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广西凤山县福家坡矿区地质特征及成因

2018-01-30张成瑞吴熙明

世界有色金属 2018年11期
关键词:发热量矿层泥岩

张成瑞,罗 果,吴熙明

(1.广西有色金属集团资源勘查有限公司,广西 南宁 530023;2.广西壮族自治区国土资源规划院,广西 南宁 530000)

1 区域地质背景

广西凤山县福家坡矿区位于右江裂陷盆地凌云孤立碳酸盐台地东部。台地内出露的地层为碳酸盐相的泥盆系融县组,石炭系尧云岭组、都安组、大埔组、黄龙组,二叠系的马平组、栖霞组、茅口组、合山组以及二叠纪海绵礁灰岩。盆地内为浅海陆棚—碎屑岩相沉积的三叠系逻楼组、板纳组,深水浊积岩相的三叠系百逢组、兰木组。

2 矿区地质特征

2.1 地层及构造

矿区位于右江裂陷盆地凌云碳酸盐台地东部,区域性大背斜——巴合背斜东北翼的次一级褶皱——社坡复式向斜中。出露的地层有:台地相碳酸盐沉积的二叠系马平组、栖霞组、茅口组;局限台地沼泽相沉积的合山组及盆地相碎屑岩沉积的三叠系逻楼组、板纳组、兰木组。

2.2 赋矿层位

矿层赋存层位有二:①主要赋存于上二叠统合山组第二段(P3h2),上二叠统合山组第一段(P3h1)硫铁矿层与上二叠统合山组第三段(P3h3)的含燧石结核灰岩之间。②少量赋存于上二叠统合山组第一段(P3h1)的顶部,直接产于硫铁矿层顶部。矿层分布较稳定,上二叠统合山组第二段出露的地方基本上都含矿层,只是地质及规模存在很大的差异。区内目前发现的矿层主要在分布在福家坡一带,共有5层矿层,圈出矿体15个,均为小型矿床,地质较差,多为劣质矸石矿。

3 矿床地质特征

3.1 矿层特征

矿区内矿可分为5层,由下往上编号为①、②、③、④、⑤。5矿层的矿体形态、产状、构造、矿石类型基本相同,矿体形状简单,呈透镜状;矿体构造简单,呈缓倾斜的单斜,产状基本一致,大致倾向东北,倾角5°-40°不等;未见断层破坏矿层现象。各个矿层的地质特征分别阐述如下:①层矿位于先锋—爱屯一带,圈出4个矿体,为发热量(Qnet.v.ar)≥8.4MJ/Kg(其中3个≥12.5MJ/Kg)。品位变化不大,属基低位发热量(Qnet.v.ar)为5.78~17.02 MJ/Kg,干燥基灰分为39.20%~68.65%,干燥基全硫3.10%~8.17%;厚度变化较大,厚度0.90~1.90m。②层矿位于先锋—爱屯一带,圈出2个矿体,发热量(Qnet.v.ar)均≥8.4MJ/Kg(其中1个≥12.5MJ/Kg)。品位变化不大,属基低位发热量(Qnet.v.ar)为9.94~15.86MJ/Kg,干燥基灰分为44.28%~55.39%,干燥基全硫3.53%~5.68%;厚度变化较大,厚度0.80~1.55m。③层矿位于先锋—爱屯一带,3个钻孔控制,有2个钻孔矿达工业品位,共圈出2个矿体。发热量(Qnet.v.ar)≥8.4MJ/Kg(其中1个≥12.5MJ/Kg)。品位变化不大,属基低位发热量(Qnet.v.ar)为6.59~15.68 MJ/Kg,干燥基灰分为42.61%~69.27%,干燥基全硫4.14%~6.38%;厚度变化较大,厚度0.55~1.56m。④层矿位于先锋—爱一带,共圈出3个矿体,发热量(Qnet.v.ar)≥8.4MJ/Kg。品位变化不大,属基低位发热量(Qnet.v.ar)为5.10~10.83 MJ/Kg,干燥基灰分为56.94%~76.85%,干燥基全硫3.41%~5.66%;厚度变化不大,厚度0.72~1.44m。本矿层的品位及厚度较均匀。⑤层矿位于先锋—爱一带,17个探矿工程控制(其中钻孔14个,坑道4个),有10个工程矿达工业品位,共圈出4个矿体。共送34个化学样,有12个样品的收到基低位发热量(Qnet.v.ar)≥8.4MJ/Kg(其中4个≥12.5MJ/Kg)。品位变化大,收到基低位发热量(Qnet.v.ar)为1.91~15.22MJ/Kg,干燥基灰分为42.81%~84.92%,干燥基全硫0.33%~5.86%;厚度变化大,厚度0.45~4.02m,一般厚度0.79~2.34m。

3.2 矿石质量

矿石为轻变质的含炭的炭质泥岩(页岩)。地表氧化后岩石颜色变浅,常形成灰白—灰黄—灰黑色的泥岩、炭质泥岩。氧化泥岩、炭质泥岩与矿石呈渐变关系,分界线不明显。

泥岩(页岩):黑~亮黑色,泥质结构、交代结构,块状构造,中薄层状,质地较软~较坚硬。岩石由微粒或星点状、粘土矿物混合组成。

其内不均匀的有细长条碎片状生物屑(内部具石英化)参杂分布,生物大小直径为0.15~0.8mm。由于应力作用,岩石中有一组近水平微裂隙内,由微粒石英、绢云母等集合体充填,云母片稍大的可见弯曲变形并显波状消光。

4 成矿条件分析及矿床成因

4.1 成矿条件

矿产主要赋存于上二叠统合山组第一段,即硫铁矿层与上二叠统合山组第三段的含燧石结核灰岩之间。分布很广,延伸比较稳定,但是矿层及厚度、品位存在很大的差异。区内目前已发现逻楼弄风、杭东、谋爱、兰包等矿床,均为小型矿床,矿体质量差。

4.2 矿床成因

形成水铝硫铁矿之后,伴随着有机粘土质软泥的形成,物质重新分配,失水逐渐硬化的同时,形成泥碳沼泽。

靠近海盆边缘或浅部软泥中大量的植物,因海盆下降至海水覆没的时间较短,而形成了紧接着硫铁矿层之上的薄层状矿产(本区的第①层)。

再后来,由于地壳运动较频繁,地壳不断的上升与下降导致海退—海进相交替,在地壳上升的一段时期内,矿区内当时的地理环境为沼泽环境,气候适宜,动、植物繁茂。

当地壳突然迅速下降,盆地下降至海水覆没的时间较短,而形成了矿层。如此循环交替形成了本区的第②~⑤层矿。

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