湖南隆回縣楓木嶺方解石礦礦床地質特征及成因分析

王希林

（湖南省地質礦產勘查開發局四一八隊，湖南 婁底 417000）

1 區域地質

區域構造位置處于華南加里東褶皺帶、湘中南祁陽弧(祁陽山字型)的前弧和反射弧的褶皺軸部，主要構造形跡呈向西凸出的弧形山字型，即“祁陽山字型構造”（見圖1）。該構造南、北端發育有完好的反向反射弧；中部內側受應力產生共軛扭裂，形成棋盤式斷裂構造；前弧和棋盤式構造之間受它形構造影響形成一個形狀不規則的馬蹄形盾地，盾地內旋轉構造和旋扭斷裂發育。區域內出露地層較齊全，除志留系和第三系缺失外，由晚元古界的震旦系—新生界第四系均有出露。晚古生界的泥盆至石炭系淺中海相碳酸鹽夾碎屑沉積地層組成區域內主要蓋層，大面積廣泛分布，與區域內外生非金屬礦產成礦關系極為密切。

2 礦區地質

（1）地層。礦區出露地層由老至新為泥盆系中統跳馬澗組（D2t）、棋梓橋組（D2q）；泥盆系上統錫礦山組（D3x）。現從老至新分述如下：

跳馬澗組（D2t）：僅分布于礦區北東角，為紫紅色中至厚層狀不等粒石英砂巖、中細粒石英砂巖、鐵泥質石英粉砂巖、粉砂巖、粉砂質頁巖、泥巖呈往復式不等厚韻律；與棋梓橋組（D2q）呈斷層接觸[1，2]。

棋梓橋組（D2q）：大面積分布于礦區，為本區方解石礦的主要賦礦層位，巖性為灰色厚層狀塊狀粉晶白云質灰巖與含生物屑白云質灰巖、含生物屑灰巖互層。與錫礦山組（D3x）呈斷層接觸。

錫礦山組（D3x）：僅分布于礦區南東角，為本區方解石礦的次要賦礦層位，巖性為深灰色中－厚層狀陸屑灰巖、含陸屑粒屑灰巖、亮晶粒屑灰巖夾瘤狀泥質灰巖與鈣質泥巖。

（2）構造。勘查區構造形態總體為一傾向南西的單斜構造，巖層傾角28～45°，次級褶皺不發育。斷裂較發育，礦區發育9條斷裂，2條區域性斷裂，7條礦脈斷裂，礦脈斷裂均為北東向，均為容礦構造，斷裂發育破碎帶，破碎帶以灰巖發生碎裂巖化，裂隙被后期方解石脈充填。另外2條區域性斷裂一條分布于勘查區南東部邊緣，走向北東，走向長大于7km，傾向南東，具正斷層性質，地表表現為地層缺失。另一條分布于勘查區北部邊緣，走向近南北，走向長約2km，屬西盤上升的走向逆斷層。平面上錯距約900m。

（3）巖漿巖。礦區無巖漿巖出露[1，2]。

3 礦床地質特征

3.1 礦（脈）體特征

礦體產于棋梓橋組灰巖的張性裂隙中，礦體主要受北西向斷裂構造控制。目前礦區已發現方解石礦脈9條，其中具有較大規模的有3條。各礦體主要特征如下:

（1）①號礦（脈）體：地表長800m，出露最高標高432m，控制最低標高348m（ZK10101），走向北東，傾向北西，傾角50～77°，鉆孔控制走向長約200m，控制斜深47～57m，見礦厚度5.47～5.86m。平均5.66m。CaO品位54.97～55.80×10-2，平均55.54×10-2，白度86.50～95.80%，平均91.61%。

（2）②號礦（脈）體：地表長2.2km，出露最高標高516m，控制最低標高380m（ZK20102），走向北東，傾向南東，傾角55～70°，鉆孔控制走向長約800m，控制斜深30～117m，見礦厚度4.86～9.08m。平均6.61m。CaO品位54.91～ 55.91×10-2，平均55.47×10-2，白度85.00～ 96.40%，平均91.35%。

（3）③號礦（脈）體：地表走向長1.4km，出露最高標高512m，控制最低標高386m（ZK30303），走向北東,傾向北西，傾角57～74°，鉆孔，控制走向長約1000m，控制斜深43～97m，見礦厚度4.79～7.28m,平均5.71m。CaO品位54.98～ 55.64×10-2，平均55.47×10-2，白度85.37～ 96.12%，平均91.46%。

3.2 礦石特征

礦石礦物成分：主要礦物為方解石；雜質礦物含量甚微，包括鐵質污染物、高嶺石、褐鐵礦、黃鐵礦等；此外，還有黃銅礦、閃鋅礦等微量礦物。

礦石結構：自形～半自形粒狀結構礦石中大部分方解石呈形態較為規則的自形～半自形晶產出，而它們的集合體則多為不規則的團塊狀。

礦石構造：浸染狀構造鐵質物等雜質礦物呈星散浸染狀、細脈狀集合體沿方解石邊緣、粒間或裂隙充填分布。薄膜狀構造鐵質物呈污染狀、皮膜狀不均勻分布附著在部分方解石的表面或裂隙。

礦石品位：CaO品位54.91～55.91×10-2，平均55.47×10-2，白度85.00～96.40%，平均91.35%。

礦石圍巖：多為灰巖、白云質灰巖，礦體與圍巖界線清楚，圍巖蝕變主要為碳酸鹽化。夾層較少，一般＜2層，主要為（碎裂化）灰巖、（碎裂化）白云巖，厚度一般＜2.00m。

4 礦床成因分析

區內方解石礦床呈厚大脈狀產出，其成礦過程主要是：中低溫汽水熱液沿導礦斷裂上升，對兩側的碳酸鹽巖產生溶蝕、淋濾和褪色作用；再加上地表水和大汽降水的風化、淋蝕作用，使碳酸鹽巖中的碳酸鈣重溶；形成富碳酸鈣溶液，于半開放式的節理、裂隙、斷裂帶或巖溶洞穴中聚集；在飽和狀態下碳酸鈣產生重結晶而形成方解石；呈脈狀、帶狀、層狀或巖體狀，集中賦存于碳酸鹽巖中，形成形態各異的方解石礦床。其成礦過程和產出形態受多種因素控制，最主要的控礦因素為：地層巖性、構造及賦礦場所。

（1）地層巖性因素。區內方解石礦脈體產于泥盆系棋梓橋組灰巖地層中。賦礦圍巖巖性主要為淺灰、灰白色厚層灰巖為主夾白云巖、白云質灰巖。圍巖巖性對方解石礦石的品質影響較大，即：純灰巖段內礦石白度及碳酸鈣含量明顯高于其他巖性段。因此，區內廣泛發育的鈣質碳酸鹽巖，特別是純灰巖出露地段對高品質方解石成礦最為有利。

（2）構造因素。區內發育的斷裂構造是本區內方解石成礦的重要控礦因素。各礦脈斷裂嚴格控制區內方解石礦床成礦，各礦脈斷裂發育于灰巖中，兩側形成一系列次級裂隙，為成礦熱液和淺表飽和碳酸鈣溶液提供了運移通道和存儲空間。

（3）賦礦場所。碳酸鹽巖發育區的巖石中，方解石脈、團塊往往隨處可見，但能形成上規模的方解石礦體卻很少，其主要原因就是賦礦聚集場所的制約。不論地下汽水熱液上升重溶圍巖而形成的富碳酸鈣溶液，還是大汽降水和淺表水對碳酸鹽巖的風化、淋蝕而產生的富碳酸鈣溶液，均有就近于儲藏空間聚集的特性。即儲礦空間的性質、形態、大小決定了飽和碳酸鈣溶液重結晶形成方解石礦的產出形態及規模。因此，碳酸鹽巖區向上開放的張性區域性斷裂和復式褶皺軸部的層間滑動往往易形成厚、大的儲藏空間，對形成上規模的方解石成礦有利。

（4）礦床成因類型。本區內方解石礦床形成于泥盆紀的碳酸鹽巖中，礦體形態及規模受構造控制，具有以下特征：①發育于巖溶殘丘地貌地區；②礦體埋藏較淺，局部露出地表；③礦體規模較大，形態以厚層狀、大脈狀和厚體狀為主；④礦石多呈白色，亦有微透明或半透明者。方解石結晶粗大，均為原地生成。因此，認為本區方解石礦床成因類型為低溫熱液充填型。