湖南株洲市車沖坳礦區(qū)地質(zhì)特征及礦床成因

曾慧敏，胡建新，曾 嶸

（湖南省煤田地質(zhì)局物探測(cè)量隊(duì)，湖南 株洲 412000）

砂石資源是我國(guó)重要非金屬資源，具有廣泛的建筑用途，主要用于城市建設(shè)、新農(nóng)村建設(shè)、道路交通建設(shè)等，是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要原材料（翟裕生等，2011）。

我國(guó)砂石資源總量大、分布廣、需求多，易開采，其開采方式一般為露天開采，開采技術(shù)要求低，投資成本低（張華等，2018砂石資源）。目前，湖南省砂石礦資源需求量缺口很大，市場(chǎng)前景好，具有較好的勘探開發(fā)價(jià)值。天然砂石的需求量大導(dǎo)致天然砂石價(jià)格的上漲，帶動(dòng)長(zhǎng)株潭地區(qū)以及周邊機(jī)制砂石價(jià)格的上漲，可創(chuàng)造良好經(jīng)濟(jì)收入。因此對(duì)砂石資源的勘探的需求較為迫切。

車沖坳位于株洲市天元區(qū)雷打石鎮(zhèn)，地質(zhì)人員多年在此開展勘探工作，勘探結(jié)果顯示車沖坳地區(qū)水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，工程地質(zhì)條件中等，開采砂石比較容易，具有較良好開采砂石資源的條件。

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

1.1 地層

車沖坳地區(qū)地面大面積出露第四系白水江組～第四系新開鋪組（Qp2x）地層，西北側(cè)受逆斷層影響，使老地層冷家溪群小木坪組（Pt3x）大面積出露。區(qū)域總體出露的地層由新至老為：第四系白水江組～第四系新開鋪組（Q），石炭系下統(tǒng)樟樹灣組（C1zs）、尚保沖組（C1sb），泥盆系上統(tǒng)岳麓山組（D3yl）、七里江組（D3ql）、龍口沖組（D3lk），泥盆系中統(tǒng)棋子橋組（D2q）及青白口系冷家溪群小木坪組（Pt3x）。

1.2 構(gòu)造

車沖坳地區(qū)位于株洲盆地，盆地內(nèi)部褶皺均為短軸的背、向斜，規(guī)模小，形態(tài)簡(jiǎn)單；斷層多為逆斷層，斷層傾角均在50°以上。區(qū)域內(nèi)褶皺主要有曬谷塘背斜，余家灣背斜，傘鋪垅向斜等，褶皺呈北北東向。區(qū)域內(nèi)斷層從西往東主要發(fā)育F59逆斷層、F60逆斷層、F61正斷層，斷層呈北東向，由西往東傾的單斜構(gòu)造。研究區(qū)主要發(fā)育有F60逆斷層、F61正斷層兩條斷層。F60逆斷層位于車沖坳地區(qū)西部，為一條逆斷層，走向北北東，傾向西北，傾角50°～60°，長(zhǎng)約6km，推覆體為冷家溪群小木坪組（Pt3x）；F61正斷層位于車沖坳地區(qū)中部，走向北北東，傾向南，傾角45°～60°，延伸約15km，從車沖坳地區(qū)中部通過(guò)，斷層沿線見硅化破碎帶寬5m～40m，斷距大于50m。綜上所述，本區(qū)礦區(qū)構(gòu)造復(fù)雜程度為簡(jiǎn)單。

圖1 湖南省株洲市車沖坳礦區(qū)區(qū)域地質(zhì)圖

1.3 巖體特征

1.3.1 較弱～堅(jiān)硬厚層狀砂巖、礫巖夾泥巖頁(yè)巖巖性綜合體

分布于研究區(qū)中部，為主采礦層，由泥盆紀(jì)上統(tǒng)岳麓山組（D3yl）組成，巖性主要為石英砂巖、石英礫巖、含礫砂巖夾砂質(zhì)、炭質(zhì)頁(yè)巖；石英砂巖、石英礫巖呈中～厚層狀，巖質(zhì)較堅(jiān)硬，抗風(fēng)化能力、抗變形能力較強(qiáng)，不易軟化，工程性質(zhì)較好；砂質(zhì)、炭質(zhì)頁(yè)巖呈薄層狀，強(qiáng)度低，抗風(fēng)化能力、抗變形能力弱，遇水易軟化，極易產(chǎn)生泥化現(xiàn)象，一般呈軟弱夾層產(chǎn)出。

巖體節(jié)理裂縫發(fā)育，一般線裂縫密度2條/m～5條/m，裂隙一般延伸較長(zhǎng)，可見長(zhǎng)一般0.5m～2.5m。飽和抗壓強(qiáng)度一般為26.5MPa～126MPa，軟化系數(shù)大于0.4。

1.3.2 堅(jiān)硬中～巨厚層狀白云巖、灰?guī)r巖性綜合體

主要分布于研究區(qū)西側(cè)，為礦層的直接底板灰?guī)r，上部被第四系所覆蓋，巖性為泥盆系上統(tǒng)七里江組（D3ql），其上部巖性為灰色中～厚層狀泥粉晶灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r，生物屑灰?guī)r；下部為厚～巨厚層狀白云巖。

1.3.3 較弱～堅(jiān)硬層狀碳酸鹽巖、碎屑巖互層綜合體

分布于研究區(qū)東側(cè)，位于礦層頂板，出露地層為石炭系下統(tǒng)尚保沖組（C1sb）。上部巖性以灰黃色鐵泥質(zhì)粉砂巖、中細(xì)粒石英砂巖，粉砂質(zhì)泥巖及粉晶灰?guī)r等為主；中部為淺黃色薄～中層狀泥質(zhì)石英粉砂巖、石英細(xì)砂巖為主夾鈣質(zhì)砂巖、鈣質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r、炭質(zhì)泥灰?guī)r；下部由粉砂巖、鈣質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r、生物屑粉晶云質(zhì)化灰?guī)r，粉砂質(zhì)頁(yè)巖、粉砂巖。該套巖石強(qiáng)度差異大，節(jié)理裂縫一般較發(fā)育，線裂縫密度2條/m～7條/m。

圖2 研究區(qū)地形地質(zhì)圖

2 礦體地質(zhì)特征

前及論述，車沖坳地區(qū)地面大面積出露第四系白水江組～第四系新開鋪組（Qp2x）。其中，泥盆系上統(tǒng)岳麓山組（D3yl）由灰白厚層粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)砂巖、粉砂巖、石英砂巖、砂質(zhì)頁(yè)巖等組成，為主采礦層，可采厚度平均85.5m，礦層穩(wěn)定，可細(xì)分為7層，現(xiàn)分述如下：

（1）灰白色，灰黃色中厚層狀石英砂巖，薄-中厚狀石英砂巖與灰色薄-中厚層粉砂質(zhì)泥巖成不等厚互層，泥巖具水平層理，砂巖具波狀層理。厚一般22.3m。

（2）深灰色薄層狀泥巖、粉砂質(zhì)泥巖夾中層狀砂質(zhì)粉砂巖、石英砂巖、泥質(zhì)粉砂巖。砂巖層面見黃鐵礦結(jié)核，泥巖中具水平層理、微波狀層理。厚一般10m。

（3）灰、灰黑色薄-中層狀含碳質(zhì)泥巖、泥巖夾少量薄層泥質(zhì)粉砂巖。具水平層理，含星點(diǎn)狀黃鐵礦與少量碳質(zhì)。厚一般5.6m。

（4）灰白色、灰色薄-中層狀石英砂巖夾薄層狀泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖，砂巖層面具干擾波痕，對(duì)稱波痕，局部見樹枝狀流痕構(gòu)造，層內(nèi)發(fā)育小型波狀砂紋層理，小型雙向人字形層理及生物擾動(dòng)構(gòu)造。厚一般10.2m。

（5）灰白色厚層狀石英砂巖，發(fā)育大型板狀交錯(cuò)層理，波狀楔形交錯(cuò)層理，沖刷構(gòu)造及不對(duì)稱波痕。厚一般2.4m。

（6）灰白色中層狀石英砂巖，泥質(zhì)石英砂巖夾薄層粉砂質(zhì)泥巖。巖石具波狀，透鏡狀及小型砂紋層理。厚一般10.7m。

（7）灰白色中厚層狀石英砂巖，泥質(zhì)石英砂巖與粉砂巖、泥巖成不等厚互層，產(chǎn)植物化石，雙殼化石，遺跡化石。厚一般24.3m。

3 礦石特征

3.1 礦石化學(xué)性質(zhì)

礦石質(zhì)量穩(wěn)定，根據(jù)湖南省勘測(cè)設(shè)計(jì)院的巖礦檢測(cè)報(bào)告，巖石主要由粒徑0.1mm～0.3mm互相緊密鑲嵌的細(xì)粒他形變晶石英、微少量電氣石、氧化鐵質(zhì)等組成，主要化學(xué)成分SiO2含量95.7%，AI2O3含量1.08%，F(xiàn)e2O3含量0.302%。構(gòu)成細(xì)晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。

圖3 巖礦鑒定照片

其中：石英含量約99%，呈他形變晶細(xì)粒狀，互相緊密鑲嵌，接觸界線多為彎曲狀，也有少量為平直狀，波狀消關(guān)明顯。

電氣石微量，柱狀、柱粒狀，具電氣石式吸收，零星散步在石英粒間。

氧化鐵質(zhì)含約1%，塵狀、微粒狀，零星散步。

3.2 礦石物理力學(xué)性質(zhì)

中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心湖南總隊(duì)湖南建材與非金屬測(cè)試?yán)醚芯克峁┑膸r石力學(xué)試驗(yàn)結(jié)果表如下：

礦石的抗壓強(qiáng)度為：105.9Mpa～124Mpa。

針、片狀顆粒含量：11.3%。

壓碎指標(biāo)值：13.2%。

吸水率：0.32%。

以上指標(biāo)符合道路碎石用砂巖質(zhì)量指標(biāo)要求，說(shuō)明本礦石可作為道路碎石用砂巖。綜合所述，本地區(qū)砂石礦質(zhì)量好。

3.3 礦石加工性能

礦石加工簡(jiǎn)單，按需要加工成不同粒度的碎石，砂。

4 礦床成因及找礦標(biāo)志

4.1 礦床成因

車沖坳砂石礦形成與一個(gè)低能的泥坪—砂泥混合坪沉積環(huán)境（黃建中等，1995）。砂石經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的剝蝕，搬運(yùn)，沉積至車沖坳地區(qū)，砂石含泥量較低、磨圓度較好，組份均勻。

4.2 找礦標(biāo)志

礦體全部產(chǎn)于泥盆系上統(tǒng)岳麓山組（D3yl）中，因此此類砂石礦的產(chǎn)出受層位控制。泥盆系上統(tǒng)岳麓山組中的粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)砂巖、粉砂巖、石英砂巖、砂質(zhì)頁(yè)巖為找礦直接標(biāo)志。此外，礦體產(chǎn)狀平緩，具盆地沉積特征，也同樣是此類型礦床的找礦標(biāo)志。

5 結(jié)論

湖南省株洲市車沖坳砂石礦發(fā)育于泥盆系上統(tǒng)岳麓山組中。地層可作為直接找礦標(biāo)志，目前，在該區(qū)域推斷還存在一定規(guī)模的砂石礦，具有一定的找礦潛力。