池州地區奧陶系侖山組化工用灰巖礦層特征

朱永勝

（安徽省地質礦產勘查局324地質隊）

化工用石灰巖礦產主要用于生產電石、石灰、“輕鈣”等，池州地區是化工用石灰巖礦產蘊藏較為豐富的地區，其中以奧陶系侖山組石灰巖蘊藏量大、品質最優，其年開采量處華東地區首位。主要含礦地層為早古生代奧陶系下統侖山組上段（O1l2）［1］，其沉積相帶受地質構造控制，區域分布規律性明顯。根據勘查工作結果，系統地梳理池州地區奧陶紀侖山組化工用石灰巖礦層的區域分布、含礦地層基本層序特征。

1 區域地質背景

池州地區大地構造位置地跨下揚子前陸帶和江南隆起帶2個Ⅱ級構造單元（圖1）。本區地質構造發展經歷了3個歷史階段，發育了3個構造層［2］：①前南華紀基底發展階段（第一構造層Jx～Qb）；②南華紀—早三疊世蓋層沉積階段（第二構造層Nh～T1）；③中三疊世—新生代碰撞造山及造山后板內活動（變形）階段（第三構造層T2～Q4）。本區奧陶系侖山組隸屬第二構造層，所屬地層分區主要為下揚子地層分區蕪湖—石臺地層小區。區域蓋層構造線主要為北東向展布，主要形成于印支和燕山期。侖山組化工用石灰巖含礦地層主要分布于下揚子前陸帶的東至—涇縣斷褶帶和沿江褶斷帶南側（圖1）。區域內巖漿活動強烈，主要發育侵入巖，侵入活動以燕山期為主，高坦深斷裂北西部為一系列小型中酸性巖體，成因類型為揚子同熔型；南東部多為大型酸性巖體，成因類型為江南式同熔型及陸殼改造（重熔）花崗巖型。區域內礦產資源豐富，金屬礦產主要有銅、鉛、鋅、鎢、鉬、錳、鐵等，非金屬礦產化工、水泥用灰巖、冶金用白云巖、方解石是本區優勢資源。

2 含礦地層及主要礦產地分布

早古生代奧陶系下統侖山組上段（O1l2）是本區化工用石灰巖主要含礦地層，區域地理位置分布主要為北東向展布于東至縣葛公鎮—石臺縣城—青陽縣喬木一帶以北地區，北界至香隅—牌樓—墩上一線（張溪—墩上斷裂南），南界以石臺縣城—七都一帶，以此界往南則逐漸過渡到江南地層區的奧陶系印渚埠組（O1y）。相比較而言，奧陶系下統侖山組在高坦深斷裂帶以南地區分布面積更大，高坦深斷裂帶以北，僅貴池白洋—青陽五溪有侖山組出露，其他一般較少或零星出露（如東至查橋—香隅一帶）。池州地區目前勘查開發利用的侖山組上段化工灰巖礦產地集中分布于高坦深斷裂帶以南的東至縣洋湖地區、石臺縣小河—丁香—七井地區、貴池區棠溪地區、青陽縣酉華地區，對應的區域褶皺構造為三崗尖—楊美橋背斜、東至—楊田埂向斜。說明含礦地層及礦產地分布受地質構造控制明顯（圖2）。

3 含礦地層基本層序特征

奧陶系下統侖山組上段（O1l2）含礦地層基本層序特征總體為侖山組下段下伏灰—淺灰色厚塊層狀粉晶、細晶、粗晶白云巖（O1l1），往上出現中厚—厚層微晶灰巖，上覆地層以白云巖消失、中厚層亮晶生物碎屑灰巖（O1h）出現為標志。自西向東，即從東至—石臺—貴池—青陽含礦地層基本層序特征大體一致，但各地巖性厚度、巖性有一定變化，甚至在同一地區自北而南各巖性段厚度也有一定變化。

3.1 東至洋湖地區

以東至縣筆架山剖面為代表，按巖性特征可劃分為三部分，總厚315 m［3］。下部：淺灰、灰、灰白色中厚—厚層含團塊砂屑灰巖、砂屑灰巖、微晶灰巖等不等厚韻律互層，偶夾灰色中—中薄層細晶白云巖，厚61 m。中部：灰—淺灰色厚塊層狀粉晶、細晶白云巖，偶夾淺灰色中—中厚層微晶砂屑灰巖，厚159.3 m。上部：淺灰、灰白色中厚—厚層礫屑灰巖、砂屑灰巖，偶夾灰黃色中厚層瘤狀灰巖及中層細晶白云巖，厚93.8 m。

本區往北東至縣查橋—香隅一帶侖山組上段總厚度、灰巖段明顯變薄。本區代表礦床天井石灰巖礦、筆架山石灰巖礦、柯家村石灰巖礦。

3.2 石臺小河—丁香地區

根據巖性特征可分為上、中、下三部分［4］。下部：淺灰、灰、深灰色厚—巨厚層狀亮晶內碎屑灰巖，泥晶—微晶含生物碎屑灰巖，中間夾1～2層厚度不等的中厚層狀細晶、不等粒晶白云巖和白云質灰巖，局部見白云巖透鏡體；該部灰巖厚76 m。中部：灰白色略帶紅色、淺灰色—灰色，部分為淺紅色，厚層細晶—中晶、不等粒晶白云巖，夾中—厚層深灰色灰質白云巖、灰巖，局部灰巖呈透鏡體；該層厚116 m。上部：淺灰、灰、深灰色厚層狀亮晶內碎屑灰巖，泥晶—微晶含生物碎屑灰巖，局部夾淺灰色中厚層狀細晶、不等粒晶白云巖，白云質灰巖。該層厚86 m。

本區往北栗陽一帶侖山組上段總厚度、灰巖段厚度明顯變薄。本地區代表礦床有沈家嶺石灰巖礦、泉坑石灰巖礦、梓嶺石灰巖礦。

3.3 貴池棠溪地區

以貴池棠溪百安方村剖面出露較好，研究較詳。按巖性分為上、中、下三部分，厚330.27 m［5］。下部：淺灰、灰白色厚層至塊狀灰巖，具亮晶砂屑結構，厚118.10 m。中部：灰色厚至巨厚層白云巖與白云質灰巖、灰巖組成若干交替韻律，厚156.85 m。上部：灰色中厚至巨厚層灰巖，具亮晶砂屑—礫屑結構，厚55.32 m。

本區往北合成、黃山嶺一帶，下部灰巖厚度明顯變薄（劉街礦、棠溪礦、雙橋礦均在50 m 左右），而往南華廟、石臺七井一帶，含礦層巖性、厚度與方村剖面基本一致。在馬衙—墩上一帶侖山組上段總厚度僅196 m，其中上部灰巖段僅30 m［6］。

本地區代表礦床雙橋石灰巖礦、安邊塘石灰巖礦、曹村石灰巖礦、方村石灰巖礦、花廟石灰巖礦［7］。

3.4 青陽酉華地區

本區含礦地層基本層序變化較大，酉華西邊山一帶含礦地層也分為3 個巖性層［8］。下部巖性為灰白色質純的中厚—厚層微晶灰巖，厚約60 m。中部巖性為灰白色、淺灰色微晶灰巖、含生物碎屑灰巖、含白云質亮晶砂屑灰巖或亮晶白云質砂屑灰巖、白云巖或紋層狀砂屑灰質白云巖組成旋回性重復，厚約180 m。上部巖性為淺灰—灰白色厚—巨厚層微晶灰巖，厚約66 m。

本地區往南東雙合陽山一帶本段下部灰巖明顯變厚，董家村一帶厚達121.48 m［9］，但中部灰質白云巖段大部、上部灰巖礦層全部缺失，主要原因應是構造造成地層缺失的結果。

本地區代表礦床太子山石灰巖礦、西邊山石灰巖礦、雙合—陽山石灰巖礦。

綜上所述，本地區奧陶系下統侖山組上段含礦地層可以分為上礦層和下礦層，上礦層厚度55.32～93.8 m，往西南漸厚，東至地區最厚。下礦層厚度61～121.48 m，往北東增厚，貴池棠溪地區和青陽酉華地區較厚。在同一地區南部礦層厚度明顯大于北部礦層厚度。圖3 為池州地區奧陶系下統侖山組上段含礦地層柱狀對比。

4 沉積環境綜述

早古生代奧陶紀池州地區處于江南隆起帶北緣下揚子淺海臺地，堆積了以碳酸鹽巖相為主的沉積巖層，沉積環境一般為臺緣淺灘，系碳酸鹽臺地邊緣向海一側及臺內隆起帶的高能環境，表明海水較淺或出露地表，沉積界面在平均浪基面之上。

早奧陶世侖山期早期繼承了寒武紀以來的沉積環境和古地理條件，但氣候轉為干旱炎熱，蒸發強烈，海平面下降，水域深度變淺，大部為淺海沉積環境，局部處于潮坪或坪上沉積環境，形成了以白云巖為主的碳酸鹽巖建造。

早奧陶世侖山期晚期沉積環境和古地理格局基本同早期，仍為陸表海環境，只是氣候和海水深度發生波動變化，又分前期、中期、后期3個段。前期氣候轉為相對溫暖，蒸發強度變弱，海平面略有上升，勘查區海水變深，接受沉積的范圍擴大，但仍為淺海沉積環境，多處于淺潮下帶高能環境，寬廣的陸表海幾乎無陸源物質來源，形成以亮晶內碎屑結構為主的較純灰巖。中期氣候又轉為干旱炎熱，蒸發強烈導致海平面下降，形成了不純的白云巖與灰巖的碳酸鹽巖建造。后期氣候再次轉為相對溫暖，蒸發強度變弱，海平面略有上升，處于淺潮下帶高能環境，形成以亮晶內碎屑結構為主的較純灰巖。

5 代表性礦床特征

以貴池區曹村電石用灰巖礦為例［10］，礦床位于七都復背斜帶之石門高背斜北西翼，礦區地層由南西至北東依次為侖山組、紅花園組、大灣組及牯牛潭組，北部零星出露奧陶系中—上統地層。礦區構造總體呈北西傾向的單斜層狀構造產出，礦區中部發育1條北北東斷裂（F1），破壞了含礦地層走向的連續性。礦區巖漿巖不發育。

曹村礦區以電石用灰巖礦床工業指標圈定了3個礦體，分別編號為①、②、③號礦體。①號礦體含礦地層為奧陶系下統侖山組上段上部灰巖（O1l2-3），②、③號礦體含礦層為奧陶系下統侖山組上段下部灰巖（O1l2-1）。表1為本礦床各礦體走向長度、產狀及平均化學成分。

注：R2O3＝Fe2O3+Al2O3

礦石結構主要為細晶—微晶結構，少量含砂屑結構、含砂礫屑、變晶結構、生物碎屑結構等類型。礦石中方解石晶體粒徑多數小于0.03 mm，少量在0.03～0.25 mm，前者約占三分之二，為細粒—微粒結構。礦石中砂屑由粒徑小于0.03 mm 的方解石組成，砂屑之間填隙物為粒徑在0.03～0.25 mm的方解石，共同構成砂屑結構；砂屑邊部（少量內部）的方解石已重結晶為0.03～0.25 mm 他形粒狀變晶結構。礦石構造簡單，主要為厚層致密塊狀構造，偶見少量縫合線構造。

6 結論

（1）早古生代奧陶系下統侖山組上段化工灰巖礦產地集中分布于高坦深斷裂帶以南的東至縣洋湖地區、石臺縣小河—丁香地區、貴池區棠溪地區、青陽縣酉華地區。

（2）早古生代奧陶紀時期，池州地區石臺—涇縣一線以北處于下揚子淺海臺地相沉積環境，堆積了以碳酸鹽巖相為主的沉積巖層，化工灰巖礦層形成于奧陶紀早期碳酸鹽巖臺地淺灘相。

（3）奧陶系下統侖山組上段基本層序分為三部分，其中上、下部灰巖為化工用灰巖礦層，礦石質純，有害成分低。