體寬度變化系數均較小，Ⅰ號礦體變化系數為17.82%，Ⅱ號礦體變化系數為11.36%，Ⅲ號礦體寬度變化系數為16.82%，說明沿走向上礦體寬度變化較小。整個礦體寬度非常穩定，為寬度變化穩定類型礦床。礦體出露標高隨地形起伏變化較大，且同一勘探線上各礦體出露標高也相差較大，礦體賦存標高為+290m～+80m，其中Ⅰ號礦體賦存標高為+290m～+80m，Ⅱ號礦體賦存標高為+273m～+80m，Ⅲ號礦體賦存標高為+201m～+80m。

3 礦石特征

礦區內礦石主要由泥質粉砂巖、粉砂質泥巖、長石石英砂巖、石英細砂巖以及粉砂巖組成。其中硅質原料的自然類型主要為長石石英砂巖、石英細砂巖；粘土質原料的自然類型主要為泥質粉砂巖、粉砂質泥巖和粉砂巖[1-3,6]。依據礦石自然類型的不同，礦石礦物成分、結構等均有差異，分述如下：

硅質原料包括長石石英砂巖以及石英細砂巖，其中，長石石英砂巖主要礦物成分為石英（79%）、長石（7%）、泥質膠結物（14%）、絹云母（10%），重礦物見少量的電氣石。礦石為砂狀結構，塊狀構造。石英細砂巖主要礦物為石英（93%）、絹云母（6%）及少量不透明礦物，重礦物見少量的電氣石。礦石為粒狀、砂狀結構，塊狀構造。

粘土質原料包括泥質粉砂巖、粉砂巖以及粉砂質泥巖，其中，泥質粉砂巖主要礦物為石英（54%）、長石（3%）、少量白云母、絹云母（15%）、泥質（27%）以及少量不透明礦物，重礦物見微量電氣石。礦石為砂狀、粉砂狀結構，薄層狀構造。粉砂巖主要礦物為石英（65%）、長石（6%）、絹云母（15%）、膠結物為泥質（13%）、少量不透明礦物，重礦物見微量電氣石。礦石為砂狀結構，薄層狀構造。粉砂質泥巖主要礦物為石英（20%）和少量白云母、膠結物為泥質（80%），其中次生礦物為絹云母（63%）、綠泥石（6%），重礦物見少量電氣石。礦石為砂狀結構、粉砂質泥質結構，薄層狀構造。

4 結論與討論

本次研究對潘家大山水泥配料用砂頁巖礦床的賦礦層位，礦層的分布規律、形態、產狀、規模、厚度變化、礦石質量及變化特征，礦石自然類型和工業品級均基本查明；基本查清了礦石中有害組分的含量；基本查明了礦床水文、工程地質及環境地質條件，礦床開采技術條件屬Ⅱ-2類型。礦床的研究程度基本能滿足本次詳查工作的要求，可以作為礦山開采設計的依據。粘土質配料（Ⅱ號礦體）主要賦存于茅山組與墳頭組中，硅質配料Ⅰ號礦體賦存于茅山組中，Ⅲ號礦體賦存于墳頭組和高家邊組中，礦石質量較穩定。

綜合礦區賦礦地層，結合區域地質特征分析，在該區域，茅山組、墳頭組和高家邊組地層均為水泥配料用砂頁巖的賦礦層位和找礦標志[1,3,5]。本礦區地形有利于自然排水，受大氣降水補給，主要礦體位于當地侵蝕基準面以上，能夠利用地形自然排水。水文地質條件簡單。本區地質構造較簡單，裂隙較發育、斷層不發育。因巖石風化、裂隙影響，邊坡局部穩定性較差，工程地質條件中等。本區區域地質環境較穩定，無原生地質環境問題。綜上所述本礦床為開采技術條件中等條件的礦床。