四川名山县南庙沟钙芒硝矿地质特征及成因

刘玉红，周　勇

四川名山县南庙沟钙芒硝矿地质特征及成因

刘玉红，周勇

（四川省冶金地质勘查局六〇五大队，四川 彭山620860）

四川省名山地区钙芒硝矿成矿类型属晚白垩世内陆湖相—咸湖相硫酸盐沉积型，南庙沟钙芒硝矿位于川西台陷雅安穹褶束之名山向斜缓展起伏的东翼，矿体严格受白垩系上统灌口组上段地层控制。本文对南庙沟钙芒硝矿矿床成因进行了详细的分析，并总结了成矿规律和找矿标志，对本区芒硝矿的资源勘查具有重要的指导意义。

芒硝矿；地质特征；矿床成因；名山

钙芒硝矿是生产元明粉的重要原料，元明粉（又名精芒硝）是重要的轻工、化工工业原料，广泛用于化工、轻工、纺织、建材、医药、化肥、合成纤维等20多个行业。根据四川省社会科学院林凌教授牵头组织的《四川省芒硝产业发展战略研究报告》及中国五矿化工进出口商会的预测，未来几年元明粉在国内洗涤剂、纺织印染、玻璃、硫化碱、造纸等传统应用行业都将得到大幅发展，预计在2015年元明粉需求量将达到2 300万吨，年均增幅10%左右。中国是最大的元明粉出口国，我国的元明粉在全球享有很高声誉。目前成都新津地区大部分芒硝矿山已经关闭，因此深入探讨该地区芒硝矿成矿规律及其找矿前景，寻找较多的芒硝矿矿石资源，为地方经济建设持续稳定发展服务，具有十分重要的意义。

1　成矿地质背景

矿区位于扬子准地台（Ⅰ1）四川台拗（Ⅱ2）川西台陷（Ⅲ14）雅安穹褶束（Ⅳ37）之名山向斜东翼。根据四川省区域地层表的划分方案，该区属扬子地台区四川盆地分区。根据四川省2005年成矿区带划分图，矿区处于双流—名山燕山期钙芒硝矿Ⅳ级远景区内（Ⅳ-9）。具有较好的成矿地质背景。

1.1地层

区内地层主要由古近系及中生界白垩系上统和侏罗系上统地层组成。古近系为一套陆相碎屑岩，主要为紫红色泥岩、泥质粉砂岩；白垩系地层为一套内陆湖相——咸湖相碎屑岩沉积，岩性为紫红色泥岩、泥质粉砂岩夹石膏、钙芒硝。白垩系灌口地层组为矿区含矿地层[1]。

灌口组地层根据岩性特征分为两个岩性段，上段岩性为含钙芒硝、石膏矿矿层，下段岩性主要为紫红色泥岩、粉砂质泥岩；其中上段又分为四个亚段，钙芒硝矿集中赋存于第一亚段和第三亚段两个亚段内，第三亚段为本区含矿层。

1.2构造

区内褶皱及断裂构造均发育，构造线主要呈南—北向、北东—南西向展布。褶皱构造主要有：名山向斜、付家湾背斜、金沙寺背斜、田湾背斜、均田坝向斜、刘家湾向斜和马家坝向斜等，芒硝矿层主要位于向斜两翼及其转折端的白垩系灌口地层组中；断裂构造主要有房基坪断层，延伸方向与名山向斜轴向一致，对本区芒硝矿无破坏作用。

2　矿区地质特征

2.1地层

矿区内出露地层有第四系和白垩系上统灌口组上段第二亚段、第三亚段和第四亚段地层；第四系主

要为坡积物和更新统的砾石层；灌口组上段第二亚段为第三亚段下钙芒硝矿带（K2g2-3a）之下伏地层，岩性为棕红色厚层状含石膏粉砂质泥岩夹棕红色粉砂质泥岩，局部含少许钙芒硝晶体；第三亚段（K2g2-3）为本次勘查之目的层位，根据岩性组合特征，将其划分为五个带，即上、中、下芒硝矿带和上、下夹石带，详见表1。

表1　灌口组上段地层分段一览表

2.2构造

该矿区位于川西台陷雅安穹褶束之名山向斜缓展起伏的东翼。地层呈平缓的单斜产出，岩层总体倾向292°~352°，倾角2°~10°，局部产状较乱，略微显波状起伏构造特征，芒硝矿层赋存于该向斜内。

3　矿床地质特征

3.1芒硝矿体特征

矿区芒硝矿层赋存于灌口组上段第三亚段（K2g2-3）中，矿层严格受层位控制，根据工业指标，该第三亚段可分为上、中、下三个矿带，上、下两个夹石带。即：上钙芒硝矿带（K2g2-3e）、上夹石带（K2g2-3d）、中钙芒硝矿带（K2g2-3c）、下夹石带（K2g2-3b）、下钙芒硝矿带（K2g2-3a）。

下钙芒硝矿带厚度30.45~31.66m，平均31.13m。该带赋存8层矿，单层厚度0.80~5.58m，纯矿层厚度17.77~24.57m，平均22.01m，含矿率70.70%。该矿带共圈出Ⅰ、Ⅱ两个工业矿体。

中钙芒硝矿带厚度27.04~30.90m，平均29.24m，赋存钙芒硝8~9层，单层厚度0.87~3.80m，纯矿层厚度14.83~16.12m，平均15.48m，矿带含矿率52.94%。该矿带圈出Ⅲ、Ⅳ两个工业矿体。

上钙芒硝矿带为区内含钙芒硝最差的一个矿带，厚度54.46~55.64m，平均55.05m，纯矿层厚度13.08~14.99m，平均14.04m，含矿率25.50%。其中包含单矿层6层。该矿带共圈出Ⅴ—Ⅵ两个工业矿体。各矿带特征详见表2，各工业矿体特征详见表3。

3.2矿体围岩

矿体（层）顶底板主要为紫红色泥岩、含石膏泥岩、泥质粉砂岩，局部为含钙芒硝泥岩及石膏岩。

3.3 矿石质量

表2　矿区矿带、夹石带及矿层特征一览表

3.3.1矿石化学成分

在矿区见矿工程的基本分析样品的副样中，按单工程内真厚度不大于10m进行样品组合，共提取组合分析样20件。钙芒硝矿石中主要有用组分为Na2SO421.22%～33.97%，平均28.73%。其他组分有： CaSO423.28%～31.36%，平均28.56%；MgSO40.1%～0.16%，平均0.12%；NaCl 0.08%～0.22%，平均0.16%、KCl 0.05%～0.16%，平均0.09%；结晶水0.45%～0.90%，平均0.62%；水不溶物36.24%～54.05%，平均42.37%；I 0.05%～0.09%，平均0.07%；Fe2O30.001%～0.003%，平均0.002%。通过分析结果发现。CaSO4有用组分Na2SO4整体呈正相关关系，NaCl、水不溶物与有用组分Na2SO4整体呈负相关关系，KCl、MgSO4、KCl、I、结晶水与有用组分Na2SO4关系不明显（图1）。

表3　矿区各工业矿体厚度、品位一览表

3.3.2矿石矿物成分

根据岩矿鉴定，矿石的矿物组分主要是钙芒硝，次要矿物有：硬石膏及少量石膏、白云石、水云母鳞片、石英、褐铁矿、金属矿物。

硬石膏：含量2%±，在一张薄片中仅为偶见或少见，常分布于钙芒硝晶体之中或其边缘，多呈自形、半自形柱状，粒径一般小于0.07mm。

石膏：在薄片中主要以两种形态产出，一是长柱状或纤维状集合体组成钙芒硝假象。即经交代条板状、平行四边形细晶钙芒硝而成，在假象中见少许自形、半自形柱状石膏，晶径0.04~0.4mm；二是呈层状产出。

白云石：含量5%~20%，呈微晶充填于钙芒硝晶体间。有的呈微晶星点状分布。

水云母鳞片：含量2%~6%，呈集合体充填于钙芒硝晶体间。常被次生的褐铁矿浸染。

石英：含量1%~3%，粒度0.1~0.03mm间，星散分布于微晶白云石和水云母鳞片集合体内。金属矿物：含量0.5%±，呈微粒分布于微晶白云石和水云母鳞片集合体内。

3.3.3矿石结构、构造

矿石结构按照钙芒硝矿物的结晶程度分为自形晶、半自形晶和它形晶三种；按照结晶粒度大小分为细晶结构（粒径＜2mm）、中晶结构（粒径2~5mm）、粗晶结构（粒径5~10mm）和巨晶结构（粒径＞10mm）。

区内矿石构造主要有块状构造、条带状构造、竹叶状构造、雪花构造、菊花状构造（图2）。

式（1）和式（2）中，企业出口扩展边际（extensityijkt）以及集约边际（intensityijkt）分别用(extenijkt)和(intenijkt)描述，i为企业，j代表行业（三分位），k与t分别描述的是省份与年份，importijkt代表中间品进口，X代表干扰企业出口行为的控制变量，εijkt代表的是随机扰动项。

图1　矿石中其它矿物组分与Na2SO4含量关系变化曲线图

图2　矿区芒硝矿石

4　矿床成因

4.1矿化富集规律

从区域地质背景和本矿区地质特征分析，钙芒硝矿的富集规律如下：

1）钙芒硝矿分布于白垩世晚期湖盆的边缘和中心的过渡地带。

2）钙芒硝矿主要赋存于白垩世晚期的白垩系上统灌口组上段第一亚段和第三亚段—硫酸盐带中。3）钙芒硝矿体（层）的围岩主要为浅色泥岩、泥质粉砂岩。

4.2矿床成因探讨

区内从晋宁—澄江运动开始到印支运动，北部断续上升为陆，形成了北西高南东低的地貌特征，进入燕山期，含矿岩系沉积前的古地形轮廓更为清楚，这就是大川快乐以西为古隆地区，其边缘为河湖粗碎屑沉积，其南东与龙泉山隆起之间为广阔的凹陷，为咸水湖相的沉积。在这片广阔的凹陷中，由于有熊坡水下隆起的分割，因而将凹陷的南部分割成了局部的小凹陷，从而形成半封闭的环境，这就是名山—邛崃凹陷南西段和眉山—普兴场凹陷的北东段，见图3。为石膏及钙芒硝等盐类的沉积提供了较好的古地形条件。晚白垩世时，四川盆地西北部已成崇山峻岭，分布着大片中酸性火成岩，沉积岩和变质岩，并遭受长期强烈风化剥蚀；大量含钙、钠、钾等物质被带至拗陷地区沉积，最终形成该区的芒硝矿床。

该矿区的岩性组合为：“泥岩（粉砂质泥岩）—钙芒硝矿—泥岩（粉砂质泥岩）—钙芒硝矿—泥岩（粉砂质泥岩）—钙芒硝矿—泥岩”。这一岩性组合，反映物质的沉积是从内陆湖相的机械沉积到咸化湖泊相的化学沉积交替的出现特征。含矿层数越多，且韵律结构越明显。各个韵律一般具有从淡化—咸化的变化规律，但咸化阶段一般都在硫酸盐沉积阶段结束，这说明当时湖盆咸化与淡化周期频繁，从而形成了这种多旋回结构的复矿层矿体。然而这种周期变化，又可说明两点：其一，客观上限制了含盐湖盆进一步浓缩发展；其二，直接控制了单矿层的空间展布。

矿层在纵向上，自下而上逐渐变贫，且向上夹层逐渐增多。这说明当时含盐湖盆，总的趋势是逐渐淡化，而不是进一步浓缩，因此区内最高咸化阶段，也只是停留在硫酸盐阶段

因此，本矿床属于晚白垩世内陆湖相——咸湖相硫酸盐沉积型钙芒硝矿床，其成矿条件受古地理环境控制，矿体(层)赋存于一定的层位和岩性中。

4.3找矿标志

1）白垩系上统灌口组上段地层，地表有硝水溢出；

2）露头上有白色硝霜显示和潮解现象；

3）地表有角砾状泥岩、岩溶角砾岩等分布的层位。

该文得到了单位总工、教授级高级工程师邱仁轩同志的认真审阅、修改，在此致谢。

图3　区域钙芒硝矿沉积古地形

[1] 四川省地质矿产局，四川省地质区域地质志[M]. 北京：地质出版社，1991．

[2] 沈苏，金明霞，陆元法，西昌-滇中地区主要矿产成矿规律及找矿方向[M]. 重庆：重庆出版社，1988．

[3] 周勇，刘玉红, 等. 四川省名山县南庙沟芒硝矿区勘探地质报告[R]. 2012．

[4] 成喜，湖南省衡南县咸塘钙芒硝矿地质特征及矿床成因分析[J]. 中国矿业，2008．

Geological Features and Genesis of the Nanmiaogou Glauberite Deposit in Mingshan, Sichuan

LIU Yu-hong ZHOU Yong
（No. 605 Geological Party， Sichuan Bureau of Metallurgical Geological Exploration， Pengshan， Sichuan 620860）

Glauberite deposit in Mingshan， Sichuan is Late Cretaceous continental lacustrine sulfate deposit. The Nanmiaogou glauberite deposit lies in the east limb of the Mingshan syncline. The orebodies are controlled by the Guankou Formation. This paper makes an approach to geological features， ore genesis and ore criteria of the deposit.

glauberite； geological feature； ore genesis； Mingshan， Sichuan

P619.21+9

A

1006-0995（2015）03-0372-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2015.03.013

2014-08-11

刘玉红(1984—)，女，河北省盐山县人，工程师，研究方向：主要从事地质矿产勘查