江西省瑞金市陂下礦床地質特征及成因

莫火華，劉孝濱，宋方椿

（江西省地質礦產勘查開發局贛南地質調查大隊，江西 贛州 341000）

陂下礦床位于江西省瑞金市約260°方位15km 處，近年來，隨著贛南蘇區經濟建設的高速發展，礦產資源的需求量也急速上升。通過對陂下礦區進行系統的地質工作，依據工作中取得的地質成果，對該礦床地質特征及成因有了進一步的認識，為本地區今后找礦研究提供參考[1]。

1 區域地質概況

區域大地構造位于華夏板塊、華南造山帶之武夷山隆起帶與寧（都）于（都）坳陷帶交界處，河源－邵武北北東向深大斷裂東側，贛中南褶曲的云石山－西江晚古生代盆地中段，區內地層出露主要為震旦系－寒武系（Z －∈）基底變質巖系，以緊密線型褶皺出露，蓋層主要為泥盆系－三疊系（D-T），其中石炭系灰巖是區內主要礦產，侏羅系～白堊系（J ～K）為斷陷盆地沉積。區內構造發育，主要發育北北東、北東向、北西向和近東西向斷裂構造；區內巖漿活動較弱，僅在區內西部出露加里東期的萬田巖體，巖體呈巖基產出，侵入于寒武系中，上覆泥盆系，接觸帶具角巖化，接觸面傾向圍巖，傾角60°～80°，巖性為中粗粒似斑狀黑云母花崗巖，礦物成分：鉀長石38%，斜長石22%，石英31%，黑云母5%，白云母2%。副礦物有磁鐵礦，紅柱石、鋯石、磷灰石、電氣石。區內礦產主要有褐鐵礦、鎢礦、重晶石、方鉛礦、閃鋅礦、煤、水泥用石灰巖、等。

2 礦區地質特征

2.1 地層

礦區出露地層比較簡單，出露的地層為黃龍組上段石灰巖段；此外，在開闊低洼處可見第四系全新統分布（圖1）。

2.1.1 石炭系上統黃龍組上段（C2h2）

石炭系上統黃龍組上段地層為一套淺海相碳酸鹽沉積。主要巖性有：灰白色塊狀隱晶—微粒純灰巖，局部夾白云質灰巖凸鏡體、灰白色含生物灰巖與灰色厚層狀粗晶灰巖互層、灰白色致密塊狀微晶灰巖、隱晶灰巖夾細晶白云巖。該段灰巖段即為制灰用石灰石礦礦體。總體產狀：北西- 南東走向，傾向南西（220°～240°），傾角20°～35°。

與上伏地層馬平組、下伏黃龍組下段均呈整合接觸。

2.1.2 第四系全新統（Qh）

為殘坡積相和沖積相沉積。前者巖性主要為桔黃色、灰色亞砂層、亞粘土層；后者則為灰色砂層、砂礫層等。厚度0m ～6.5m。

圖1 江西瑞金市陂下礦區地質簡圖

2.2 構造

礦區位于瑞金- 西江東西向晚古生代復向斜盆地中部。本礦區范圍內主要為斷裂和褶皺[2]。

本礦區出露褶皺一翼，為單斜構造，地層產狀一般210°～230°∠20°～45°。

斷裂主要為北東向及北西向斷裂。其中，北東東向斷裂F3分布于礦區南部。延長370m ～560 m。總體走向250°，傾向北西，總體傾角77°。但從平面上看，南西盤似向北西方向位移，北東盤相對往南東方向位移，為右型錯動，錯距約5m。

北西向斷裂F4 切割F3，延伸不超過100m 分布于區內中南部，斷層性質不明。其余中北部近東西向斷裂（F1）和近南北向斷裂（F2）均為性質不明斷裂。

2.3 巖漿巖

地表未見巖漿巖分布。僅在鉆孔深部揭露一條輝綠巖脈，假厚3m ～4m，礦物成分以輝石和基性斜長石為主，少量黑云母、橄欖石等，軸心夾角45°。

3 礦床地質特征

礦區廣泛出露石炭系上統黃龍組上段灰巖層，區域上該層斷續走向延長達數公里、厚度大于280m，整合礦區范圍灰巖層長約1000m，寬約400m，鉛直厚度大于100m，礦體（層）受層位控制，形態簡單、呈層狀，總體產狀：北西- 南東走向，傾向南西（220°～240°），傾角20°～35° ；巖（礦）石化學成分：CaCO393.18% ～96.71%，平 均95.66%、MgCO30.54% ～3.29%，平均1.26%。地（礦）層多裸露，僅低洼處及沿坡有少量浮土覆蓋。

表1 陂下礦區礦石化學成分表

3.1 礦石質量

3.1.1 礦石礦物成分

區內礦石由微晶灰巖、泥晶灰巖及少量的含燧石灰巖和脈狀方解石組成。礦石呈灰色、深灰色，隱晶質或微晶結構，厚層狀或致密塊狀構造。礦石性脆，斷口呈貝殼狀，礦石中有較多的白色、肉紅色新生方解石礦物呈脈狀或團塊狀分布。

礦石礦物成分主要為微粒方解石，次為微粒白云石、晶粒方解石，少量燧石、泥質、鐵質。微粒方解石：呈他形粒狀或不規則粒狀（圖2），晶粒大小0.01mm ～0.1mm，含量75% ～95%，晶粒表面有微量的細小褐鐵礦質點浸染。微粒白云石：呈他形粒狀或不規則狀，晶粒大小0.01mm ～0.1mm，含量5% ～25%。晶粒方解石：呈細脈狀、團塊狀分布，晶粒大小2mm ～5mm，含量小于1%，晶粒表面有微量褐鐵礦、泥質物浸染。燧石：主要為硅質成分，隱晶質結構，呈不規則圓餅狀或條帶狀（圖3），大小一般5cm ～15cm，個別達30cm，其分布不規則，含量很少，對礦石質量影響不大。

圖2 礦石顯微鏡下微粒方解石

圖3 礦石顯微鏡下燧石條帶

3.1.2 礦石化學成份

礦石主要化學成分為CaO，次為MgO、SiO2，其他化學成分相對較少，根據分析結果統計可知，礦石CaO 含量49.72% ～53.83%，平均53.05%，MgO 含量0.30% ～2.54%，平均1.18%。Al2O3含 量3.16% ～5.39%，平 均4.09%。SiO2 含 量0.31% ～0.72%，平均0.56%。詳見表1。

3.1.3 礦石結構構造

礦石結構主要為隱晶結構、生物碎屑結構，少量結晶結構。塊狀構造，礦石中的白云石、方解石等礦物分布均勻。

隱晶結構：表現為方解石（含少量白云石）呈隱晶質出現。巖（礦）石呈致密狀。

生物碎屑結構：見于石灰巖礦石中。巖石中含有紡錘蟲化石及其它生物碎屑等。

結晶結構： 按晶粒大小又可分為中晶結構（0.25mm ～0.5mm）、細晶結構（0.05mm ～0.25mm）、微晶結構（0.005mm ～0.05mm）。

3.2 圍巖與夾石

礦區出露地層（除局部第四系覆蓋外）均為石炭紀黃龍組上段，主要巖性為灰白色含灰質微細晶白云巖與灰白色含白云質隱晶灰巖互層。礦體（層）底板圍巖為灰巖類，局部頂板覆蓋有第四系，厚度0m ～6.5m。礦區內局部可見少量高鎂褐紅色巖層夾石，厚度20cm ～30cm，小于夾石剔除厚度，對礦石影響較小。

4 礦床成因分析

礦床位于贛中南褶曲的云石山－西江晚古生代盆地中段，晚泥盆世末，地殼曾一度抬升，區域大部為濱海或河湖環境。早石炭世，由于氣候溫暖潮濕，植物生長繁茂，沉積了濱海—沼澤相的梓山組煤系，為江西省第一個重要的成煤時期。至晚石炭世，隨著海侵不斷擴大，形成了廣闊的陸表淺海，沉積了以淺海相碳酸鹽建造為主的黃龍組，或潮坪相碎屑巖—碳酸鹽巖互層的藕塘底組，其上為連續沉積的早二疊世馬平組石灰巖層，構成一海進序列沉積，并與下伏地層呈普遍的超覆關系。因此本礦床屬屬淺海相碳酸鹽沉積成因，海相化學沉積型礦床[3]。

5 結語

江西省瑞金市陂下礦床屬淺海相碳酸鹽沉積礦床，礦床層位為石炭系上統黃龍組上段石灰巖段。礦體形態較為簡單，礦石品位、質量較好，呈厚層狀或致密塊狀構造；礦石由微晶灰巖、泥晶灰巖及少量的含燧石灰巖和脈狀方解石組成，圍巖與夾石成分簡單。礦層規模大，礦石品位變化均勻，質量穩定。區域石炭系上統黃龍組地層分布廣泛，找礦潛力較大。