平南縣狼狗窩制堿用灰巖礦地質特征及成因分析

摘要：廣西壯族自治區（簡稱廣西）泥盆系巖層廣泛出露，其中，唐家灣組灰巖礦體內部結構簡單，主要組分CaCO3品位高且穩定，在走向和傾向上變化小，有害組分含量均很少，滿足工業指標要求，礦石可正常破碎開采。本文結合平南縣狼狗窩制堿用灰巖礦的地質特征和礦體特征，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巖礦找礦提供參考。

關鍵詞：灰巖；地質特征；礦床成因；狼狗窩制堿用灰巖礦；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

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

1 礦床地質特征

平南縣狼狗窩制堿用灰巖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]。區域主要構造為蒙山-麻垌斷裂，由北北東向轉南北向，南起玉林市，往北經桂平市麻垌鎮、平南縣官成鎮至蒙山縣，切割寒武系-古近系，屬復合斷裂[3]。主要礦產有非金屬礦灰巖和金、銅、鉛、鋅等多金屬礦[4]。

1.1 地層

礦區地層簡單，除了第四系外，見泥盆系中統唐家灣組和白堊系新隆組，巖性較簡單。礦區內，唐家灣組裸露地表或被第四系覆蓋，未見頂底界線，總厚度大于100 m，它是制堿用灰巖礦的主要賦存層位。巖性以生物碎屑灰巖、亮晶灰巖為主，呈淺灰-深灰色，礦層內夾有少量透鏡狀白云巖或白云質灰巖，礦層出露一般，地表多被全新統浮土層覆蓋。表層溶溝、溶槽內普遍分布有薄層狀的含鐵錳質結核黏土層或含碎石浮土層。礦層呈單斜層狀產出，基本呈北東向展布，傾向為115°～125°，傾角為21°～28°，局部略有變化。采坑內的礦層局部夾有厚2～5 m的白云巖和白云質灰巖，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，層位穩定。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，砂泥巖中發育水平層理、斜層理、交錯層理和正粒序層理。第四系桂平組海拔35 m以下均有分布，巖性為褐灰色砂質亞黏土，屬殘坡積物，厚為0.5～8.0 m。

1.2 構造

總體來看，礦區內巖層為一單斜構造，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。礦區內石灰巖在地表出露很少，多被第四系浮土層覆蓋，未見斷裂構造。

1.3 礦區巖溶

礦區基巖出露較廣泛，礦體局部巖溶發育，規模不大，主要為石芽、溶溝及小型溶洞等，其形態各異，大小不一。經鉆孔，礦區溶洞少，遇洞率和線巖溶率低，溶洞一般被空洞或泥質充填，處于灰巖層。

2 礦體特征

礦區制堿用石灰巖礦體產于泥盆系唐家灣組，礦體完整性較好且受地層控制，為灰-深灰色灰巖，分布范圍廣，厚度大，礦體產狀平緩，形態簡單。礦體呈層狀產出，分布連續，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，常發育兩組菱形節理。礦石還含少量白云石、石英、炭質、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、飽和干燥狀態的物理性能。風干狀態下，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；飽和干燥狀態下，礦石抗拉強度為5.1～7.3 MPa，平均為6.4 MPa。風干狀態下，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《礦產地質勘查規范 石灰巖、水泥配料類》（DZ/T 0213—2020）的有色冶金熔劑、電石、制堿石灰巖化學成分一般要求。根據組合樣品分析結果，礦石有害組分低于一般工業指標要求，如表1所示。本礦床礦石質量受地層組段的影響較大，礦體內品位變化系數小，礦石質量穩定。

2.2 礦石類型和品級

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

2.3 礦體圍巖

礦層裸露地表，長期風化溶蝕產生的土黃色和褐黃色黏土、粉砂質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，底板為灰巖，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

礦區內，石灰巖非金屬建材礦床呈層狀產出，厚度巨大，沿走向、傾向延伸穩定，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，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-灰黑色生物碎屑發育，大量的海洋生物繁殖為碳酸鹽沉積提供物質來源。在適宜的物理化學條件下，沉積形成淺灰-灰色厚層狀泥晶灰巖、微晶灰巖和生物碎屑微晶泥晶灰巖。

3.2 找礦標志

一是露頭標志。礦區內有石牙和采坑分布，有較好的灰巖露頭。二是巖性標志。礦區內灰巖礦石能用于制灰，其巖性有微晶灰巖、生物屑灰巖或含生物屑灰巖。三是指相化石標志。生物屑灰巖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

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

4 結論

礦床產于泥盆系唐家灣組灰巖區，礦體內部結構簡單，主要組分CaCO3品位高且穩定，在走向和傾向上變化小，有害組分含量均很少，滿足工業指標要求，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.廣西碳酸鈣產業高質量發展生態環境保護對策建議[J].無機鹽工業，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特征及地球化學特征研究[J].礦產與地質，2016（1）：12-18.

3 伍 磊.廣西貴港-平南地區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：地質礦產勘查。