廣西貴港天堂嶺水泥配料用砂巖礦地質特征及礦床成因淺析

田洪林 譚尹棖 賴勝 萬宏宇 唐汗林

摘要：貴港天堂嶺水泥配料用砂巖礦是廣西重要的硅砂基地之一。該礦床產于下泥盆統蓮花山組中，賦礦巖性主要為灰白色、紫紅色中細粒石英砂巖，屬海相沉積型礦床，礦體呈層狀產出，產狀較穩定，南北長約440m，東西寬約280m，厚度102m～122m。本文在已有研究基礎上，通過對礦區地層、構造、礦床地質及成礦地質條件分析，探討了天堂嶺砂巖礦礦床成因。本文對天堂嶺水泥配料用砂巖礦礦床及類似礦山開采具有參考價值。

關鍵詞：水泥配料用石英砂巖；地質特征；礦床成因；貴港

Metallogenic geological characteristics and genesis of Tiantangling sandstone deposit for cement batching in Guigang， Guangxi Province

Tian-hong lin1，Tan-yin cheng2，Lai sheng3，Wan-hong yu4，Tang-han lin2

1. Natural resources bureau of Huichuan District，Zunyi 563000，China 2. Guangxi Branch of China Geological Exploration Center of Building Materials Industry. Guilin 541000，China 3. Guangzhou Municipal Engineering Design and Research Institute Co. Ltd.Guangzhou 510000，China 4. Chongqing Nanjiang Engineering Investigation and Design Group Co. Ltd. Chongqing 404100，China

Abstract： Tiantangling sandstone mine for cement batching is one of the important silica sand bases in Guangxi. The deposit occurs in the Lianhuashan formation of Lower Devonian. The main ore hosting lithology is grayish white and purplish red medium fine-grained quartz sandstone. It belongs to marine sedimentary deposit. The ore body occurs in layers with stable occurrence. The exposed north-south length is about 440m，the East-West width is about 280 m，and the thickness is 102-122 M. On the basis of previous studies，this paper preliminarily analyzes the genesis of tiantangling sandstone deposit through the analysis and discussion of strata，structure，deposit geology and metallogenic geological conditions in the mining area，which is of great significance for the next step work of tiantangling sandstone ore deposit for cement batching and similar mining.

Keywords： Quartz sandstone for cement batching；geological characteristics；ore genesis；Guigang

天堂嶺礦區地處廣西東南部，位于貴港大嶺鄉境內，是貴港較為著名水泥配料開采基地之一[1]。砂巖礦作為水泥用料的主要來源之一，在湖南、安徽、福建、黑龍江、內蒙古等省區均占據舉足輕重的地位，被譽為優質的水泥配用原材料[2-4]。本文通過對天堂嶺砂巖礦礦床特征及成礦條件的初步研究，認為天堂嶺礦床為海相沉積成因類型，提出下泥盆統蓮花山組地層是尋找優質水泥石英砂巖礦原料優質賦礦層位，對該區下一步找礦靶區的開展及類似礦山開采具有重要指導意義。因此本砂巖礦礦山的開采與開發具有較大的經濟價值和社會效益。

1.礦區地質概況

天堂嶺礦區域大地構造位置地處于華南板塊，華南活動帶（Ⅱ），桂中—桂東北褶皺系（Ⅱ1），大瑤山隆起（Ⅱ41）的西南端，區域構造比較復雜，主要構造為加里東期的鎮龍山穹隆構造、龍山鼻狀背斜構造，華力西—印支期的覃塘—云表褶斷束構造，主構造線呈北西西向和近南北向，礦區地質簡圖見圖1。

2.礦區地質特征

2.1賦礦地層及巖性

礦區出露地層僅有下泥盆統蓮花山組（D1l），屬河流相—濱海碎屑巖相沉積，根據巖性不同分為兩個巖性層：

下泥盆統蓮花山組第一層（D1l-1）：紫紅色薄—中層含泥質砂巖、泥頁巖、紫紅色含礫中粗粒石英砂巖、礫巖。厚約130m。為本礦區礦體的底板，與下伏前泥盆系為角度不整合接觸，與上覆下泥盆系蓮花山組第二層（D1l-2）呈整合接觸。

下泥盆統蓮花山組第二層（D1l-2）：灰白、淺紫紅、紫紅色中—厚層狀石英砂巖，夾含泥質砂巖、泥質粉砂巖。厚大于178m。為本礦區水泥配料用硅質原料礦的賦礦層位。與下伏下泥盆統蓮花山組第一層（D1l-1）呈整合接觸，與上覆那高嶺組、賀縣組或郁江組、信都組整合接觸。

2.2礦區構造

礦區位于云表向斜的南端近軸部，構造簡單，整體為一單斜構造，形態單一，傾向330°～355°，傾角12°～24°。節理裂隙較發育，斷裂構造發育較弱，僅有一條NNE—SSW小逆斷層F穿經礦區的東南外側，僅對巖層產狀造成一定的起伏。由于斷距較小，對礦體的完整性及礦石質量影響較小。

2.3礦（化）體特征

本礦床屬海相沉積型礦床，產于砂巖建造中。礦層呈較穩定的層狀產出。砂巖中的石英碎屑分選性和磨圓度同屬中等，表面光潔，成分較純。是典型的濱海沉積特征。

區內礦體賦存于下泥盆統蓮花山組第二層（D1l-2）地層中，分布于整個礦區內，礦體基本裸露地表，最小埋深0m，最大埋深105.21m。

礦體巖性為灰白、淺紫紅、紫紅色中—厚層狀石英砂巖，夾含泥質砂巖、泥質粉砂巖。

2.3.1礦體產狀、形態

區內礦體呈層狀產出，傾向330°～355°，傾角12°～24°，在平面上呈近南西—北東向分布，向北西延深，礦體裸露地表，礦石物質成分及平均化學成分變化不大，礦石質量穩定，礦體內部結構簡單。礦層連續性較好，總體厚度相對穩定。

2.3.2礦層規模及變化情況

礦體出露長約420m，寬約280m，厚度114m～140m。礦體分布最低標高+180m，最高標高+285.21m。礦層厚度在Ⅱ號勘探線上較厚，往Ⅰ號勘探線逐漸變薄，礦體厚度變化系數為10.25%，整體厚度變化不大（見表2-1），僅在Ⅰ號勘探線上厚度變化較大，地表厚度較大，北邊深部厚度變小。礦體資源量達3101萬t，為一中大型水泥配料用石英砂巖礦床。礦層平均化學成分為：SiO2為92.41%；Al2O3為3.40%；Fe2O3為1.37%；K2O+Na2O為1.12%。

2.4礦石質量特征

根據礦石結構、礦物成分及鏡下特征，將礦石主要劃分為中細粒石英砂巖，含泥質砂巖、泥質粉砂巖三種類型。其中灰白、淺紫紅、紫紅色中細粒石英砂巖石英砂巖，具中細粒砂狀結構，塊狀構造，是礦區主要礦石類型，主要分布于礦體中部。該類礦層礦石的礦石品位：SiO2為66.66%～96.72%，平均92.41%；Al2O3為0.97%～15.81%，平均3.40%；Fe2O3為0.52%～5.63%，平均1.37%；K2O+Na2O為0.348%～5.589%，平均1.12%。

礦石為中細粒砂狀結構，塊狀構造，堅硬。礦石由碎屑（78%～90%）和膠結物（10%～22%）組成，具塊狀和中厚層狀構造。成分以石英（82%～92%）為主，黏土礦物（4%～9%）次之，含少量長石（2%～5%）鐵質（1%～2%）及白云母（1%～ 2%）。碎屑成分主要為石英，石英粒度約0.06mm～0.47mm，屬中細粒，其分選性中等，磨圓度中等，為次棱角狀。石英無色透明，低正突起，表面部分有泥質。白云母呈薄片狀，片徑在0.07mm～0.09mm，具Ⅰ級灰白干涉色。膠結物由黏土泥質及部分硅質（約2%）組成，以白云母形式分布膠結物中。鐵質不均勻分布膠結物中。礦體圍巖局部具有較明顯的硅化、綠泥石化、黃鐵礦化等蝕變現象[5]。

礦床礦石主要化學成分為：SiO2、Al2O3、Fe2O3、K2O、Na2O，次為CaO、MgO、TiO2。

2.5有害組分和其他組分含量及變化規律

本次核實根據礦區601件樣品分析結果，其中CaO為0.12%～0.24%，平均0.12%；MgO為0.35%；SO3為0.005%；Cl-為0.009%～0.015%，平均0.012%；TiO2為0.12%～0.18%，平均0.14%；P2O5為0.009% ～0.016%，平均0.012%；Mn3O4為0.0049%～0.0084%，平均0.0065%；LOI介于0.27%～1.70%，平均0.92%。

化驗分析的結果表明，礦石中的有害組分的含量符合一般工業指標要求，質量滿足水泥生產的要求。

綜上所述，各礦層化學成分變化不大，礦石質量穩定，有益組分和有害組分的含量符合一般工業指標的要求，該礦床的礦石質量良好。

3.礦床成因淺析

礦區受加里東期的鎮龍山穹隆構造、龍山鼻狀背斜構造，華力西—印支期的覃塘—云表褶斷束構造等多次構造影響，至古生代下泥盆統世早中期，受海侵影響，沉積形成了下泥盆統蓮花山組的泥質砂巖—泥頁巖—含礫中粗粒石英砂巖—礫巖—石英砂巖—泥質粉砂—巖石英砂巖為組合的河流相—濱海相沉積建造，是優質水泥石英砂巖礦原料優質礦源層。

蓮花山組石英砂巖礦床形成于濱海潮間帶的高能環境中，表現為石英砂巖組分成熟度比較高，表面光潔，分選性較好，成分較純，在后期成巖成礦過程中被二氧化硅膠體壓結成巖，從而形成了以硅質膠結為主的石英砂巖礦床。

4.結語

本礦床為沉積型石英砂巖礦床，組成礦體的主要巖石類型為中細粒石英砂巖夾少量含泥質石英砂巖、泥質粉砂巖，礦體中礦石質量沿南西—北東向走向、傾向及厚度方向變化規律較穩定，礦石總體質量良好，符合工業指標要求，屬于優質的水泥配用原料。

在貴港市境內，古生代下泥盆統蓮花山組地層是尋找優質水泥石英砂巖礦原料最為理想的層位，在礦區西北部及東南部等地均有下泥盆統蓮花山組分布，是今后尋找優質水泥配用砂巖礦原材料的有利靶區。

參考文獻：

[1]譚尹棖.華潤水泥（貴港）有限公司天堂嶺水泥配料用砂巖礦資源儲量核實報告[R].桂林：中國建筑材料工業地質勘查中心廣西總隊， 2018.

[2]高繼輝，牟路路，李旭.山東省臨沂地區脈石英成礦規律研究[J].中國非金屬礦工業導刊， 2018（02）：47-49.

[3]高東升，顏偉華，王遠.安徽省池州市貴池區姥山水泥配料用砂巖礦床地質特征及開采技術條件[J].安徽地質， 2017， 27（04）： 274-277.

[4]梁玉明，劉曉輝，卓志麗.湖南溆浦譚家灣石英砂巖礦床地質特征及成因淺析[J].中國非金屬礦工業導刊， 2017（01）：49-51+55.

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