平南縣狼狗窩制堿用灰?guī)r礦地質(zhì)特征及成因分析

摘要：廣西壯族自治區(qū)（簡稱廣西）泥盆系巖層廣泛出露，其中，唐家灣組灰?guī)r礦體內(nèi)部結構簡單，主要組分CaCO3品位高且穩(wěn)定，在走向和傾向上變化小，有害組分含量均很少，滿足工業(yè)指標要求，礦石可正常破碎開采。本文結合平南縣狼狗窩制堿用灰?guī)r礦的地質(zhì)特征和礦體特征，分析礦床成因，明確找礦方向。研究認為，該礦床由淺海開闊臺地相化學沉積而成，屬陸臺型淺海相碳酸鹽建造，廣泛分布于平南縣-桂平市一帶，找礦前景較好。本研究為廣西泥盆系唐家灣組制堿用灰?guī)r礦找礦提供參考。

關鍵詞：灰?guī)r；地質(zhì)特征；礦床成因；狼狗窩制堿用灰?guī)r礦；平南縣

中圖分類號：P619.2 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2024）03-00-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.03.017

Abstract： The Devonian strata in Guangxi Zhuang Autonomous region （referred to as Guangxi） are widely exposed， among them， the internal structure of the Tangjiawan Formation limestone ore body is simple， and the main component CaCO3 has a high and stable grade， with little variation in direction and dip， and the content of harmful components is very low， meeting the requirements of industrial indicators， and the ore can be crushed and mined normally. Based on the geological characteristics and ore body characteristics of the limestone ore used for alkali production in Langgouwo， Pingnan county， this paper analyzes the genesis of the deposit and clarifies the direction of exploration. Research suggests that the deposit is formed by the chemical deposition of shallow sea open platform facies， belonging to the continental platform type shallow sea carbonate formation， and it is widely distributed in the Pingnan County-Guiping city area and has good prospecting prospects. This study provides a reference for the exploration of alkaline limestone deposits in the Tangjiawan Formation of the Devonian in Guangxi.

Keywords： limestone; geological characteristics; deposit genesis; limestone ore used for alkali production in Langgouwo; Pingnan county

狼狗窩制堿用灰?guī)r礦位于廣西壯族自治區(qū)（簡稱廣西）平南縣灰?guī)r地區(qū)，平南縣是重要的灰?guī)r礦開采區(qū)，主要有熔劑用灰?guī)r、水泥用灰?guī)r和制堿用灰?guī)r等。碳酸鈣產(chǎn)業(yè)是廣西“十四五”時期九大重點產(chǎn)業(yè)之一[1]，根據(jù)有關政策和地方產(chǎn)業(yè)布局，尋求可供地方碳酸鈣企業(yè)綜合利用和合理開發(fā)的開采地非常重要。本文分析礦床地質(zhì)特征，總結礦床成因，明確找礦方向，為后續(xù)找礦提供參考。

1 礦床地質(zhì)特征

平南縣狼狗窩制堿用灰?guī)r礦位于華南板塊華夏陸塊欽州褶皺系的六萬大山凸起帶的東北部，出露地層由老至新分別為奧陶系、泥盆系、白堊系、古近系和第四系[2]。區(qū)域主要構造為蒙山-麻垌斷裂，由北北東向轉(zhuǎn)南北向，南起玉林市，往北經(jīng)桂平市麻垌鎮(zhèn)、平南縣官成鎮(zhèn)至蒙山縣，切割寒武系-古近系，屬復合斷裂[3]。主要礦產(chǎn)有非金屬礦灰?guī)r和金、銅、鉛、鋅等多金屬礦[4]。

1.1 地層

礦區(qū)地層簡單，除了第四系外，見泥盆系中統(tǒng)唐家灣組和白堊系新隆組，巖性較簡單。礦區(qū)內(nèi)，唐家灣組裸露地表或被第四系覆蓋，未見頂?shù)捉缇€，總厚度大于100 m，它是制堿用灰?guī)r礦的主要賦存層位。巖性以生物碎屑灰?guī)r、亮晶灰?guī)r為主，呈淺灰-深灰色，礦層內(nèi)夾有少量透鏡狀白云巖或白云質(zhì)灰?guī)r，礦層出露一般，地表多被全新統(tǒng)浮土層覆蓋。表層溶溝、溶槽內(nèi)普遍分布有薄層狀的含鐵錳質(zhì)結核黏土層或含碎石浮土層。礦層呈單斜層狀產(chǎn)出，基本呈北東向展布，傾向為115°～125°，傾角為21°～28°，局部略有變化。采坑內(nèi)的礦層局部夾有厚2～5 m的白云巖和白云質(zhì)灰?guī)r，白云巖呈暗灰色，具刀砍狀溶溝，敲碎的粉末呈砂糖狀，野外肉眼易識別，沿走向或傾向連續(xù)，層位穩(wěn)定。新隆組上段巖性為紫紅色底礫巖，呈砂礫結構、厚層狀構造，礫石原巖為砂巖。礫巖層理不太清楚，其底層面可見沖刷構造，局部見礫石呈疊瓦狀排列，砂泥巖中發(fā)育水平層理、斜層理、交錯層理和正粒序?qū)永?。第四系桂平組海拔35 m以下均有分布，巖性為褐灰色砂質(zhì)亞黏土，屬殘坡積物，厚為0.5～8.0 m。

1.2 構造

總體來看，礦區(qū)內(nèi)巖層為一單斜構造，傾向為115°～125°，傾角為21°～28°，局部略有變化。偶見更次一級的褶皺，幅度較小。礦區(qū)內(nèi)石灰?guī)r在地表出露很少，多被第四系浮土層覆蓋，未見斷裂構造。

1.3 礦區(qū)巖溶

礦區(qū)基巖出露較廣泛，礦體局部巖溶發(fā)育，規(guī)模不大，主要為石芽、溶溝及小型溶洞等，其形態(tài)各異，大小不一。經(jīng)鉆孔，礦區(qū)溶洞少，遇洞率和線巖溶率低，溶洞一般被空洞或泥質(zhì)充填，處于灰?guī)r層。

2 礦體特征

礦區(qū)制堿用石灰?guī)r礦體產(chǎn)于泥盆系唐家灣組，礦體完整性較好且受地層控制，為灰-深灰色灰?guī)r，分布范圍廣，厚度大，礦體產(chǎn)狀平緩，形態(tài)簡單。礦體呈層狀產(chǎn)出，分布連續(xù)，沿走向控制礦體長為1 400 m，沿傾向礦體寬為100～450 m，埋深為0.00～46.16 m，分布標高為20～28 m。單工程礦體厚度為16.58～42.96 m，礦體平均厚度為38.95 m。單工程CaCO3平均品位為96.85%～98.51%，MgO為0.47%～0.93%，酸不溶物為0.27%～0.51%。礦體CaCO3平均品位為97.83%，MgO為0.64%，酸不溶物為0.35%。

2.1 礦石特征

礦石的主要礦物成分為方解石，無色透明，呈他形粒狀，常發(fā)育兩組菱形節(jié)理。礦石還含少量白云石、石英、炭質(zhì)、絹云母和高嶺石。礦石結構有砂屑結構、粉屑結構、生物碎屑結構、微晶結構和亮晶結構。砂屑和粉屑呈不規(guī)則渾圓狀，主要由微晶方解石和少量放射狀方解石不均勻組成；生物碎屑多呈圓球狀，主要由放射狀亮晶方解石組成，很少量由亮晶方解石或粒度較為粗大的單個方解石晶體組成，粒屑直徑多在0.03～0.60 mm，不甚均勻地分布于巖石中。粒屑間主要被亮晶方解石和一些微晶方解石不均勻填隙。礦石為中厚層塊狀構造。

2.1.1 礦石物理性能

在有代表性的地段分別采集多組礦石樣品，測試其風干、飽和干燥狀態(tài)的物理性能。風干狀態(tài)下，礦石單軸抗壓強度為48.3～70.3 MPa，平均為61.6 MPa；飽和干燥狀態(tài)下，礦石單軸抗壓強度為45.7～65.4 MPa，平均為59.0 MPa。風干狀態(tài)下，礦石抗拉強度為5.8～8.0 MPa，平均為6.9 MPa；飽和干燥狀態(tài)下，礦石抗拉強度為5.1～7.3 MPa，平均為6.4 MPa。風干狀態(tài)下，礦石抗剪強度為4.4～4.5 MPa，平均為5.8 MPa；飽和干燥狀態(tài)下，礦石抗剪強度為4.5～6.0 MPa，平均為5.4 MPa。礦山開采破碎難度不大。

2.1.2 礦石化學成分

礦石的主要化學成分分別為CaCO3、MgO和酸不溶物，其平均品位分別為97.83%、0.64%和0.35%，達到《礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范 石灰?guī)r、水泥配料類》（DZ/T 0213—2020）的有色冶金熔劑、電石、制堿石灰?guī)r化學成分一般要求。根據(jù)組合樣品分析結果，礦石有害組分低于一般工業(yè)指標要求，如表1所示。本礦床礦石質(zhì)量受地層組段的影響較大，礦體內(nèi)品位變化系數(shù)小，礦石質(zhì)量穩(wěn)定。

2.2 礦石類型和品級

礦區(qū)石灰?guī)r礦物成分主要為方解石，含量為96%～99%，含少量白云石、褐鐵礦、炭質(zhì)礦物等，礦石自然類型主要為微晶-粉晶灰?guī)r。礦石平均化學成分含量符合制堿用石灰?guī)r礦石的一般要求，礦體工業(yè)類型為制堿用石灰?guī)r礦。

2.3 礦體圍巖

礦層裸露地表，長期風化溶蝕產(chǎn)生的土黃色和褐黃色黏土、粉砂質(zhì)黏土殘留在礦層表面低洼地帶與溶窩而形成覆蓋物，被大氣降水帶入并充填于溶溝、溶洞、裂隙中形成充填物。這類黏土覆蓋物或充填物分布不均勻，無一定范圍和形狀，其在覆蓋層分布較廣，厚度介于0～3 m，礦區(qū)北部揭露小范圍白堊系新隆組礫巖，覆蓋層厚度為28.05 m。礦層頂板為第四系殘坡積層和白堊系新隆組礫巖，底板為灰?guī)r，僅在凹坑周邊有少量基巖出露。

3 成因分析及找礦方向

3.1 成因分析

礦區(qū)內(nèi)，石灰?guī)r非金屬建材礦床呈層狀產(chǎn)出，厚度巨大，沿走向、傾向延伸穩(wěn)定，礦物組分以方解石為主，化學組分含量變化很小，礦石含有藻屑等指相化石。根據(jù)指相化石特征，可以確定本礦床由淺海開闊臺地相化學沉積而成，屬陸臺型淺海相碳酸鹽建造[5]，分布于桂平-平南盆地內(nèi)，由于第四系覆蓋，多為零星的小面積散布。該相的特點是碳酸鹽巖中淺灰色化石少，灰-灰黑色生物碎屑發(fā)育，大量的海洋生物繁殖為碳酸鹽沉積提供物質(zhì)來源。在適宜的物理化學條件下，沉積形成淺灰-灰色厚層狀泥晶灰?guī)r、微晶灰?guī)r和生物碎屑微晶泥晶灰?guī)r。

3.2 找礦標志

一是露頭標志。礦區(qū)內(nèi)有石牙和采坑分布，有較好的灰?guī)r露頭。二是巖性標志。礦區(qū)內(nèi)灰?guī)r礦石能用于制灰，其巖性有微晶灰?guī)r、生物屑灰?guī)r或含生物屑灰?guī)r。三是指相化石標志。生物屑灰?guī)r礦石含有藻屑等指相化石。四是地貌標志。礦層展布地段屬巖溶地貌，順巖層傾向，山坡平緩。

3.3 資源潛力分析

礦區(qū)及附近泥盆系唐家灣組灰?guī)r地層廣泛分布，露頭以石牙和采坑的形式出露，石灰?guī)r礦體呈層狀產(chǎn)出，厚度為227～337 m，沿走向、傾向延伸穩(wěn)定，礦石礦物組分以方解石為主，化學組分含量變化很小。根據(jù)測區(qū)地層、構造及已知礦產(chǎn)成果，對比已知礦床的成礦地質(zhì)條件及礦床特征，認為該礦區(qū)具備較好的地質(zhì)成礦條件，有較好的制堿用灰?guī)r找礦潛力。

4 結論

礦床產(chǎn)于泥盆系唐家灣組灰?guī)r區(qū)，礦體內(nèi)部結構簡單，主要組分CaCO3品位高且穩(wěn)定，在走向和傾向上變化小，有害組分含量均很少，滿足工業(yè)指標要求，礦石可正常破碎開采。礦床由淺海開闊臺地相化學沉積而成，屬陸臺型淺海相碳酸鹽建造，廣泛分布于平南縣-桂平市一帶，找礦前景較好。

參考文獻

1 何彥芳，趙侶璇，馮 媛，等.廣西碳酸鈣產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展生態(tài)環(huán)境保護對策建議[J].無機鹽工業(yè)，2023（7）：25-31.

2 黃赤新，王傳建，馮玉君，等.廣西平南縣蘇屋金礦床地質(zhì)特征及地球化學特征研究[J].礦產(chǎn)與地質(zhì)，2016（1）：12-18.

3 伍 磊.廣西貴港-平南地區(qū)鉛鋅礦帶找礦潛力評價[C]//第三屆廣西青年學術年會.2004.

4 王功民，周建飛，王傳建，等.廣西大瑤山成礦帶西側金屬礦床特征及找礦方向[J].南方自然資源，2022（9）：20-29.

5 肖 為.廣西全州礦田鈾成礦過程[D].北京：中國地質(zhì)大學（北京），2015：11-12.

收稿日期：2024-01-06

作者簡介：林劍飛（1988—），男，廣西貴港人，工程師。研究方向：地質(zhì)礦產(chǎn)勘查。