黃梅縣下新石膏礦地質特征及礦床成因

摘 要：黃梅縣三疊紀蒲圻組石膏礦為大型礦床規模，具較大的經濟價值。礦體賦存于三疊系中統蒲圻組地層中，隱伏于蒲圻組上段紅色巖層之下。在含膏巖系中圈定有三個主礦體，呈層狀產出，平面走向北東，剖面傾向南東，厚度、品位變化均勻，礦石以硬石膏為主，少量石膏。根據相關資料，認為揚子板塊在三疊紀期間向北漂移，并與亞洲板塊碰撞抬升，造成陸表海向亞熱帶潮坪-瀉湖環境轉變，是該區石膏礦床形成的重要原因，中三疊世地層及其頂、底板紅色碎屑巖組合是該礦床的找礦標志。

關鍵詞：石膏;地質特征;三疊紀

中圖分類號：P619.261 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）25-0076-03

1 區域地質背景

研究區大地構造單元屬揚子陸塊區（一級）、下揚子陸塊（二級）、蘇皖前陸盆地（三級）、小池周緣前陸盆地（四級）。區內第四系覆蓋范圍較廣，巖石地層出露有志留系下統-中統、泥盆系上統、石炭系-二疊系、三疊系下統-中統、三疊系上統-侏羅系下統、白堊系上統-下第三系統。其中，石炭系-二疊系為本區鐵礦礦化富集層位，三疊系中統蒲圻組為本區含膏地層。

區域褶皺構造主要有五里墩背斜和金星山向斜。五里墩背斜軸跡走向北東，核部地層為志留系，兩翼由泥盆-三疊系地層組成，南東翼地層正常，北西翼地層倒轉，巖層總體傾向南東，傾角為30°～65°。金星山向斜與五里墩背斜南東翼相鄰，核部地層為三疊系上統-侏羅系下統王龍灘組，兩翼為三疊系中統蒲圻組，軸跡走向與五里墩背斜大致平行，北西翼地層傾向南東，南東翼地層傾向北西，傾角25°～40°。

區域斷裂發育有縱斷裂與斜斷裂，縱斷裂為褶皺形成過程中巖層遞進變形的產物，走向與褶皺軸跡方向基本一致，規模一般較大，主要表現為壓扭性的逆掩斷層性質，斷面傾向南東，具有疊瓦狀組合特點，是本區鐵礦的主要控礦、容礦構造。斜斷裂為褶皺后期形成的，多與縱斷裂呈垂直斜交，規模相對較小，總體表現為斷塊升降兼具平移性質，造成褶皺形跡及含礦地層不連續，多為破礦構造。

2 礦床地質特征

2.1 地層

礦區地表大面積為第四系覆蓋，基巖地層零星出露三疊系中統蒲圻組、三疊系上統-侏羅系下統王龍灘組。其中，三疊系中統蒲圻組（T2p）為本礦區石膏礦之賦礦層位，分為上、中、下三個巖性段。上段（T2p3）：紫紅色中薄層黏土巖夾炭質頁巖及粉砂巖，局部含灰綠色鈣質團塊。地層厚度350～500m。中段（T2p2）：淺灰-深灰色厚層塊狀含膏白云巖、灰巖夾三層硬石膏、石膏礦層，局部夾相變沉積的紫紅色中薄層黏土巖（見圖1）。地層厚度170～320m。下段（T2p2）：與上段巖性基本相同，為紫紅色中厚層黏土巖夾薄層炭質頁巖，局部夾粉砂巖。地層厚度>50m，未見底。區域上蒲圻組下伏地層為三疊系中下統嘉陵江組（T1-2j），兩者呈整合接觸，礦區內蒲圻組與下伏大冶組呈斷層接觸，缺失嘉陵江組。

2.2 構造

2.2.1 褶皺。礦區所處褶皺構造部位為五里墩背斜南東翼與金星山向斜北西翼的過渡部位，整體呈單斜構造，地層走向北東，傾向南東，傾角15°～35°。

2.2.2 斷裂。礦區地表無斷裂構造形跡，與本礦區相鄰的馬鞍山鐵礦區內斷裂構造較為發育，有北東向、北西向兩組斷層，其與馬鞍山鐵礦關系密切，但對本礦區基本無影響。

2.2.3 巖漿巖。礦區地表無巖漿巖出露。與本礦區相鄰的馬鞍山鐵礦區內以往勘查鉆孔有輝綠巖、安山玢巖、閃長玢巖、斜長斑巖，沿古生代地層層間破碎帶侵入，呈巖脈形式產出，脈長一般數十米至百余米。本礦區石膏礦勘查鉆孔均未揭露到巖漿巖，表明礦區及其周邊雖有巖漿活動，但未對膏礦層造成侵位或穿插破壞。

2.3 礦體地質特征

下新石膏礦賦存于三疊系中統蒲圻組中段（T2p2）含膏巖系中，隱伏于蒲圻組上段（T2p3）紅色巖層之下。在含膏巖系中圈定有三個主礦體，編號分別為G-1、G-2和G-3。各礦體均分布于4—7線，呈層狀產出，平面走向北東，剖面傾向南東，傾角16°～35°（見圖1）。

2.3.1 G-1礦體。位處含膏巖系上部，礦體走向長3 200m，傾向寬210～920m，頂板標高-208.74～-729.80m，底板標高-209.93～-730.92m，埋深237.35～749.66m。礦體平均厚度40.23m，厚度變化系數47.35%，厚度穩定程度屬較穩定型。礦體中單樣品位（CaSO4+CaSO4·2H2O）56.95～97.54%，單工程礦體品位71.95～91.13%，礦體平均品位83.09%，品位變化系數17.79%，品位變化程度屬均勻型。

2.3.2 G-2礦體。位處含膏巖系中部，礦體走向長3 200m，傾向寬210～780m，頂板標高-279.38～-768.86m，底板標高-280.53～-769.96m，埋深310.11～788.72m。礦體單工程厚度5.32～100.62m，平均厚度40.44m，厚度變化系數61.84%，厚度穩定程度屬較穩定型。礦體中單樣品位（CaSO4+CaSO4·2H2O）59.32～96.50%，單工程礦體品位75.58～86.29%，平均品位81.97%，品位變化系數17.21%，品位變化程度屬均勻型。

2.3.3 G-3礦體。位處含膏巖系下部，礦體水平投影范圍與G-2礦體一致，走向長3 200m，傾向寬210～780m，頂板標高-376.31～-828.37m，底板標高-377.49～-829.47m，埋深400.75～848.23m。礦體單工程厚度17.45～60.35m，平均厚度35.66m，以ZK702孔礦體厚度最大，ZK002孔礦體厚度最小，厚度變化系數33.71%，厚度穩定程度屬穩定型。礦體中單樣品位（CaSO4+CaSO4·2H2O）55.18～96.55%，單工程礦體品位70.77%～88.51%，平均品位82.02%，品位變化系數18.39%，品位變化程度屬均勻型。

2.4 礦石特征

礦石結構構造較為簡單，主要為細粒變晶結構，其次為板片狀結構;主要構造為塊狀構造、紋層狀構造，其次為角礫狀構造、網脈狀構造。

礦石中硬石膏+石膏含量一般為70%～95%，白云石+方解石約占5%～20%，微量礦物有炭泥質、石英、玉髓、螢石、葡萄石等。

2.5 礦體（層）圍巖與夾石

礦區內三疊系中統蒲圻組中段（T2p2）含膏巖系上覆為蒲圻組上段（T2p3）紫紅色黏土巖夾粉砂巖，下伏為蒲圻組下段（T2p1）紫紅色黏土巖夾炭質頁巖，含礦層與頂、底板巖性截然不同（見圖2），三者之間界線分明，均為整合接觸。

礦體中夾石主要為含膏白云巖，通過夾石累計厚度（各工程夾石厚度之和）與礦體累計厚度（各工程礦體厚度之和）的比值計算G-1、G-2、G-3礦體的夾石率分別為3.76%、8.33%、3.13%，對礦體的連續性影響不大。

3 礦床成因

一般來說，石膏是指水盆地中（海洋以及大的內陸湖泊）某些溶解度較大的無機鹽類通過蒸發濃縮作用產生各種有用鹽類礦物的沉淀、富集所形成的。本礦區含膏巖系沉積時代為中三疊世，根據其細粒變晶結構及沉積時形成的紋層、條帶狀層理，推測出該區是原生的膏鹽沉積，結合湖北省區域地質志[1]，本區在早三疊世時處在下揚子海環境中，沉積建造主要為一套淺海臺地相碳酸鹽巖，中三疊世時因受印支運動影響，揚子板塊在構造作用下發生了北移并與亞洲板塊碰撞抬升，巖相古地理經歷了由赤道附近熱帶陸表海環境向北回歸線附近的亞熱帶氣候潮坪-瀉湖環境轉變的過程，形成了海陸過渡環境，沉積了以含膏鹽白云巖為特征的嘉陵江組[2]。含膏巖系頂部和底部的紅色碎屑巖組合，顯示了沉積過程中強烈蒸發的干旱氣候和氧化環境的存在。

隨著揚子板塊與亞洲板塊碰撞抬升，區域整體海退，在早三疊世淺海環境向中三疊世海陸過渡環境轉變的海退過程中，干熱氣候的潮坪-瀉湖帶繼續向東北遷移，出現了局限海灣或濱岸向咸化瀉湖環境的演變，嘉陵江組膏鹽沉積與之同步發育，穿時分布，在一些構造低洼處陸續形成一系列膏鹽盆地（見圖3）[2]。因此，在區域上，本礦床與長江下游地區江蘇省南京市周村石膏礦及安徽省含山縣陶家廠石膏礦為同一礦床類型。

綜上所述，本礦床成因為三疊紀揚子板塊的漂移而形成的海相濱岸相區咸化瀉湖亞相沉積類型（簡稱“濱海瀉湖相沉積類型”）。這一跨氣候帶的板塊漂移，為下揚子區石膏礦床提供了構造和氣候上的必要條件。

4 結論

①本礦床成礦時代為中三疊系，大地構造位置處于下揚子臺坪，含膏地層為三疊系中統蒲圻組（T2p），上覆為三疊系上統及侏羅系下統，下伏為三疊系下統，礦體（層）頂、底板為紅色碎屑巖組合，礦床規模為大型，礦石類型以碳酸鹽質硬石膏為主。

②本礦床成因為海相濱岸相區咸化瀉湖亞相沉積類型（簡稱“濱海瀉湖相沉積類型”）。由于三疊紀揚子板塊向北漂移并與亞洲板塊碰撞抬升，本區開始整體海退，形成海陸過渡環境，在海陸過渡環境轉變的海退過程中，出現了局限海灣或濱岸向咸化瀉湖環境的演變，從而沉積形成了一套含膏蒸發巖建造。總的來說，巖相古地理環境是該礦床沉積成礦的先決條件，中三疊世地層及其頂、底板紅色碎屑巖組合是該礦床的找礦標志。

參考文獻：

[1]湖北省地質礦產勘查開發局.湖北省區域地質志[M].北京：地質出版社，2003.

[2]錢邁平，厲建華，孫萬銓.三疊紀揚子板塊的漂移導致下揚子區石膏、硬石膏礦床的形成[J].江蘇地質，2002（3）：129-134.