安徽省渦陽縣石弓山大理石礦床地質特征及其成因

胡聰聰

摘要：渦陽縣石弓山大理石礦床是安徽省發現的重要大理石礦床，本文通過對石弓山大理石礦床地質特征的分析，認為該礦床屬于壓縮結晶灰巖型的大理石礦床。

關鍵詞：大理石礦床；渦陽縣；壓縮結晶灰巖型

大理巖作為高級建筑石料暢銷國內外，渦陽縣石弓山大理石礦的發現推動了當地經濟的發展。石弓山探明的礦石資源量約為7879730立方米，其中灰云大理石為3835026立方米，占礦石總量的49%；彩云大理石為3306360立方米，占礦石總量的42%；墨大理巖為738344立方米，占礦石總量的9%。

1.區域地質特征

本區北至永城，南到渦陽，東瀕臨渙，西到雪楓以西的范圍內。經揭露，自二迭系上統到寒武系下統均有分布。永城隱伏背斜縱貫全區。沿隱伏背斜軸部的一些斷裂帶中，常有閃長巖、閃長玢巖等分布。

區內地形平坦，是淮北平原的一部分。因此，基巖多被第四系掩蓋（第四系厚0～240m）只有在平原中的一些殘山上才有基巖出露。根據區內對基巖的揭露情況來看，隱伏背斜的西翼地層比東翼完整。按其巖性從新到老包括二迭系上統石千峰組（P2sh）、二迭系上統上石盒子組（P2S）、二迭系下統下石盒子組（P1X）、二迭系下統山西組（P1S）、石炭系中上統太原組和本溪組（C2+3）、奧陶系中統閣莊組（O2g）、奧陶系下統（O1）、寒武系上統（∈3）、寒武系中統（∈2）、寒武系下統（∈1）。

本區在大地構造上處于華北陸臺山東臺背斜徐蚌凹褶帶的北部。永城隱伏背斜縱貫全區。背斜的核部是寒武系，背斜兩翼的地層由二迭系、石炭系、奧陶系組成，東翼地層不及西翼地層完整。另在永城隱伏背斜的東翼上的次一級構造——鄒樓向斜，是半盆狀，向斜軸部屬于二迭系，翼部由石炭系、奧陶系、寒武系組成，向斜南部地層完整。見一組張扭性斷裂發育在隱伏背斜的軸部和其附近，沿著這一組斷裂有巖漿侵入活動。另一組近東西走向斷裂將巖層錯開。

區內巖漿巖有閃長巖、閃長玢巖、花崗閃長巖和石英閃長玢巖四種。其中以閃長巖以及閃長玢巖為主，是屬于燕山期的[1]。

2.礦床地質特征

2.1地層

礦區內部出露第四系的地層以外，其余是寒武系下統饅頭組和猴家山組[2]。饅頭組按巖性可劃分為七個巖性層，按巖性自上而下分別是頁巖和粉砂質頁巖、泥灰巖和含泥質灰質白云巖；墨大理石；白云質泥灰巖、泥灰巖與瘤狀白云質灰質互層；墨大理石；泥灰巖、粉砂質頁巖、鈣質泥巖；彩云大理石、灰云大理石和墨大理石礦層；粉砂質頁巖。其中第二層—第七層地表均有出露（第二層、第四層和第六層為礦層），第一層和猴家山組為鉆孔揭露后所得（圖1）。

2.2構造

礦床在永城隱伏背斜核部的南部，地層的產狀變化不大，走向呈北東，斷裂構造較發育，主要為張性斷裂為北東向，西北向斷裂次之（圖1）。

2.2.1單斜構造

經測制1∶2000地質圖，在圖幅內為寒武系下統饅頭組和猴家山組。巖性為頁巖，粉砂質頁巖、泥巖、泥灰巖、泥質灰巖和灰巖。巖層的走向約為40°～70°，傾向在310°～340之間°，傾角為3°～10°。

2.2.2斷裂構造

斷層和節理是該礦區的主要斷裂構造[1]，區內共有五條斷層，現將各斷層描述如下：

F1斷層：為一條正斷層，斷層的長度大約為343m，走向35°。斷層面的傾角約83°，傾向為南東，斷層的上盤是泥灰巖、瘤狀泥質灰巖等，下盤為肝紫色頁巖，斷距約為4m左右。分布于中山北坡。

F2斷層：為一平推沖斷層，兩盤相對錯動約44m，是F1斷層的派生構造。該條斷層的走向為25°，斜交與地層的走向，斷層的長度約為230m，傾向南東，傾角在80°左右。斷層的上盤為泥灰巖、瘤狀泥質灰巖超覆于下盤的頁巖、含泥質灰質白云巖、粉砂質頁巖和Ⅲ礦層之上，斷距約7米左右。分布于中山西北坡上。

F3斷層：是一條正斷層，其走向約25°，長度約192m，斷層面傾向南東，傾角在70°～80°，斷層的上盤巖性是泥灰巖、瘤狀泥質灰巖；下盤的巖性是粉砂質頁巖，斷距3米左右。斷層面上有擦痕和斷層角礫巖。角礫的主要巖性是粉砂質頁巖、瘤狀泥質灰巖，膠結物為泥鈣質。分布于東山北坡之上。

F4斷層：為一正斷層，斷層走向為28°，長度約450m。斷層的傾角約70°～80°，傾向為北西向。斷層的上盤巖性是紫紅色粉砂質頁巖，下盤巖性是豹皮狀含白云質灰巖，即Ⅰ礦層。斷距13m。斷層面上擦痕發育，擦痕方向與斷層面的傾向一致，在斷層面上及其附近普遍見到斷層角礫巖，角礫的巖性是粉砂質頁巖以及豹皮狀含白云質灰巖，膠結物為鈣泥質。分布于東山的東部。

F5斷層：為一逆斷層，斷層走向為158°，長110m，是F3和F4的派生構造，斷層面的傾角約為50°，傾向是南西向。斷層的上盤為紫紅色粉砂質頁巖，下盤為Ⅱ礦層及紫紅色粉砂質頁巖.斷距4米以上。分布于東山頭的西南側。

（2）節理：在開采場中，觀察測得的節理有兩類，一類是剪節理，另一類是張節理。剪節理即35°∠80°、86°∠84°和158°∠77°三個節理組，而組成一個共軛節理系。張節理是隨著剪節理的構造行跡而出現的派生節理，為局部應力作用形成的節理，其形狀一般不規則。裂面不平直，并為張開狀，且被方解石細脈充填，脈的寬窄不一，變化較大，一般寬度在1cm～6cm間，垂直于礦層或巖層層面分布。

2.3礦床特征

2.3.1礦床概述

石弓山大理石礦床，屬寒武系下統饅頭組。礦層呈單斜層狀。礦層雖受一些張性斷裂構造破壞，但斷層兩盤相對位移不大，最大的F4斷層落差只有13m，一般只有幾米的落差，而且斷層破碎帶不發育，并被方解石細脈及泥鈣質物質充填膠結。因此，斷層帶一般較緊密。所以，礦層在走向和延伸上均未受到大的破壞，其主礦層仍具連續性。

礦層自下而上劃分為三層，其中以Ⅰ礦層為主，Ⅱ礦層次之。Ⅲ礦層僅剩下不多的資源量。三個礦層的礦石質量變化不大，礦層的厚度也較為穩定。礦石自然類型主要是以豹皮狀含白云質灰巖為主，其次是白云質灰巖、含生物碎屑灰巖、鮞狀灰巖、條帶狀含泥質灰巖以及亮晶砂屑灰巖礦石。在這些自然類型中，采取98塊裝飾性鑒定樣品，經靈璧縣大理石廠鑒定結果，定名為：彩云大理石、灰云大理石和墨大理石三種大理石品種，這三種大理石品種與礦石的自然類型之相應關系如表1：

2.3.2礦層特征

Ⅰ礦層，為本礦層的主要礦層。呈層狀，長1500m，沿礦層走向由西向東展布。

礦石自然類型：上部主要是豹皮狀含白云質灰巖礦石，其次為白云質灰巖礦石；而下部主要是鮞狀灰巖礦石，其次為豹皮狀含白云質灰巖及白云質灰巖礦石。中部是含泥質灰巖礦石。

礦層按大理石的品種來劃分：上部是彩云大理石及灰云大理石；中部是墨大理石；下部是彩云大理石、墨大理石以及灰云大理石。

礦層的頂板巖性主要為瘤狀泥質灰巖，粉砂質頁巖和泥灰巖；底板巖性是紫紅色粉砂質頁巖。頂底板和礦層的傾向約為335°，傾角9°。

Ⅱ礦層，本礦床的次要礦層。呈層狀，長340m，寬130m，厚1.90m～2.16m。礦石自然類型為含生物碎屑灰巖。經裝飾性鑒定礦石質量尚好，可加工成墨大理石。礦石頂板為瘤狀泥灰巖；底板為泥灰巖及紫紅色粉砂質頁巖。頂底板和礦層巖石的傾向為314°，傾角10°。

Ⅲ礦層僅剩下很少的礦石資源量。呈層狀，長35m，寬12m，厚2.00m，礦石自然類型為亮晶砂屑灰巖。經裝飾性鑒定，礦石質量尚好，可加工成墨大理石。礦層頂底板的巖性是含泥質灰質白云巖；底部的巖性是泥灰巖，粉砂質頁巖及瘤狀泥質灰巖。礦層及頂底板巖層傾向為335°，傾角10°。

2.3.3礦石的物質組分

礦石中的主要礦物含量，跟礦石自然類型有著密切的關系（表2）。而各礦石自然類型又與它的產品是相依并存的。

從表2中可以看出，礦物大部分呈單個的顆粒狀，以方解石為主，白云石次之，石英、塵狀氧化鐵、黃鐵礦等金屬礦物少量至微量。礦石中還普遍含有生物碎屑。

2.3.4礦石結構、構造

礦石結構類型有五種：

（1）隱晶—微粒鑲嵌結構：為礦石的主要結構，主要的礦物是方解石、次要礦物是白云石。方解石的顆粒直徑在0.01mm～0.054mm間，以0.02mm粒徑者為主；白云石的粒徑在0.02mm～0.13mm間，以0.02mm粒徑者為主，并常富集成白云石斑塊。方解石和白云石顆粒均很細小，并相互嵌合構成隱晶—微粒狀鑲嵌結構、豹皮狀含白云質灰巖具有此結構。

（2）含內碎屑隱晶—微粒狀結構：主要含隱晶質方解石以及部分灰巖內碎屑。方解石粒徑在0.02mm～0.03mm間，灰巖內的碎屑多為次棱角狀，粒徑在0.06mm～0.2mm之間。構成了含內碎屑隱晶—微粒狀結構。含生物碎屑的灰巖礦石具有此結構。

（3）生物碎屑結構：主要包含了小于0.01mm的方解石以及少量生物碎屑和砂級灰巖內碎屑。含生物碎屑的灰巖礦石具有此結構。

（4）鮞狀結構：以方解石為主要成分的鮞子組成，鮞徑0.45mm～1.7mm，鮞子為皮殼狀的球形，并為亮晶方解石膠結。鮞狀灰巖礦石具此結構。

（5）內碎屑結構：主要由灰巖內碎屑和鮞子組成，灰巖內碎屑直徑0.14mm～1.8mm，為隱晶質方解石膠結。亮晶砂屑灰巖的礦石具有此結構。

礦石構造的三種類型有豹皮狀構造、條帶狀與塊狀構造。其中豹皮狀含白云質灰巖礦石具有豹皮狀構造；厚層狀亮晶砂屑灰巖的礦石具有塊狀構造；薄層狀含泥質灰巖的礦石具有條帶狀構造。[4]

3.礦床成因

石弓山大理石礦床，產于古生界寒武系下統饅頭組中，礦石為隱晶—微粒狀豹皮狀含白云質灰巖、白云質灰巖與灰巖。礦層產狀與圍巖的產狀一致。礦層在走向上和傾向上其結構構造以及物質組分均無大的變化。另外在采場的陡壁上見有呈雁形排列的垂直于巖層分布的方解石細脈，方解石細脈形狀往往呈透鏡體，組成一火炬形的節理行跡，這種構造行跡反映巖層受到垂直節理的壓縮作用。鑒于以上特征，礦床屬壓縮結晶灰巖型的大理石礦床。[5]

4.結語

前文對渦陽縣石弓山大理石礦床地質特征進行分析，得出此礦床是壓縮結晶灰巖型的大理石礦床。

參考文獻：

[1]李永明，石磊，等；安徽省宿松縣大新屋大理石礦床地質特征[J].西部資源， 2016（03）： 23-24.

[2]朱文根，劉成典，等；安徽省志[S].（2015）32-45， 122-127.

[3]趙來時，朱明，吳立，楊世忠，等；鄂西東岳中低溫熱液充填型大理石礦床的地質特征[J].礦床地質， 1999（03）： 44-52.

[4]徐俊.安徽省廖河大理石礦床地質特征及礦石工藝性質[J].現代礦業， 2018， 34（05）： 149-154.

[5]李嘉.四川省寶興縣隴東大理石礦礦床地質特征及成因淺析[J].西部資源， 2019（02）： 45-46.