龙岩田尾矿区水泥用灰岩矿地质特征及成因

2011-01-06黄定文

中国非金属矿工业导刊 2011年6期

关键词：石炭浅海船山

黄定文

(中国建筑材料地质勘查中心福建总队，福建福州 350001)

龙岩田尾矿区水泥用灰岩矿地质特征及成因

黄定文

(中国建筑材料地质勘查中心福建总队，福建福州 350001)

本文综述了田尾矿区水泥用灰岩矿的赋存层位、矿体形态、产状及规模、矿石的物质组成、结构、构造、自然类型等特征，并分析了矿床成因及找矿标志。

石灰岩；地质特征；成因；龙岩田尾

田尾矿区水泥用灰岩矿位于福建省龙岩市新罗区，该区交通条件便利，矿体规模大，矿石质量好。

1 矿区地质概况

矿区位于闽西南坳陷带南西部的广平—龙岩坳陷内，龙(岩)—漳(平)复式向斜的近核部，政和—大浦深大断裂的西侧。

1.1 地层

矿区出露地层有下石炭统林地组、上石炭统船山组、下二叠统栖霞组、文笔山组及第四系(见下图)。

田尾矿区水泥用灰岩矿地质图

下石炭统林地组(C1l)：出露于矿区东、南部。主要为浅灰、紫灰色中、厚层状细粒石英砂岩，与粉砂岩、泥岩互层夹石英砾岩、粗粒石英砂岩。

上石炭统船山组(C3c)：出露于矿区中东部。主要为浅灰—灰白色厚层—巨厚层状细晶灰岩，上部夹白云质灰岩，是水泥用灰岩矿主要赋存层位。与下伏林地组呈断层接触。

下二叠统栖霞组(P1q)：出露于矿区北部、中部及南部。根据岩性组合特征，栖霞组地层可分为五个岩性段。

第一岩性段(P1q1)：为灰—深灰色薄层—中厚层状燧石结核灰岩，燧石条带灰岩和白云质灰岩。

第二岩性段(P1q2)：为浅灰、灰—深灰色，中厚层状生物碎屑灰岩、微晶灰岩、细晶灰岩、含燧石灰岩。本段是水泥用灰岩主要含矿层位之一。

第三岩性段(P1q3)：岩性为灰—深灰色燧石灰岩、燧石条带灰岩和泥灰岩互层。

第四岩性段(P1q4)：为灰—深灰色中—厚层状含燧石灰岩，本段是水泥用灰岩含矿层位。

第五岩性段(P1q5)：为深灰—灰黑色中—厚层状硅质灰岩、含灰岩角砾硅质岩，间夹薄—中厚层泥质条带灰岩、含白云质灰岩和钙质泥岩。栖霞组地层与下伏船山组地层呈整合接触。

下二叠统文笔山组(P1w)：出露于矿区中部、北西部和南西部。为浅灰、紫红色中薄层状泥岩与粉砂岩互层。与下伏栖霞组地层呈断层接触。

第四系(Q4)：主要为残、坡积物。

1.2 构造

区内构造以断裂为主，有5条断裂，依次编号为F1～F5。

F1断裂：位于矿区东南部，走向北东，倾向北西，倾角55°左右，长度约3km。为一正断层，断层上盘为上石炭统船山组，下盘为下石炭统林地组。

F2断裂：位于矿区中部，走向北东，倾向北西，倾角75°左右，长度约3km。为正断层，断层上盘为下二叠统文笔山组，下盘为下二叠统栖霞组。

F3断裂：位于矿区中部，走向北西，倾向北东，倾角80°左右，长度约1.8km。为正断层，断层两侧地层产生位移，沿走向上不连续。

F4断裂：位于矿区中部，走向北西，倾向南西，倾角55°左右，长度约1.5km。为逆断层，断层两侧地层产生位移，断层上盘为下石炭统林地组，下盘为上石炭统船山组、下二叠统栖霞组。

F5断裂：位于矿区北部，走向北西，倾向北东，倾角80°左右，长度约0.8km。为正断层，断层两侧地层产生位移，沿走向上不连续。

1.3 侵入岩

矿区的侵入岩主要为花岗斑岩和辉绿岩。

花岗斑岩：分布于矿区北东部，呈脉状侵入于上石炭统船山组(C3c)和下二叠统栖霞组(P1q)地层中。共见两条，一条在平面上呈近南北向似长条形展布，产状：走向近南北，倾向270°，倾角60°左右，长度约700m，最大宽度90m，破坏了矿体沿东部倾向上的连续性。另一条在平面上呈近东西向似长条形展布，产状：走向近东西，倾向北北西，倾角70°左右，长度约240m，最大宽度约80m，破坏了矿体沿走向上的连续性。

辉绿岩：在矿区内呈北东向分布，呈脉状产出，与地层倾向相同，规模较小。

花岗斑岩和辉绿岩对矿石质量影响不大。

2 矿床地质特征

2.1 矿体形态、产状及规模

全区共圈定水泥用灰岩矿矿体3个，编号为KT1、KT2、KT3。

KT1矿体：赋存于上石炭统船山组(C3c)地层，分布于矿区中东部，沿走向北东长约1 050m，东西宽10～500m，出露最高标高670m，最低标高580m。其产状与地层产状基本一致，倾向300～320°，倾角20～40°，近北东向展布，呈一单斜构造形态，层状产出。其中夹有十一层含泥炭质燧石灰岩、燧石灰岩、含白云质灰岩夹石层。矿石主要化学成分CaO 48%～55.60%(平均53.31%)、MgO 0.04%～2.98%(平均0.77%)。

KT2矿体：赋存于下二叠统栖霞组第二岩性段(P1q2)中，分布于矿区中部，沿走向北东长约1 900m，东西宽25～210m，出露最高标高735m，最低标高565m。产状与地层产状基本一致，倾向300～320°，倾角20～40°，近北东向展布，呈一单斜构造形态，层状产出。其中夹有两层含泥炭质燧石灰岩、含白云质灰岩夹石层。矿石主要化学成分CaO 48%～55.58%(平均52.42%)、MgO 0.12%～2.98%(平均1.04%)。

KT3矿体：赋存于下二叠统栖霞组第四岩性段(P1q4)中，分布于矿区的北东部、南西部。

北东部矿体沿走向北东长约830m，东西宽15～90m，出露最高标高765m，最低标高680m。

南西部矿体沿走向北东长约710m，东西宽40～80m，出露最高标高620m，最低标高570m。

矿体产状与地层产状基本一致，倾向300～320°，倾角20～40°，近北东向展布，呈一单斜构造形态，层状产出。其中夹有两层含泥炭质燧石灰岩夹石层。矿石主要化学成分CaO 48.27%～54.92%(平均51.04%)、MgO 0.41%～1.9%(平均1.02%)。

2.2 矿石特征

2.2.1 矿石矿物成分

矿石的矿物成分以方解石为主，含量90%～95%，次为石英、白云石、燧石、泥碳质物和生物碎屑等。

方解石：呈它形粒状，粒径在0.001～0.02mm间，颗粒之间紧密镶嵌，常见后期方解石脉充填，后期方解石脉晶粒较大。

石英：呈它形微粒状，稀疏嵌布在方解石间或呈细小集合富集。

白云石：呈它形粒状均匀或不均匀散布于方解石粒间。

燧石：呈结核或团块状沿层面断续分布，大小在1～5cm之间。根据岩矿鉴定报告燧石成分为石英质，fSiO2主要为微晶石英。

泥碳质物：呈零星状不均匀散布在方解石颗粒间或富集沿缝合线分布。

生物碎屑：呈碎片状被方解石集合体所胶结，大多已方解石化。见有海百合茎、有孔虫等。

2.2.2 矿石结构构造与类型

矿石结构：主要为隐晶—微晶结构，微晶—细晶结构两种。

矿石构造：主要为中、厚层状至块状构造，缝合线构造，团块状构造。

矿石类型：根据矿石的矿物组合特征，矿石自然类型可分为隐晶—微晶灰岩、微晶—细晶灰岩、含燧石灰岩三种。

3 矿床成因

本区在晚石炭世末期至早二叠世，经历了二次海侵海退旋回。在晚石炭世末期，本区开始下降，接受第一次海侵，形成较大范围的浅海沉积盆地，沉积了一套厚度较大岩性较均一的船山组碳酸盐岩建造。进入早二叠世，有一次短暂的海退时期，沉积环境由浅海相变为亚浅海相，陆源物质增多，形成一套硅质含量较高的栖霞组第一岩性段灰岩建造；之后第二次海侵到来，沉积环境由亚浅海相恢复至浅海相，但时间较短，形成栖霞组第二岩性段灰岩建造，又一次短暂的海退时期，沉积环境由浅海相变为亚浅海相，陆源物质增多，形成一套硅质含量较高的栖霞组第三岩性段灰岩建造；之后第三次海侵到来，沉积环境由亚浅海相恢复至浅海相，但时间较短，形成栖霞组第四岩性段灰岩建造；再一次短暂的海退时期，沉积环境由浅海相变为亚浅海相，陆源物质增多，形成一套硅质含量较高的栖霞组第五岩性段灰岩建造；最后第四次海退开始，沉积盆地逐渐缩小，沉积环境由浅海相变为亚浅海相、滨海相，海相沉积物减少，陆源物质增多，沉积文笔山组泥岩—粉砂岩建造。故本区矿床应属浅海相沉积碳酸盐岩矿床。