福建省將樂縣山精方解石礦床成因及找礦方向探討

吳 冬

（福建省第八地質大隊，福建 龍巖 364012）

通過對礦區控礦因素及成因的研究，礦區北部及西部具有較好的成礦條件。但根據礦區地質特征及成礦地質條件，礦區北部及西部礦體埋藏較深。

1 區域地質概況

山精方解石礦床位于華力西-印支構造旋回大明坑背斜南東翼與九仙山巖體交界地帶，師公壇-南仂北東向斷裂大明坑段東南部位。區內褶皺、斷裂構造較為發育。褶皺主要為大明坑背斜，呈北東向展布。斷裂以北東向為主，師公壇—南仂斷層、洋坑—萬安斷層北東向展布，系省內崇安—石城大斷裂帶的次級斷裂，斜貫研究區。該斷裂自加里東期來便長期活動，但燕山期活動最強烈，如圖1。

圖1 研究區區域地質簡圖

2 礦體地質特征

山精礦區發現方解石礦床1 處，根據礦床的賦礦層位特點，礦床分布規模不等的礦體，礦體數量合計4 個，均為隱伏礦體，礦體展布與地層一致。礦體主要賦存于溪口組（T1x）地層中。礦體產出為接觸變質類型，由石灰巖與巖漿巖熱接觸變質而形成。巖漿活動的熱量和析出的氣液影響產生石灰巖重結晶作用和褪色作用而形成的方解石[1]。礦體受區內地層巖性及地層的空間展布控制礦床的空間分布。礦體形態呈層狀、似層狀產出，礦體連續，單個礦體厚度大且變化較小，礦物組合簡單，方解石結晶較好。根據礦石礦物組成、結構構造特征，礦石主要為全晶質塊狀方解石礦。

2.1 礦體規模、形態產狀

目前在礦區內4 個方解石礦體，均為隱伏礦體，方解石礦體主要賦存于早三疊世溪口組（T1x）地層中，礦體規模、形態及空間分布特征受沉積建造制約，礦體沿走向長度＞400 m，沿傾向方向寬度＞200 m，礦體厚度3.72～62.05 m 不等。礦體產狀走向10°～30°，傾向NW，傾角20°～30°。各礦體具體特征如下：

Ⅰ號方解石礦賦存于溪口組（T1x），厚度3.72～10.78 m，總體走向30°，傾向NW，傾角20°～25°。礦石品位：CaO52.98%～54.72%，平均品位53.65%；白度85.05%～90.23%，平均品位88.23%。達到方解石礦二級品要求。

Ⅲ號方解石礦賦存于溪口組（T1x），厚度39.01～62.05 m，總體走向30°，傾向NW，傾角20°～25°。礦石品位：CaO52.53%～53.53%，平均品位53.28%；白度86.08%～91.52%，平均品位89.04%。達到方解石礦二級品要求。

Ⅳ號方解石礦賦存于溪口組（T1x），厚度27.16～52.01 m，總體走向30°，傾向NW，傾角20°～25°。礦石品位：CaO52.31%～53.20%，平均品位53.15%；白度90.08%～92.04%，平均品位91.94%。達到方解石礦二級品要求。

2.2 礦石礦物組成及化學成分

2.2.1 礦石礦物成分

礦石礦物主要有方解石，脈石礦物為硅灰石、石英等。方解石：呈灰白、白色，形態呈菱面體、粒狀集合體，條痕為白色，菱面體解理完全，玻璃光澤，粒度2～5 mm 不等。方解石形態及產出特征具一定的空間分布規律，新鮮面顏色依次為灰-灰白-白色，接近圍巖因受溫度不均勻，結晶程度也隨之不均勻。

2.2.2 礦石化學成分

方解石礦主要組分為CaO、MgO、SiO2。

CaO：含量52.07%～55.20%，平均含量53.29%。

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MgO：含量0.20%～1.13%，平均含量0.45%。

SiO2：含量0.56%～10.09%，平均含量2.78%。

2.3 礦石結構、構造

礦石具自形-半自形粒狀變晶結構。礦石發育塊狀構造，局部少量微條帶構造。礦體與圍巖接觸關系發育漸變過度接觸。

2.4 圍巖蝕變

礦區內變質作用類型主要為接觸變質作用。區內圍巖蝕變主要有大理巖化和硅灰石化。此外，礦區內還見零星的黃鐵礦化、綠泥石化、角巖化等蝕變現象。

由于受巖漿熱源的影響，局部灰巖發生重結晶，形成大理巖化灰巖或大理巖，局部泥質巖發生變質結晶，形成角巖。其中大理巖化與本區的方解石礦體形成關系密切。

大理巖化：常與矽卡巖化相伴出現，分布在矽卡巖和鐵礦體的周邊。主要表現為微晶方解石進一步重結晶，形成細晶—中晶，少量粗晶的方解石，因而形成大理巖化灰巖或大理巖，方解石的粒度0.05～1.5 mm 不等，長軸具定向排列，常夾炭質或透輝石條帶構成條帶狀構造。大理巖化與方解石礦關系密切。

3 分析與討論

3.1 控礦因素

3.1.1 礦體賦存的地層

礦體主要賦存于山精地區三疊世溪口組（T1x），巖性為大理巖、大理巖化灰巖、含硅灰石大理巖化灰巖、角巖化硅泥巖。原巖為石灰巖、鮞狀石灰巖、硅泥巖、泥巖。礦體賦存于大理巖、大理巖化灰巖中，方解石礦體呈層狀、似層狀產出，礦體產狀與地層產狀一致，礦體形態產狀明顯受地層控制。

3.1.2 燕山早期花崗巖體

山精方解石礦位于燕山早期二長花崗巖體的上部外接觸帶。當富含熱流體的燕山早期酸性花崗巖基或巖株侵入碳酸鹽巖建造中時，碳酸鹽巖受熱而發生重結晶作用即接觸熱變質作用，原巖粒度變粗，顏色變淺[2-3]，形成大理巖、大理巖化灰巖，進而形成方解石礦體。

綜上所述，山精地區接觸變質型方解石礦的形成有兩個缺一不可的因素：一是沉積建造中有利的地層；二是侵入于其中并使其發生接觸變質作用的富含流體的巖體[4]。

3.2 礦床成因

3.2.1 地層條件

早二疊世末，由于東吳運動影響，區域內早二疊世沉積碎屑巖及碳酸鹽巖短期隆起并遭受剝蝕，造成早-中二疊世之間的假整合。晚二疊世，區域內接受了新的海侵，并不斷擴大，沉積了翠屏山組海陸交互相砂泥巖建造及大隆組淺海相粉砂質泥巖。早三疊世，海水淡化，瓣鰓類繁生，沉積了三疊世溪口組泥巖、鈣硅泥巖、灰巖。

3.2.2 溫度條件

侏羅世末期，由于燕山運動Ⅲ幕影響，產生了以斷裂為特征的構造變形，形成了安仁-西溪北東向斷裂帶、外垇南北向斷裂帶及朱口-曹坊北西向斷裂帶。伴隨著構造變形，燕山早期九仙山花崗巖漿侵入。

3.2.3 成礦作用

早三疊世溪口組石灰巖，由于燕山早期巖九仙山花崗巖漿侵入的熱量和析出的氣液影響，產生重結晶作用和褪色作用形成的方解石礦床。巖體外接觸帶的碳酸鹽巖發生強烈的熱接觸變質作用，在石灰巖中形成大理巖化蝕變帶，在空間上具有侵入巖-粗晶大理巖-細晶大理巖-大理巖化石灰巖-石灰巖的遞變特征，并在成分較純的大理巖帶中形成白色方解石礦床。

綜上所述，并結合區域地質、地層、巖性、礦體特征，山精礦區方解石礦礦床成因類型為接觸變質型方解石礦床。

4 找礦標志及找礦方向

4.1 找礦標志

4.1.1 地層標志

控礦地層為溪口組地層（T1x），也是礦區方解石礦礦體的賦礦層位。該地層屬一套濱海相碳酸鹽巖、硅泥巖沉積建造，由于受后期巖漿侵入，熱液蝕變強烈，碳酸鹽巖形成大理巖、大理巖化灰巖。

4.1.2 巖漿巖標志

礦床內與成礦關系密切的巖漿巖主要為二長花崗巖（γJ1），與早三疊世溪口組（T1x ）接觸，溪口組灰巖普遍具大理巖、大理巖化，是方解石礦體的主要形成條件，因此二長花崗巖（γJ1）與溪口組地層接觸部位也是找礦標志之一。

4.1.3 圍巖蝕變標志

由于受熱接觸變質作用影響，礦床內圍巖蝕變較強烈，主要蝕變有大理巖化、角巖化等。大理巖化為近礦圍巖蝕變，礦體均產于大理巖化中，為礦體主要的圍巖蝕變標志。另礦區大理巖化均賦存于角巖化硅泥巖蝕變下部，因此溪口組地層中的角巖化也是找礦標志之一。

4.2 找礦方向

（1）根據已有鉆孔及地表露頭顯示，方解石礦體由南東至北西沿走向方向，方解石礦體越來越厚大，在北西約2 km地表內發現大量角巖化硅泥巖，且在北西側約2 km 外發現有二長花崗巖與角巖化硅泥巖接觸，與礦區沉積建造相近，侵入接觸一致，熱接觸變質一致。因此，礦區北西側具備發現厚大方解石礦體的可能。

（2）由于方解石礦體在ZK1504、ZK704 鉆孔位置礦體厚大，厚度達62.05 m，根據地質特征分析可知，礦區北部，因有著相似的成礦地質條件，具備了再次發現厚大方解石礦體的可能。

同時，根據地表調查并結合剖面分析：礦區南部及東部，二長花崗巖大面積出露（九仙山巖體），因此在礦區南部及東部不具備形成較大規模方解石礦床的地質條件；早二疊世船山組（P1c）地層碳酸鹽巖被燕山早期二長花崗巖（γJ1）破壞而缺失或范圍厚度較小，不具備成礦條件。