大北山熔剂用石灰岩成矿条件及成矿规律

王勇 董宜勇 黄晋显

摘 要：该矿床是浅海碳酸岩盐沉积矿床的一种形式，矿层赋处在三叠系大冶组上段中。受层位控制较大，具有较大的矿体规模，延伸稳定。地层的岩性为找矿提供了帮助，通常表面光滑的灰岩具有较高的CaO含量，是最佳的熔剂用原材料，然而，石牙较发育或者灰岩表面粗糙则包含白云石，MgO含量通常>3.0%，多用作高镁的冶金熔剂原材料。文章主要论述大北山熔剂石灰岩成矿条件及成矿规律，从成矿背景、条件与矿产特点等进行分析，以期为矿业用料提供支撑。

关键词：熔剂用石灰岩;成矿;条件

瑞昌市大北山熔剂用石灰岩矿矿区是一块老矿区，为了发挥资源优势。按照文件要求，进行地质详查，基本确定矿区地层、构造、岩浆岩的分布等特征。文章在成矿物质来源和矿床成因研究的基础上，总结了成矿规律，并对该成矿带进行了成矿预测[1]。

1 自然地理与经济状况

大北山矿区处在江西省瑞昌市。矿区地的地理位置是丘陵区，山脉总体分布是从北向东展布，总体地势北高、南低，地形切割一般，植被繁茂。矿区西部大北山具有较高的海拔，矿区南部的小山沟海拔相对较低。山体坡度在10°～25°。

2 具体分析

2.1 矿石质量特征

结合野外观察与岩石薄片鉴定资料，矿石主要是浅灰—灰黑色，一些是白色，局部略微呈现浅肉红色，主要是粉微晶粒状结构，一些是变晶结构、鲕粒结构等。方解石：颜色为浅灰白—灰色，形成为粉、微晶，颗粒通常维持在0.001～0.05mm之间，含量达到 94%～98%。白云石：颜色为浅灰白—灰色，形状为菱形半自形晶粒状，粒径维持在0.05～0.1mm，和方解石生在一起，通常含量1%～5%，分布并不均匀，一些是次生。本矿层共同抽取样品2434个，矿石主要化学成分有SiO2、MgO 与CaO，通常情况占矿石化学成分总量的56%左右。该区矿石经由面积、厚度与体积，通过加权平均计算后，得出矿区平均含量与各线平均含量等。

2.2 矿石类型

厚层粉微晶灰岩：颜色为浅灰—灰白色，局部带呈现浅肉红色，结构是微粉晶，构造是块状。粉微晶方解石含量62%～98%、粒径在0.001～0.05mm间;粉、微屑，一些是次圆状，粒径在0.01～0.06mm间;薄层粉微晶灰岩：颜色为灰—深灰色，结构是粉微晶，构造是层状。粉微晶方解石含量63%～98%、粒径0.005～0.05mm;含粉屑（2%～30%），次圆状，粒径在0.02～0.05mm间，一些达0.07～0.1mm，内碎屑成分是泥晶灰岩;一些是生物屑。

砾屑灰岩：颜色是浅灰—灰白色，一般是灰白色砾屑或者是常见的深灰色，结构为砾屑状。构造是块状。砾屑含量70%、砾屑长径在2～28mm左右，外形不是棱角状，一定程度上圆化，砾屑内方解石结晶具有均匀的大小，为是微—粉晶，范围在0.005～0.03或者是0.025～0.05mm间。

2.3 矿层围岩与夹石

矿层的底板是二叠系大冶组上段的下岩性段，形状为薄层状粉微灰岩夹泥页岩;顶板主要是上岩性段，以厚层状灰岩为主，中段（15-31线）是大理岩、7-9线是白云质灰岩与层间构造角砾岩和矿层产状保持一致。烧失量36.56～43.98，P含量0.0043～0.19，平均0.0138;平均41.70。西段顶板岩石是Ⅰ矿层、中段顶板是Ⅲ矿层、东段顶板是Ⅲ及Ⅵ矿层，从矿层的化学成分特征能得出不同种类顶板化学成分，因为各种矿石产于石灰岩中，因此，开采范围内厚度多于2m，石灰岩段平均值CaO<48%、或MgO>8%等，全部定性为夹石层。Ⅲ矿层内圈定的岩脉夹石体5个与夹石体3个，岩脉编号为Ⅲ-βμ1—Ⅲ-βμ5、夹石体编号为Ⅲ-J1—Ⅲ-J3;Ⅱ矿层内圈定的夹石体1个、夹石体1个。 Ⅲ-J1：叠系下统大冶组上段上岩性段（T1d2zh）的中—厚层灰岩中，形状为透镜状，东西向长255m，厚3.81～7.69m，出露标高在+148～+196m间，赋存标高在+113～+196m间。F-1：三叠系下统大冶组上段上岩性段（T1d2zh）的中厚层大理岩层间破碎带，形状为透镜状，东西向长195m，厚>8.69m。出露标高在+186～+210m间、赋存标高在+148～+210m间。F-2：中岩性段（T1d2b）和统大冶组上段上岩性段（T1d2zh）间的层间破碎带，形状是透镜状。东西向长195m，厚3.64m。地表未出露、赋存标高在+50～+96m间。 F-3：處在三叠系下统大冶组上段上岩性段（T1d2zh）中的层间破碎带，形状是透镜状。东西向长195m，厚5.74m。地表未露出，赋存标高在+50～+75m间。

3 结论

长期以来受各种因素的制约，区内基础地质及矿产勘查研究程度较低[2]。在影响沉积建造的诸多因素中，大地构造背景非常重要。因为大地构引起水体的进退，使得沉积建造受到构造运动的变化与持续时间的影响，所以，沉积建造与海浸旋回表现出的特征是石灰岩成矿最重要的条件。碱厂期主要是碳酸盐建造，海侵早期多为陆源建造，海侵中期，主要是碳酸盐建造。石灰岩含矿层位都在碳酸盐建造中产生，此外，海侵越大，碳酸盐建造越好，然而，含矿性非常好。在地槽型沉积中，碳酸盐建造多产生在地槽演化的晚期。碳酸盐岩和石灰岩矿床具有十分密切的关系。在影响碳酸盐岩成因中，岩相地理环境非常重要。然而，特定的岩相地理环境和大地背景是保持一致的。碳酸盐岩表现出旋回性特征，分碳酸盐岩为地台型与地槽型，许多形成于海洋。岩相地理环境与碳酸盐岩分布具有一定的关系。分析碳酸盐岩成因，从碳酸盐岩地理分布能得出，碳酸盐岩的形成和浅海潮坪环境具有十分密切的关系。总之 ，碳酸盐岩沉积地质说明了：大北山的产生MgO含量随着年代的变迁而逐渐变化的，也即不同地质时期地层的碳酸盐岩中白云石含量较好，MgO含量非常高，然而，随着变迁碳酸盐岩中白云石逐渐减少，MgO含量降低。系统深入研究了各成因类型典型矿床的成矿条件及成矿时代，厘定了成因类型[3]。

参考文献：

[1]邹灏.川东南地区重晶石—萤石矿成矿规律与找矿方向[D].中国地质大学（北京），2013.

[2]曾小平.内蒙古巴彦淖尔市崩巴台庙地区成矿规律与成矿预测[D].中国地质大学（北京），2013.

[3]丁正江.胶东中生代贵金属及有色金属矿床成矿规律研究[D].吉林大学，2014.