廣西來賓市某冶金熔劑用石灰巖礦地質特征及礦床成因簡析

何芝慧，孫明行，譚 斌，葉家輝

（廣西壯族自治區地質調查院，廣西 南寧 530023）

石灰巖是碳酸鈣產業發展的重要原料，廣泛運用于水泥、冶金、化工等領域。來賓市石灰巖資源儲量大，質量優良，近年來，市政府及相關部門大力發展石灰巖加工產業。隨著外地玻璃生產廠家、鋼企，以及建材、陶瓷、橡膠等工業對碳酸鈣的需求增加，目前碳酸鈣礦產品產量遠遠不能滿足市場需求。因此增大碳酸鈣產能，合理開發利用石灰巖礦，尋找優質礦產，成為了來賓市迫切需要解決的問題[1]。

1 地質背景

該熔劑用石灰巖礦位于來賓市興賓區蒙村鎮，行政區劃屬來賓市興賓區蒙村鎮管轄，距離來賓市約30 公里，交通較為便利。大地構造位置位于華南板塊（一級）-華南活動帶（二級）-桂中-桂東褶皺系（三級）-桂中凹陷（四級）。桂中凹陷是晚古生代凹陷最深的地區，基底未露，東部邊緣為下泥盆統濱岸相碎屑巖外，廣泛分布碳酸鹽巖，以平緩開闊褶皺為主，構造線方向為北東和北西向，或南北向和東西向。

下、中泥盆統砂頁巖和碳酸鹽巖厚達三千余米，晚泥盆世沉積最厚達1800m 的上泥盆統碳酸鹽巖。忻城縣—來賓市良塘一帶，中石炭世—早二疊世碳酸鹽巖厚2500m ～3000m，石灰巖礦潛力巨大。

區域礦產資源較豐富，多金屬礦床有鎢、錫、鉛、鋅、銅、金等；黑色金屬礦床有錳礦；能源礦床有煤礦；非金屬礦有灰巖、白云巖等。

2 礦區地質

2.1 地層

礦區地層格上石炭統大埔組（C2d）、上石炭統黃龍組（C2h）、上石炭統—下二疊統馬平組（C2P1m）和第四系臨桂組（Ql）。

大埔組（C2d）：＞5.2m，未見底。主要分布于礦區東部、東北部，大致呈北北東走向，傾向西西北。主體巖性為淺灰白色厚層狀白云巖夾淺灰色中層狀白云質灰巖，比例約3：1。

黃龍組（C2h）：主要分布于礦區中部，平面上露頭呈南北向橫穿整個礦區，走向北北東，傾向西西北。主體巖性為石灰巖，自底部向上白云質含量逐漸增加趨勢。下部主體巖性為淺灰—灰色厚層—塊狀微晶砂屑灰巖、生物屑砂屑灰巖和藻紋層灰巖，向上單層厚度減薄為中層狀，夾少量厚層砂屑微晶灰巖、中—厚層含生物屑砂屑微晶灰巖和細晶白云巖；中部主體為灰色中—厚層狀含生物屑砂屑灰巖夾薄層狀藻紋層白云巖、白云質灰巖和棘屑灰巖；上部主體為厚層狀細晶白云巖，夾少量的中—厚層狀白云質砂屑灰巖。為半局限半臺地相沉積。

本次以厚層—塊狀細晶白云巖的出現為標志，自下至上，將黃龍組劃分為五段，分別列述如下：

黃龍組一段（C2h1）：厚約87.6m，主體為淺灰—灰色厚層—塊狀微晶砂屑灰巖—生物屑砂屑灰巖—藻紋層灰巖沉積旋回，頂部以藻紋層灰巖或者巨厚層灰巖結束、白云巖的出現為標志。

黃龍組二段（C2h2）：厚約93.90m，主體為灰—深灰中層夾厚層砂屑微晶灰巖、灰色中厚層含生物屑砂屑微晶灰巖，頂部出露一段約3m 厚細晶白云巖[2]。

黃龍組三段（C2h3）：厚約231m，主體為灰色厚層狀生物屑砂屑灰巖和粉—細晶灰巖夾薄層藻紋層白云質灰巖巖。

黃龍組四段（C2h4）：厚約263.1m，主體巖性為灰色厚層—塊狀生物屑灰巖夾棘屑灰巖與中厚層狀白云巖、白云質灰巖互層，礦區內大致可分為兩個互層。

黃龍組五段（C2h5）：厚約73.5m，主體巖性為灰色厚層狀細晶白云巖夾灰色中—厚層狀白云質砂屑灰巖。

馬平組（C2P1m）：主要分布于礦區的西部，為冶金熔劑用灰巖的主要賦存層位；平面上露頭呈南北向橫穿整個礦區，走向北北東，傾向西西北。主體巖性為石灰巖，局部出露少量白云巖。其中，下部主體巖性為淺灰色厚層—塊狀生物屑微晶灰巖夾生物屑砂屑灰巖、蜓灰巖，向上單層厚度略有減薄，呈薄—中層狀；中部主體巖性為厚層—塊狀生物屑灰巖夾灰色厚層狀白云質灰巖，局部發育少量薄層狀白云巖；上部主體為灰色厚層—塊狀生物屑砂屑灰巖；頂部出露白云巖和白云質灰巖。此次勘查工作，以單層厚度變化和顏色所代表的沉積環境為標志，將馬平組自下至上劃分為三段，分述如下：

馬平組一段（C2P1m1）：厚約171.1m，主體巖性為淺灰色厚—塊狀生物屑微晶灰巖夾生物屑砂屑灰巖、蜓灰巖，頂部為灰色薄—中層砂屑灰巖。

馬平組二段（C2P1m2）：厚約173.1m，主體巖性為灰色—深灰色厚層—塊狀生物碎屑微晶灰巖，夾灰色中厚層狀砂屑灰巖、灰色中厚層狀泥晶灰巖、灰色中—厚層狀白云質灰巖，頂部發育中—厚層狀白云質灰巖。

馬平組三段（C2P1m3）：厚約218.2m，下部主體為灰色厚層—巨厚層砂屑生物屑灰巖；中部局部夾白云質灰巖；頂部出露3m ～5m 厚的白云巖—白云質灰巖。

棲霞組（P2q）：厚度＞14.4m，未見頂。主要分布于礦區外，調查區的西北部，走向北北東，傾向西西北，以蓋帽的形式殘余分布于和尚嶺頂部。主體巖性為深灰色中層狀生物屑微晶灰巖夾灰色中層狀生物屑灰巖，發育少量硅質巖夾層。

臨桂組（Ql）：分布較為廣泛，主要分布于礦區范圍內山溝及洼地中或主山體的環形外圍。主要為強風化殘坡積物，成分為棕褐色粘土、亞粘土、礫石等。

2.2 構造

礦區內構造較為簡單，地層以單斜產出，總體產狀穩定且平緩，傾向北西西，產狀變化范圍為260°～307°∠10°～30°。

礦區內發育兩期主要構造，分別為第一期北東向張扭性斷裂和第二期近東西向張性斷裂構造，根據揭露工程樣品化驗分析，斷裂對礦石質量影響較小。

3 礦體特征及成因

3.1 礦體形態

本礦床屬局限半局限臺地-開闊臺地相沉積碳酸鹽巖露天礦床。礦區屬峰叢洼地地貌，由多座呈塔狀或錐狀的山峰組成，最高峰位于礦區中部，峰頂高程288.80m；最低為西面洼地，高程89.4m。

礦區賦礦層位主要為馬平組、黃龍組，分布于礦區中西部，巖性主要為淺灰色厚層—塊狀微晶灰巖、生物屑微晶灰巖夾生物屑砂屑灰巖，局部夾1 層～2 層中層狀白云質灰巖，整體呈單斜層狀產出，礦體出露最大標高288.80m，產狀與地層產狀基本一致，傾向為270°～315°，傾角10°～25°，平均為291°∠18°。根據礦體分布特點和勘查工作特點，熔劑用石灰巖分為：X1、X2 號兩個礦體。現將兩個礦體主要特征敘述如下：

X1 號礦體：賦存于馬平組中，分布于礦區西部，巖性主要為淺灰色厚層—塊狀生物屑微晶灰巖夾生物屑砂屑灰巖，偶夾1 層～2 層白云質灰巖，整體呈單斜層狀產出，礦層東西長超過1100m，南北寬約0m ～130m。礦體出露最大標高288.80m，產狀與地層產狀基本一致，傾向為270°～315°，傾角10°～25°，平均為291°∠18°。

X2 號礦體：賦存于黃龍組三段中，分布于礦區中部，巖性主要為灰色厚層-塊狀生物屑灰巖夾微晶灰巖，往上夾有數層薄層紋層狀白云巖、白云質灰巖，礦體分布連續，沿大致南北走向長度約2050m，延出勘查區外，礦體寬度215m ～810m，礦體出露最大標高265.3m。產狀與地層產狀基本一致，傾向為271°～301°，傾角12°～29°，平均為285°∠19°。

3.2 礦石類型

按照礦石的結構、構造、礦物成分及化學成分等特征，按礦石自然類型劃主要分為兩類，即微晶灰巖和生物屑灰巖。

微晶灰巖：為主要的礦石類型，礦石呈淺灰色、灰色，局部顏色較深為深灰色，多在黃龍組發育，微晶結構，中厚層狀構造，礦物成分以方解石為主，含量在95%～99%間，白云石含量在1%～5%間。

生物碎屑灰巖：為主要的礦石類型，礦石以灰色為主，多在馬平組發育，巖石中約有22%～67%粒屑，粒屑類型主要為生物碎屑，生物屑主要為棘屑，腕足、三葉蟲，偶見有孔蟲。粒屑間由微晶方解石充填。

3.3 礦石質量

X1 號礦體：工程控制厚度達38m ～192m，平均厚度為121m，以生物屑灰巖為主，偶夾1 層～2 層白云質灰巖，厚度在3m ～5m 間，作為夾石剔除。礦體品 位 為：CaO48.05% ～55.62%， 平 均 含 量 為54.70%；MgO0.22%～6.58%，平均含量為0.52%；SiO20.01%～1.07%，平均含量為0.04%，礦石質量最好，有害雜質少，滿足冶金熔劑用石灰巖礦的工業指標要求，可作為優質有用礦床。

X2 號 礦 體： 工 程 控 制 厚 度 達6.95m ～176.58m，平均厚度為102m，以微晶灰巖為主，偶夾數層白云巖、白云質灰巖，厚度在2m ～6m 間，做為夾石剔除。 礦 體 品 位 為：CaO54.35% ～55.12%， 平 均 含 量為54.00%；MgO0.18% ～20.33%， 平 均 含 量 為1.30%；SiO20.002%～19.64%，平均含量為0.44%，礦石質量較好，有害雜質少，滿足冶金熔劑用石灰巖礦的工業指標要求。

3.4 礦床成因

區域上來賓市境內幾乎全為沉積巖，自老至新為寒武系-白堊系地層，出露面積以寒武系、泥盆系、石炭系沉積巖為主。來賓市構造上位于桂中盆地，湘桂贛褶皺帶與華夏褶皺帶的交接處，為碳酸鹽巖沉積提供了廣泛的沉積空間。

沉積環境和地殼運動直接影響了沉積物質的特征。海水深度變化、沉降中心的變遷也導致了其在市境內分布的較大差異，不同區域及不同年代石灰巖品質亦有差別。

晚石炭世—早二疊世為地殼較穩定、沉積較連續的淺海環境，為碳酸鹽沉積。本區馬平組層位穩定，沿走向，傾向延伸也穩定，礦石礦物以石灰巖為主，化學組分含量變化較小，根據區域對比，本區X-1 號石灰巖礦體屬晚石炭世-早二疊世淺海開闊臺地相沉積而成。

中石炭世由于海盆基底地形高低不一，再加上地殼有輕微沉降，導致沉積中心有變化，海水深淺交替。本區黃龍組多發育灰巖→白云質灰巖（白云巖）的沉積韻律，導致X-2 號石灰巖礦體中發育多層夾石，礦石質量相對X-1 號礦體較差，為半局限臺地-半開闊臺地沉積而成。

綜上所述，本礦區礦床成因為海相沉積型石灰巖礦床。

4 結語

該礦區冶金熔劑石灰巖礦床經地質詳查表明：①礦體賦存于石炭系黃龍組、上石炭統-下二疊統馬平組灰巖中，礦體界線與地質界線重合；②礦體為單斜層狀產出，形態簡單；③礦體與夾石之間為漸變的過渡關系，以石灰巖勘查規范中的邊界品位來劃分；④礦區內斷裂構造對礦石質量影響較小；⑤礦區內無區域變質、巖漿巖侵入活動。