廣西扶綏縣渠舊礦區熔劑用石灰巖礦地質特征及礦床成因

梁秋明 莫昔興

（廣西壯族自治區區域地質調查研究院）

扶綏縣渠舊礦區熔劑用石灰巖礦位于渠舊鎮火車站南側約500 m處，距離南友高速公路渠舊出口約8 km，有縣、鄉公路直達，交通極為便利。該礦區屬于中低山、巖溶洼地地貌，海拔高程一般在140～350 m，巖層裸露，地勢較緩。該礦區冶金熔劑用石灰巖礦資源量達1.96億t，為大型優質熔劑用石灰巖礦床［1］。本研究通過對礦床進行詳細的地質勘查工作，查明出露的地質特征，并探討其成因背景和過程，為區內后續找礦工作提供參考。

1 區域地質

礦區位于揚子克拉通（Ⅱ級）滇黔桂被動陸緣東南緣（Ⅲ級）的富寧—那坡陸緣沉降帶（Ⅳ級）西大明山隆起（Ⅴ級）與十萬大山斷陷盆地（Ⅳ級）結合部位［2］。區域出露地層主要為上古生界泥盆系、石炭系及二疊系，中生界三疊系、白堊系及新生界第四系小范圍出露。其中泥盆系只出露融縣組，中生界三疊系只出露馬腳嶺組，均為開闊臺地相碳酸鹽巖沉積。石炭系包括隆安組、都安組、大埔組、黃龍組及馬平組，為開闊臺地至局限臺地相碳酸鹽巖沉積。二疊系包括棲霞組、茅口組、合山組及大隆組，為開闊臺地至局限、半局限臺地相碳酸鹽巖沉積。白堊系只出露新隆組，為一套湖泊相陸源碎屑沉積。低洼地帶少面積出露第四系殘坡積層。扶綏縣渠舊礦區熔劑用石灰巖礦賦存于石炭系馬平組中，與下伏地層黃龍組和上覆地層棲霞組均為整合接觸關系［3］。

區域構造較為簡單，以斷裂為主，褶皺不甚發育，總體構造線呈北東、北東東向。斷裂具多期活動特點，分北東—南西與北西—南東向2組，前者延伸較遠，規模大，斷面總體傾向北西，傾角一般大于60°，屬正斷層；后者左旋切割前者明顯，但規模較小，斷面總體傾向南西，局部傾向北東，傾角一般為30°～40°。憑祥—南寧區域性大斷層從區外南部穿過，該斷裂對沉積建造、巖漿活動和礦產有著明顯的控制作用［4］。區域巖漿活動不明顯，變質程度較低。

2 礦區地質

2.1 地層

礦區內出露地層有上石炭—下二疊統馬平組和第四系臨桂組，在礦區范圍內馬平組可分為5段，其巖性特征如下。

（1）馬平組第一段（C2P1m1）零星出露在礦區東北、中部，是本礦床礦層底板。巖性為淺灰、灰白色厚層細—中晶白云巖、微—細晶白云巖夾少量微晶生物屑灰巖，頂部白云巖夾少量生物屑鈣質硅質條帶或團塊。厚度＞30 m。

（2）馬平組第二段（C2P1m2）分布在礦區大部分地區，是石灰巖礦的主要礦層。底部巖性為灰色、淺灰色中—厚層微晶生物屑灰巖夾生物屑灰巖，中上部為灰、灰白色厚層—塊狀微晶生物屑灰巖夾少量中層生物屑（砂—礫）灰巖、生物屑（砂）灰巖夾少量微晶生物屑灰巖，產豐富的有孔蟲、蜒、海百合莖及單體珊瑚化石。厚度138～251 m。

（3）馬平組第三段（C2P1m3）分布在礦區的西南、中部和東部，為石灰巖礦體的夾石層。巖性為灰、灰白色厚層—塊狀生物屑白云巖夾中層細晶白云巖，產有孔蟲、蜒、海百合莖、珊瑚化石。局部具水平紋層。厚度6.88～13.58 m。

（4）馬平組第四段（C2P1m4）分布在礦區的西南、中部和東部，為石灰巖礦體的次要礦層。巖性為灰、灰白色厚層—塊狀夾少量中層生物屑灰巖夾少量微晶生物屑灰巖，產豐富的有孔蟲、蜒、海百合莖、珊瑚化石。厚度17.49～69.78 m。

（5）馬平組第五段（C2P1m5）分布在礦區的南部和東部，為石灰巖礦體的頂板，巖性為灰、灰白色厚層—塊狀細晶白云巖夾中層細晶灰質白云巖、生物屑細晶灰質白云巖、生物屑灰巖、微晶生物屑灰巖，底部有兩套白云巖夾生物屑鈣質硅質條帶和團塊，灰巖產豐富的有孔蟲、蜒、海百合莖化石。厚度＞80 m。

（6）臨桂組（Ql）主要是沖坡積土，為土黃色黏土、含礫黏土為主，含少量灰巖礫石，粒徑為0.2～1 cm。主要分布在礦區的低凹處。

2.2 構 造

礦區地質構造簡單，總體為一傾向南東的單斜構造，傾向為120～160°，傾角為10～23°。僅在礦區西部及中部各發育1條正斷層（F1、F2）。其中，F1呈北北東向，傾向西，傾角為75～80°，破碎帶寬幾米至十幾米，斷層角礫巖發育，表現為西盤下降、東盤上升的正斷層。F2呈北東向，傾向北西，傾角75°，破碎帶寬幾米，斷層角礫巖發育，膠結物主要為鈣質和少量泥質，斷層附近灰巖均產生方解石化。斷層表現為北西盤下降、南東盤上升的正斷層。

2.3 巖漿巖

礦區內未見巖漿巖、變質巖出露

3 礦體地質特征

3.1 礦體特征

經詳查發現冶金熔劑用石灰巖礦體2個，編號灰-1、灰-2號礦體，分述如下。

灰-1礦體賦存于上石炭—下二疊統馬平組第四段中，由16個探槽和5個鉆孔進行控制。礦體呈層狀，其分布范圍受地形控制，平面呈不規則的多邊形，出露面積為0.18 km2。礦體地表出露最高標高為325 m，最低標高為140 m，控制最高標高為300 m，最低標高為130 m；巖性為灰、淺灰色厚層—塊狀微晶生物屑灰巖、生物屑灰巖夾少量微晶灰巖；礦體產狀為130～180°∠12～17°，厚度為16.10～39.78 m，平均厚度為25.02 m，厚度變化系數為14.84%，類型系數為0.6，屬穩定型。

灰-2礦體賦存于上石炭—下二疊統馬平組第二段中，由22個探槽和14個鉆孔進行控制。礦體呈層狀，其分布范圍受地形控制，平面呈不規則的多邊形，出露面積為0.50 km2。礦體地表出露最高標高為290 m，最低標高為125 m，控制最高標高為260 m，最低標高為130 m；巖性為灰、淺灰色厚層—塊狀微晶生物屑灰巖、生物屑灰巖夾少量微晶灰巖；礦體產狀為132～175°∠11～17°，厚度為19.59～195.95 m，平均厚度為123.54 m，厚度變化系數為14.84%，類型系數0.6，屬穩定型。

3.2 礦石特征

礦石自然類型劃分為生物屑泥晶灰巖，主要為含粒屑泥晶結構和含生物屑泥晶結構，次為含粒屑亮泥晶結構，含生物屑亮泥晶結構及亮晶泥晶結構。中厚層狀致密塊狀構造。礦石礦物成分為方解石及少量白云石、褐鐵礦，方解石含量達97%以上，白云石含量為1%～2%，褐鐵礦為少量。在鏡下方解石無色透明，呈他形粒狀，粒徑大小不等。白云石無色透明，呈半面形菱面體。礦石由粒屑和填隙物組成：粒屑主要為生物碎屑，少量內碎屑。生物屑含量8%～32%，由由孔蟲和蜓類組成，內碎屑含量小于4%，由砂屑組成，粒徑在0.064～0.16 mm，分布不均勻，隙填物由亮晶膠結物和泥晶基質組成，亮晶膠結物含量為8%～10%，主要成分是方解石，粒徑在0.024～0.64 mm，個別粒徑可達1.92 mm，泥晶基質由粒徑小于0.01 mm的方解石組成，表面散布粉塵狀褐鐵礦。

3.3 礦體礦石主要化學成分含量

CaO含量為40.52%～56.06%，平均為54.85%，品位變化系數為2.39%；MgO含量為0.18%～13.67%，平均為0.67%，品位變化系數為227.19%；SiO2含量為0.001%～9.110%，平均為0.090%，品位變化系數為81.06%；S含量為0.002%～0.014%，平均為0.009%，品位變化系數為65.15%；P（組合分析）含量為0.001%～0.005%，平均為0.002%，品位變化系數為30.04%。礦石的有益組分含量符合熔劑用石灰質原料礦石化學成分一般要求，有害組分含量基本符合熔劑用石灰質原料礦石化學成分一般要求，礦石質量良好，礦床礦石工業類型劃分為單一的黑色冶金熔劑用石灰巖礦。

3.4 圍巖與夾石

礦層的頂板為馬平組第五段灰、灰白色厚層—塊狀中細晶白云巖夾中層生物屑灰巖、微晶灰巖及硅質條帶和團塊。

礦層底板為馬平組第一段淺灰、灰白色厚層中細晶白云巖夾少量白云質灰巖、微晶灰巖及少量硅質條帶或團塊。

礦體內共圈出夾石層1層，夾于灰-1和灰-2礦層間，為馬平組第三段灰、灰白色厚層—塊狀生物屑含白云質灰巖夾中層狀中細晶白云巖。夾層分布穩定，厚度4.11～15.88 m，平均9.44 m。該段因含白云質，CaO含量未能達到工業指標，且厚度大于2 m，而作為夾石剔除。

4 礦床成因

區域地質研究成果顯示，研究區在早石炭世以來，區內已形成廣闊的淺水碳酸鹽巖臺地［5］。扶綏縣渠舊礦區熔劑用石灰巖礦體賦存于上石炭—下二疊統馬平組第二段、第四段中，巖性主要為微晶生物屑灰巖、生物屑灰巖，灰色、淺灰色，中厚層—塊狀層理，產豐富的有孔蟲、蜒、海百合莖及單體珊瑚化石。綜合分析區域成礦條件，礦體地質特征，認為該礦床主要為淺海開闊臺地相化學或生物化學沉積型礦床。