四川鹽源豹子灣水泥用石灰巖礦地質特征及成因淺析

吳 波

(中國建筑材料工業地質勘查中心四川總隊，成都 610000)

我國是世界上石灰巖礦資源豐富的國家之一，但是由于地理位置及工業建設布局等原因，現有水泥礦山主要分布在經濟發達地區或交通條件較好的地段，而邊遠山區雖遠景資源量很大，但勘查開發程度低。鹽源縣位于四川省涼山彝族自治州，屬四川省“三州”地區，水泥用石灰巖礦勘查開發程度較低。本文通過對鹽源縣目前唯一水泥用石灰巖礦山的已有勘查地質資料的綜合研究整理和資源開發再認識，總結礦區成礦地質背景、礦石質量及礦床成因，認為該區水泥用石灰巖礦礦石質量好，資源潛力巨大，具有良好的找礦前景。

1 成礦地質背景

礦區位于揚子準地臺(Ⅰ)，鹽源麗江臺緣拗陷(Ⅱ)北段弧形構造帶上，工作區斷裂構造及巖漿巖均不發育。

區域上地層屬揚子區—鹽源麗江分區—鹽源寧蒗小區[1-2]。出露地層有上二疊統(P)、三疊系(T)、古近系—新近系(N)、第四系(Q)(圖1)。晚二疊世早期大規模玄武巖噴發，晚期為海陸交互相沉積，巖性以玄武巖、砂巖、礫巖、頁巖、泥巖夾灰巖等為主；三疊系為一套濱海—淺海(或瀉湖相)—海陸交互相或陸相—淺海相的碎屑巖、碳酸鹽和含煤巖系沉積，巖性以砂巖、泥巖、灰巖及白云質灰巖為主；古近系—新近系巖性以巨礫巖、砂巖及黏土巖為主。豹子灣水泥用石灰巖礦體賦存于中三疊統白山組上段及下段中。

圖1 鹽源縣豹子灣一帶區域地質簡圖

2 礦區地質

礦區出露地層為中三疊統白山組(T2b)及第四系(Q4el)(圖2)，中三疊統白山組(T2b)為一套淺海相或封閉海灣的碳酸鹽巖沉積。含礦地層在礦區范圍自下而上可分為上中下三段：下段(T2b1)為灰色、深灰色中厚層—厚層狀石灰巖，夾少量燧石結核，厚度＞100m，為K2礦體；中段為灰色—灰黑色薄—中厚層狀泥灰巖、泥質灰巖，厚度100～160m，平均厚約120m；上段(T2b3)為灰色、深灰色中厚層—厚層狀石灰巖，偶夾泥灰巖，夾少量燧石結核，淺部溶洞、裂隙較發育，充填泥質或碎石塊，厚度＞200m，為K1礦體。巖層為向北東傾斜，呈單斜構造，地層產狀為33°～52°∠36°～65°，平均產狀約42°∠50°。

第四系(Q4el)零星分布于礦區內，上部為褐黃色粉砂質黏土，底部為棱角狀轉石與砂質黏土的混合堆積，較為松散，具不明顯的堆積層理。轉石成分為石灰巖，礫徑一般在0.1～0.5m之間，最大達1m以上。礦區范圍內第四系厚約0.5～13.0m，局部黏土厚度可達12.0m(圖2)。

圖2 豹子灣石灰巖礦區地質簡圖

3 礦體特征

3.1 礦層特征

礦區礦體賦存于中三疊統白山組(T2b)下段與上段中，編號由上至下編號K1(T2b3)及K2(T2b1)。礦體總體呈層狀向北東方向傾斜作單斜構造產出，北西—南東走向，總體產狀約42°∠50°。

(1)K1礦層為主礦層呈層狀，北西—南東走向，單斜構造，傾向北東，平均產狀約42°∠50°，已有工程控制礦區內礦體真厚251～314m，平均厚281m，寬250～320m，走向延伸長＞1 200m。礦體平面形態呈長條形；礦體斷面形態呈板狀；空間形態為板塊狀，在走向和傾向上礦層厚度基本穩定。由白山組中段與下伏K2礦層相隔。

(2)K2礦層呈似層狀，向北東方向傾斜作單斜構造產出，礦體產狀與地層產狀基本一致，為33°～52°∠36°～65°，平均產狀約42°∠50°，礦體傾角由南向北有逐漸變緩的趨勢。已有工程控制Ⅱ號礦體真厚13～50m，平均30m，出露寬20～50m，在礦區范圍延伸約1 000m。礦石距地表淺部巖溶裂隙較發育，部分裂隙中充填泥質。受風化淋濾的影響，淺表部分地段鎂質含量較高，局部夾有少量燧石結核。

3.2 礦石類型

根據礦石礦物成份、結構構造劃分礦石自然類型，礦區石灰巖礦石自然類型為含骨屑砂(藻)屑粉—微晶、亮晶石灰巖礦(圖3)。

圖3 含生物屑微—粉晶石灰巖

石灰巖為灰色、深灰色含骨—砂(藻)屑、粉晶—微晶結構，中厚層—厚層狀構造，主要礦物為方解石90%左右，生物屑10%左右，微晶方解石表面比較污濁，粒屑多為亮晶方解石，為原巖中生物屑重結晶或生物破碎而來。結構致密，錘擊聲脆，次生裂隙較發育。

3.3 礦石質量

礦石有益有用化學成分為CaO，主要有害化學成分為MgO、SiO2、K2O、Na2O和SO3等[3-6、9-10]。

全礦區礦體平均化學成分CaO 54.13%、MgO 0.78%、K2O+Na2O 0.090%、SO30.021%、Cl 0.043%(表1)，礦石質量符合水泥用灰巖Ⅰ級品礦石要求[4、12]。

表1 全區礦石化學分成統計表 (單位：%)

3.4 礦層頂底板及夾石

K1礦層未見直接頂板，底板為中三疊統白山組中段(T2b2)的灰色至深灰色薄—中厚層狀泥灰巖。

K2礦層頂板為中三疊統白山組中段(T2b2)的灰色至深灰色薄—中厚層狀泥灰巖，未見直接底板。

K1及K2礦體均連續，地表未見夾石，根據前人施工鉆孔揭露K1礦體局部夾有薄層泥灰巖，達不到礦石夾石剔除厚度。

4 礦床成因探討

鹽源盆地在古地理位置上屬于古特提斯海東段，呈一東西向分布的介于歐亞古陸及岡瓦納古陸之間的深海盆[13]，東瀕康滇古陸，西臨金沙江古陸南段，而北瀕臨特提斯海東段的巴顏喀拉海盆(雅江海盆)，與義敦淺海區相通，形成南部被古陸環繞、北部面臨廣海的半閉塞的海灣環境[7、14]，為石灰巖礦床形成提供了沉積環境。

礦區位于鹽源麗江臺緣拗陷，在長期的三疊紀海水經過多次海進海退后，發育的陸源碎屑巖及碳酸鹽巖為石灰巖礦床的形成提供了物資來源。在一些邊緣凹陷區域內會沉積大量的碳酸鹽巖，形成一套濱海—淺海(或瀉湖相)—海陸交互相或陸相—淺海相的碎屑巖、碳酸鹽和含煤巖系沉積建造[2、8]，是礦床形成的主要原因。

5 結論

(1)研究區位于四川省涼山彝族自治州，屬四川省“三州”地區，是目前當地僅有的水泥用石灰巖礦山。隨著國家基礎建設的加強，加上環保對露天礦山要求越來越嚴格，導致水泥價格持續走高，而當地水泥用石灰巖礦勘查開發程度較低，因此提升當地水泥用石灰巖礦勘查開發程度，為尋找和儲備資源做準備十分必要。

(2)通過對豹子灣石灰巖礦的研究，該區水泥用石灰巖礦屬淺海相或封閉海灣的沉積巖礦床，賦礦層位較穩定，找礦標志為賦礦地層即中三疊統白山組。

(3)通過對研究區分析，鹽源縣木草鄉—馬家村、大河鄉周邊及本次研究區北側一帶還有大面積中三疊統白山組地層出露，水泥用石灰巖礦資源潛力巨大。