湖北荊門鄧家沖石膏礦床地質特征及找礦標志

摘要：鄧家沖石膏礦床位于江漢盆地西緣石膏成礦帶內，屬內陸湖相蒸發式沉積石膏礦床。下第三系分水嶺組為區內的含膏巖系。礦區內的石膏層可劃分為7層，膏層基本呈層狀產出。區內石膏可分為纖維狀石膏、塊狀石膏（包括結核狀石膏）和粒狀石膏三種礦石類型。礦體頂、底板為泥巖、泥質粉砂巖、含膏泥巖及石膏質泥巖。存在分水嶺組上、中含膏段是石膏和硬石膏的賦存部位，一般以150m埋深為限，其上賦存石膏，其下賦存硬石膏。

關鍵詞：石膏；地質特征；找礦標志；分水嶺組；鄧家沖

引言

湖北省孝感荊門一帶產出有一系列大中型石膏礦床，是華中地區重要的石膏產業基地[1-3]。這些石膏礦多發育于江漢盆地周緣，屬典型的內陸湖相蒸發式沉積礦床[1，4]。鄧家沖石膏礦床即是其中之一，目前其地質勘查程度不高，成礦地質背景、礦化地質特征，尤其是礦石特征未有系統研究，石膏礦的富集規律和找礦標志還有待進一步總結。本文在基于區域石膏礦床資料和野外地質調查的基礎上，總結了礦床地質特征，提出了一些找礦標志，以期為礦床后續開發利用提供參考。

1.區域地質特征

礦區屬揚子地層區，新華夏系第二沉降帶、江漢盆地的西緣。出露的地層有白堊系上統跑馬崗組、下第三系分水嶺組、第四系。跑馬崗組巖性以棕黃色為主，夾灰綠、黃綠、灰白色的雜色砂巖、粉砂巖、粉砂質泥巖和泥巖。分水嶺組出露廣泛，與下伏地層呈整合接觸[5，6]。區域內的斷裂構造主要為荊門斷裂。荊門斷凹為一北北西向的中—新生代斷陷盆地。受北北西向和北西向斷裂構造的控制及影響，斷凹內的褶皺主要為走向北西向的緩傾開闊的平緩背斜及向斜。區域分布礦產主要有水泥用灰巖、砂頁巖，石膏，煤、鐵等。石膏主要分布于下第三系分水嶺組等地層中[3，6]。

2.礦區地質特征

2.1地層

礦區出露的地層主要有下第三系分水嶺組、第四系。其中下第三系分水嶺組為區內的含膏巖系。各地層巖石組成特征如下：

2.1.1分水嶺組：該組地表出露廣泛。按巖性可分為兩個段。

（1）分水嶺組第一段即麻城鋪含膏巖組：該含膏巖組又可劃分為下、中、上三個含膏段。本次工作未將麻城鋪含膏巖組揭穿，僅見中、上兩個含膏段。

①中含膏段厚度>52.30m未見底。下部以紫紅色粗粉砂巖為主，夾紫紅色粘土質粉砂巖。含少量硬石膏。

中部紫紅色粘土質粉砂巖與藍灰色、紫紅色石膏巖互層。夾粘土巖薄層和數層具有一定厚度的纖維狀石膏。該層位有六層石膏，密集分布，厚度大，品位高，以石膏為主；并且，巖石組合表現出石膏—粘土巖—粉砂巖。沉積韻律為逆序列，反映出環境在成膏時的活動性由弱變強的特征。

上部以紫紅色粘土質粉砂巖、粉砂質粘土巖為主，夾一層石膏。巖石普遍具膏化。含量較低。局部具條帶狀構造，條帶由粘土巖和泥灰巖薄層組成。

②上含膏段厚42.43m～55.63m。下部為一套紫紅色粘土質粉砂巖，巖性單一，厚度大，是區別下伏巖層的標志。

上部以藍灰色石膏巖為主，夾紫紅色石膏巖和紫紅色粘土質粉砂巖。該層位有三層石膏，密集分布，間距小，厚度大，品位高。該層埋藏淺。巖石風化淋濾現象明顯。

頂部為灰色、灰紅色粘土質粉砂巖夾薄層狀泥灰巖，粘土巖。水平層理發育，泥灰巖團塊呈細晶結構，是與上覆地層分界的重要標志層。

（2）分水嶺組第二段厚度>110m。地層在礦區出露較廣，幾乎分布整個礦區。巖石組合以灰色、灰紫紅色厚層狀細砂巖、中砂巖夾粘土質粉砂巖為主，局部夾黃灰色頁巖、含礫砂巖、粘土巖薄層，底部見一層夾團塊狀實心灰巖的中厚層狀砂巖。實心狀灰巖團塊分布密集不均，橫向變化較大。

2.1.2第四系全新統：主要為殘坡積及河流沖積物，該層主要出露于地表及山坡邊緣，主要成分為粘土及石英礫石，厚度一般在2.0m～5.0m之間。

2.2構造

礦區位于荊門斷凹的中部偏南的西部邊緣，地層呈單斜構造產出，傾向南西。斷裂構造主要為陡傾斜的斷裂。通過礦區的斷裂主要為F8，該斷裂近東西向，橫穿礦區的北部，傾向173°，∠70°，為一正斷層。本次施工的ZK6孔距離該斷層最近，孔深188.40m，沒有見到它的影響，各膏層分布正常，地層產狀平穩，∠11°～15°。礦區及外圍20km范圍內未見巖漿巖分布。

3.礦化特征

3.1礦體特征

礦區內的石膏層可劃分為7層，膏層基本呈層狀產出，總體上呈單斜層，礦層傾向240°～340°，一般約∠15°左右，部分為20°～30°。

本礦床屬內陸湖相蒸發式沉積石膏礦床，礦體（膏層）呈層狀，單層厚度大，膏層間距小的特征。膏層呈中—厚層狀，與圍巖產狀一致，界限明顯。

上含膏段含膏旋回短促，GC1、GC2和GC3三個膏層厚度大，膏層之間夾層少，膏層密集排列，蘭板膏居多，紅板膏甚少，石膏品位高。

中含膏段GC4—GC7膏層與蘭色、紫紅色粘土質粉砂巖、含膏（膏質）粉砂巖相間排列，紅板膏和蘭板膏并存，石膏品位較高。

根據以上膏層的特征，按工業指標的要求，區內自下而上可劃分為兩個膏組，膏組編號依次為GZII、GZⅠ。

GZII礦層賦存于下分水嶺組第一段中含膏段的上部，對應的膏層號為GC7。距GZⅠ礦層（底部）>50m。呈層狀或似層狀產出產出，南北長400m，東西寬420m。主要由泥膏、雪花石膏、纖膏及含膏泥巖組成，礦層厚1.03m～2.32m。礦層∠30°～36°。石膏（CaSO4·2H2O+CaSO4）含量為64.39%～ 94.26%，礦體埋深109.53m～196.51m。礦層頂底板主要為中厚層粉砂質泥巖。

GZⅠ礦層賦存于分水嶺組第一段上含膏段的含膏巖系中，包含了GC1～GC3膏層。礦層呈層狀或似層狀產出，南北長約600m，東西寬480m。主要由泥膏、雪花石膏、纖膏及含膏泥巖組成，局部夾少量的棕紅色薄層泥巖，或泥質粉砂巖。礦層厚1.74m～10.34m，礦層一般在∠30°左右，石膏含量為75.29%～78.48%，礦體埋深34.58m～165.09m。礦層中常發育2組～3組裂隙，底板為粉砂質泥巖。

綜上所述，本區石膏礦層呈層狀、似層狀產出。礦層由泥膏、雪花石膏、薄層纖膏、含膏泥巖及石膏質泥巖等相間組成，礦層結構較為復雜。

3.2礦石特征

按礦石的結構構造，區內石膏可分為纖維狀石膏、塊狀石膏（包括結核狀石膏）和粒狀石膏三種礦石類型，各類型礦石特征如下：

纖維狀石膏亦稱板膏，乳白色，半透明。呈似層狀、脈狀產出。纖維狀結構，定向構造。石膏纖維沿最大壓應力方向生長，一般垂直頂底界面平行排列，纖維石膏與圍巖或泥膏界線清晰，易于剝離。纖維石膏中常見有泥巖碎屑，習稱“眉毛夾”，呈棱角狀定向不規則分布。該類型礦石質量高，CaSO4·2H2O含量一般均>90%。

塊狀石膏亦稱泥膏，因含泥質多少及其成分不同而呈乳白色、深灰色，少量赭紅色。層狀產出，有時呈團塊狀或結核狀產出。具他形粒狀結構，巨晶結構，不等粒晶結構，塊狀構造。團塊狀、結核狀產出的石膏礦石，直徑一般為5cm～ 30cm，外形不規則，有時相互嵌生，斷面微透明，具弱玻璃光澤。結核狀石膏礦石集合體和星散狀集合體，其間均為粘土質、粉砂質充填。礦石的CaSO4·2H2O+CaSO4含量一般在55%～75%之間。塊狀石膏為區內較主要礦石類型，各礦層均有產出，約占礦體厚度的20%～30%，品質最差，價格低廉。

粒狀石膏亦稱花膏，乳白色，半透明至不透明。團塊狀、似層狀產出，斷面粗糙呈砂狀，不等粒結構、細粒柱狀結構、交代結構、斑狀結構，似定向構造。常呈集合體與泥質鑲嵌，塊狀集合體間為粘土質、粉砂質充填。礦石的CaSO4·2H2O+CaSO4含量一般在75%～90%之間，并以二水石膏為主。粒狀石膏是區內主要礦石類型，各層位均有產出，約占礦體厚度的50%～60%。

硬石膏亦稱蛋膏，乳白色，半透明至不透明。團塊狀產出，斷面粗糙呈砂狀，不等粒結構、細粒結構，塊狀構造。常呈團塊狀被粒狀石膏和泥質石膏包裹。

礦石的CaSO4·2H2O+CaSO4含量一般在65%～ 80%之間，并以硬石膏為主。硬石膏是區內次要礦石類型，約占礦體厚度的5%～10%。

3.3礦體圍巖及夾石

礦體頂、底板為泥巖、泥質粉砂巖、含膏泥巖及石膏質泥巖。GZⅠ礦體中有2層～3層夾石，夾石厚度0.35m～0.98m，巖性為含膏泥巖和石膏質泥巖，夾石中的石膏（CaSO4·2H2O+ CaSO4）含量為24.71%～45.03%。GZⅡ礦體無夾石。

4.找礦標志

4.1石膏富集規律

碎屑比由東向西遞減，東南方向及北東方向比值高且開闊，可能同陸源方向一致。近陸源區水體淺，且不平靜，對石膏的發育有不利影響。這類地區明顯地與邊界斷層相關，類似同沉積發展。含蘭板率由東向西遞增，而蘭板率在西部遞度大，石膏富集規律也明顯地變化。可以看出富集區是在水下隆起部位，隆起控制著沉積環境，包括水體深度和與外界的封閉程度[1， 7]。

4.2找礦標志

存在分水嶺組上、中含膏段這是先決條件，通過地面地質調查查明出露層位作為直接找礦標志。上含膏段頂部的灰色、灰紅色粘土質粉砂巖夾薄層狀泥灰巖，粘土巖。是與上覆地層分界的重要標志層。中、上含膏段有典型石膏出現，特別是上含膏段的膏層密集且厚度大，夾石層薄。

石膏和硬石膏的賦存部位，一般以150m埋深為限，其上賦存石膏，其下賦存硬石膏。分水嶺組可作為間接找礦標志，其下能保存上含膏段，該段石膏單層厚度大，品位富。由于分水嶺組橫向變化大，在本區厚度為25m～100m，隨著分水嶺組厚度的加大，增加了含膏層位埋深，影響其工業意義。因此，要注意分水嶺組的雙重性。本區風化淋濾深度一般在30m以內，在此深度內的含膏層受風化淋濾后幾乎無工業意義。

5.結論

5.1礦體賦存層位為下第三系分水嶺組第一段，即麻城鋪含膏巖組。

5.2含膏巖組中有七個膏層，可劃分為兩個膏組。

5.3深度大于30m的第三系分水嶺組上、中含膏段作為直接找礦標志。

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