宜春市苍前水泥用灰岩矿地质特征及找矿前景分析

2019-04-18周梵罗喜成张勇

四川有色金属 2019年1期

周梵，罗喜成，张勇

（1.江西省地质矿产勘查开发局赣西地质调查大队，江西南昌 330001； 2.东华理工大学地球科学学院，江西南昌 330038）

当前，我国基础建设高速发展，水泥的消耗量巨大。灰岩矿是水泥的主要原料，其勘查工作十分迫切。大量前人研究表明［1-4］，对水泥用灰岩矿进行地质特征和找矿前景分析，有利于发现控矿因素并确定找矿标志。苍前水泥用灰岩矿地质特征和找矿前景研究相对薄弱，影响了进一步的开发利用，故详细的成矿地质特征和找矿前景分析显得尤为必要。

1 区域地质背景

苍前水泥用灰岩矿区位于江西省宜春市28°方向直距约12 km处，属宜春市袁州区柏木乡管辖，面积3.39km2。区内交通便利，大地构造位于扬子板块东南边缘，为扬子板块与华南板块之间的结合带，北接扬子陆块江南地块，南临华南造山带武功山-北武夷山隆起带，见图1，为九岭地体和武功地体所夹的一个晚古生代-中生代坳陷带［5-6］。地跨九岭逆冲降起、武功山隆起及萍乡一乐平坳陷带，经历了长期多旋回的构造运动［7-8］。尤其是加里东期以来的多次变形、变质作用和岩浆活动，构造行迹极为发育，见图1。

图1 苍前水泥用灰岩矿区大地构造位置图［9］

区域地层发育，主要出露地层有石炭系上统黄龙组（C2h）、二叠系下统马平组（P2m）、二叠系上统长兴组（P3c）、三叠系下统青龙组（T1q）、第四系（Q），地层主要呈北东向展布［10］。二叠系及三叠系构成本区的原地岩系，大面积出露于矿区，石炭系见于矿区南西侧，第四系沿水系两侧分布，见图2。

区域褶皱构造极为发育，与本矿区有关的褶皱主要有柏木一八角亭向斜，向斜轴迹呈北东向展稚，长约9km，宽约4km。区域内断裂构造以北东向断裂为主，断裂带延伸性好，呈带状平行展布，见图1。

区域岩浆岩主要有加里东晚期、燕山期岩浆活动。岩体主要出露有丰顶山、桃源（加里东晚期）、蒙山（燕山早期）岩体及中北部宜丰、村前，南部有铁坑、铁山，西部萍乡等地的小岩体。工作区内未见岩浆岩出露，见图1。

区域矿产有有色、稀有、黑色、贵多金属矿床（点）分布特点，蕴藏着丰富得煤、铁、水泥灰岩、粘土、石膏等矿产资源。区域内构造复杂，地层发育齐全，成矿地质构造条件、环境极为有利。

2 矿床地质特征

2.1 矿体形态、产状及规模

矿体赋于二叠系上统长兴组灰岩中，近北东走向，走向为50°～70°，倾角为38°～50°，走向长度大于3km，向两端延伸出矿权范围外，平面上呈条带状分布，倾向北西，倾角31°～38°。工程控制矿体长度为2974m，工程控制倾向延深400m，工程控制铅直厚度10.66m～124m，矿体走向自南向至北东逐渐变小，倾向上较稳定分布，见表1。

图2 苍前水泥灰岩矿地质略图［9］

表1 苍前水泥用灰岩矿体产状特征表

2.2 矿石类型及结构构造

（1）矿石类型为泥晶灰岩、含燧石团块泥晶灰岩、含燧石团块生物碎屑泥晶灰岩，含燧石团块隐晶质灰岩等矿石自然类型。其中以泥晶灰岩、含燧石团块泥晶灰岩类型为主，约占总矿石量的65%～80%，其次为含燧石团块生物碎屑泥晶灰岩类型，约占总矿石量的10%～15%。各种矿石自然类型间常无明显界线。

（2）矿石结构：矿石的主要结构有生物碎屑泥晶结构、泥晶生物碎屑结构、含生物碎屑泥（微）晶结构，次要结构有生物碎屑粉泥（微）晶结构、粉泥晶生物碎屑结构和生物碎屑粉晶结构等。

（3）矿石构造：矿石的主要构造有厚层状构造，次为块状构造，少量中层状构造和簿层状构造。矿层多具波状或缓波状层理，层理面间常见有微量的炭泥质物分布，并易沿层理面风化。如矿层中含有燧石结核时，则炭泥质物也多沿结核面分布。

2.3 矿石质量特征

（1）矿石的矿物特征：矿石主要矿物成份为方解石，少量白云石及礈石，偶见燧石。方解石（隐晶质碳酸钙）是矿石中最主要的矿物成份，矿区平均含量达99%，方解石矿物多以生物屑及填隙物形式存在，其形态随生物体不同而异。

方解石是矿石中的有益矿物，常占矿石矿物的92.66%以上，其他数种矿物含量甚少，多为矿石的有害杂质，当他们局部集中分布时，则构成矿层中的夹石。

（2）矿石化学成份特征：矿区化学样分析结果经统计分析，见表2，全矿区CaO50.68%～55.35%，平均值为53.52%，MgO0.07%～1.21%，平均值为1.21%，fSiO20.20%～5.76%，平均值为1.49%。

（3）有益组分CaO：矿区分析测试化学样1110件，其中钻孔中74.41%的样品CaO含量大于50%，34.7%的样品CaO含量大于52%，19.5%的样品CaO含量大于54%，由此可见：矿区有益组分CaO含量高，变化小。

（4）有害组分MgO：分析测试的化学样样品中，钻孔中99.9%的样品MgO含量小于3%，42.93%的样品MgO含量小于1%，7.33%的样品MgO含量小于0.5%。由此可见：矿区有害组分MgO含量低，变化小。

表2 矿石主要化学成分特征 /%

（5）有害组分fSiO2：钻孔中60.11%的样品fSiO2含量小于4%，36.67%的样品fSiO2含量小于2%，有39.89%样品fSiO2含量大于4%。由此可见：矿区有害组分fSiO2含量较高。

矿区矿石中的有益组分CaO含量高、变化小，有害组分含量均低，fSiO2和K2O+Na2O、SO3都低于矿石质量指标的限定要求。矿区矿石质量良好，符合水泥用石灰岩原料的要求。

3 矿床成因及找矿前景分析

3.1 矿床成因

苍前水泥灰岩矿为浅海相沉积的碳酸盐岩类矿床。二叠纪晚期，本区逐渐形成了一个相对稳定的温暖潮湿浅海相的沉积古地理环境，为大量的生植物繁殖和海水介质中Ca2+、O2-等离子的不断补充提供了良好的空间环境。在大量的胶体物质与CaCO3物质发生生物化学作用的同时产生了巨厚的沉积，从而形成了本矿区优质的水泥灰岩矿床。

3.2 找矿标志

（1）矿体（层）赋存于二叠纪下统长兴组地层中，长兴组层位的分布是其主要的找矿标志。

（2）区内水泥灰岩矿颜色较浅，与上、下岩性段围岩界线清楚，风化表面较光滑，一般不显层理，岩性特征是寻找水泥灰岩矿的另一标志。

（3）底板为矿区南侧青龙组，岩性为薄-中层状泥晶灰岩、薄-微层状泥岩，与长兴组呈断层接触关系，断层接触关系，是寻找灰岩矿体的间接找矿标志。

3.3 找矿前景分析

矿区内水泥用石灰岩矿体（层）赋存于二叠纪下统长兴组地层中，长兴组层位的分布是水泥用石灰岩的直接找矿标志；水泥用石灰岩颜色较浅，风化表面较光滑，不显层理，岩性特征是寻找水泥灰岩矿的另一标志。矿区内南部长兴组层位（水泥灰岩赋存层位）往南西延伸，且厚度大，矿石有益组份含量较高，具有较好的找矿远景和资源潜力。