安徽省定远县定远盐矿外围石盐（钙芒硝、石膏）矿地质特征及成因分析

夏成章 武敏

摘要：安徽省定远县定远盐矿外围石盐（钙芒硝、石膏）行政区划为安徽省定远县，地处江淮丘陵区，通过对该矿地质特征及矿床成因进行分析，认为该矿矿层赋存于古近系定远组中，矿床主要的矿石自然类型为石盐和钙芒硝、泥质石膏，钙芒硝、泥质石膏为共生矿；构造比较简单，成因类型为泻湖相蒸发沉积岩盐类石膏矿床。

关键词：定远盐矿外围石盐（钙芒硝、石膏）矿；地质特征；成因

1.区域地质背景

1.1地层

本区属华北地层大区晋冀鲁豫地层区徐淮地层分区，出露地层有新太古界五河杂岩，古元古界凤阳群，新元古界青白口系、震旦系，古生界寒武系、奥陶系，中生界侏罗系、白垩系，新生界的古近系、新近系、第四系等地层。

1.2构造

（1）大地构造分区。本区位于中朝准地台（Ⅰ级），淮河台坳（Ⅱ级），淮南陷褶断带（Ⅲ级），合肥坳陷（Ⅳ级），肥北凹陷（Ⅴ级），定远～炉桥凹陷（Ⅵ级）的东部，郯庐断裂带西侧。

（2）断层。北部盆地边缘露头区有庙山府～磁山断裂，山东陈～藏桥村断裂，桥头扬～芝麻涧断层。中部掩伏区有定远～永康断层，高塘铺～朱湾断层。

1.3区域矿产

区内北部掩伏区矿产有石盐和钙芒硝（东兴盐矿），周围多见石膏矿（三和石膏矿、东城石膏矿、梅市石膏矿、凤凰山石膏矿、八里张石膏矿、湾李石膏矿），北部基岩露头区有石灰岩、白云岩、方解石等矿产。

2.矿区地质特征

2.1地层

本区地表全由第四系冲积、淤积层所覆盖，下伏基岩为新生界古近系定远组地层。现从老至新叙述如下：

（1）新生界古近系定远组。本组岩性为陆源的河床相、滨湖相，以一层薄砾岩为界与下伏张桥组呈整合接触。根据区内钻孔控制的岩性、含矿情况将该组分为三段：上段是区内最上部的一段岩层。主要岩性为棕褐色、灰褐色、棕红色粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩以及砖红色细砂岩、砂砾岩、砾岩等。下段主要由棕红、棕褐、棕灰色泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩组成，其不含石膏；局部见有少量蓝绿色（或浅灰绿色）粉砂质泥岩。中段主要是由含膏泥岩、膏质泥岩、泥质石膏、石盐、钙芒硝岩、泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉细砂岩组成，含少量或不含石膏。石膏的矿物成分有石膏、半水石膏，矿石类型以泥质石膏为主，次为纤维石膏，也有次生石膏脉。根据含矿情况自下而上可分一、二两个岩性层。

①第一岩性层。主要由深灰～灰黑色泥岩、含膏泥岩、膏质泥岩及灰色泥质石膏组成，其中在盆地的中心部位还富集有石盐和钙芒硝矿。厚0.00m～261.93m之间，称之为膏盐硝段。根据本次详查结合东兴盐矿资料的整理，把该岩性层位分为三个岩性小层，即上膏层、石盐+钙芒硝层和下膏层。

上膏层：主要为青灰色含膏泥岩、膏质泥岩、泥质石膏组成；其间夹有棕红色泥岩和青灰色泥岩（不含或微含石膏），本段是矿区石膏工业矿层Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ矿层的赋矿层位，区内控制厚度在0.00m～86.01m之间。

石盐+钙芒硝层：主要由深灰～灰黑色泥岩、含膏泥岩、石盐、含盐泥岩、钙芒硝岩及含钙芒硝泥岩等组成，其间夹有棕红色泥岩和青灰色泥岩（不含或微含石盐和钙芒硝），本段是矿区石盐+钙芒硝（SY+GMX）工业矿层的唯一层位，区内控制厚度在0.00m～118.12m之间。

下膏层：主要由青灰色含膏泥岩、膏质泥岩、泥质石膏组成；其间夹有棕红色泥岩和青灰色泥岩（不含或微含石膏），本段是矿区石膏工业矿层Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ矿层赋矿的层位，区内控制厚度在0.00m～45.80m之间。

②第二岩性层。为深灰、青灰色泥岩，其间含浅棕红色粉砂质泥岩，部分地段间夹灰色细砂岩；该岩性段几乎不含石膏或局部含少量石膏；区内控制厚度在0.00m～175.99m（ZK403）之间，可分上、下两个部分。

下部以深灰色、青灰色含膏泥岩、泥岩为主，与含矿层相接触的部位多见厚约0.5m～1.5m左右的青灰色钙质泥岩，性脆、略硬，多具有溶蚀现象，可见大小约0.5mm～10mm的溶蚀小空洞；本层厚度一般较小，顶部为一层厚约3m～10m的青灰色小斑块状、细粒状含膏泥岩，本段岩层向下岩石颜色变深，石膏含量增多。

上部为厚层致密块状泥岩，颜色为青灰～深灰色及棕红色互层，几乎不含石膏，仅仅在中间有几段见有少量硬石膏的颗粒，它们往往是成层的排列在一起，组成了极薄的（有的不到2mm厚）水平层理薄层纤膏。其中夹有1～2层厚3m～5m的灰色微红色泥岩。

（2）第四系。区内第四系分布广泛（无基岩出露）。本区第四系主要为上更新统戚咀组和全新统丰乐镇组地层。

2.2構造

工作区处于合肥坳陷的肥北凹陷，定远盆地第Ⅷ级小构造盆地东兴小盆的南部边缘。本区受“基底”构造的控制，盆地的“基底”为奥陶系侵蚀面，它控制和影响了新近系与古近系凹陷盆地的分布和发展，东兴小盆其形态基本上是一个近东西走向长轴盆地，工作区位于盆地南部边缘。在西矿段见有断层一条，编号F1，断层走向北东，倾向北西，倾角40°～50°，为一正断层，破坏了矿层的连续性。

3.矿层特征

盐、膏工业矿层赋存于古近系定远组中段第一岩性层下部，岩性主要为灰黑～青灰色泥岩、含膏泥岩、膏质泥岩、泥质石膏、石盐、含盐钙芒硝岩、钙芒硝岩、含钙芒硝石膏泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩及少量棕红色泥岩，其间夹有石盐+钙芒硝工业矿层及八层（Ⅰ～Ⅷ）工业泥质石膏矿层。其中石盐+钙芒硝矿层位于Ⅲ～Ⅳ泥质石膏矿层之间。根据矿层的赋存层位，矿层厚度及矿层间距等，自下而上划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ等八个泥质石膏矿层和石盐+钙芒硝矿层。其中石盐矿层是本次详查工作的主要对象（图1）。

石盐矿层石盐礦层位于东兴盐矿南缘外围的南西、南东地段。根据见矿情况可为东、西二个块段。西矿段见一个矿体，编号为SY-①。东矿段见一个矿体，编号为SY-②。

钙芒硝矿层根据见矿情况可分为东、西二个矿段。西矿段见三个矿体，编号为GMX-①、GMX-②、GMX-③。东矿段见两个矿体，编号为GMX-④、GMX-⑤。

泥质石膏矿层分布在整个详查区范围内，矿区内石盐、钙芒硝、石膏矿层分布在定远盆地中，石盐、钙芒硝为一个混合矿层；泥质石膏为八个矿层，呈层状、似层状，矿层总体走向近东西向，其产状受盆地形态控制，盆地北部矿层倾向南，盆地南部矿层倾向北，倾角在5°～10°之间。

4.矿石矿物组分及结构、构造

4.1矿石矿物组分

全矿区矿石中的矿物均为石膏、石盐、钙芒硝、少量硬石膏，主要矿种为石盐和钙芒硝。其共生矿种为泥质石膏，泥质石膏矿石由石膏和纤维石膏和粘土矿物组成。

4.2矿石结构、构造

矿石为全晶质泥质结构、板柱状结构，薄层～中厚层构造，块状构造，局部见纤维状构造。

5.矿石类型

5.1石盐

①石盐：白色、灰白色、青白色，细至粗粒结构，常成极大的立方体状巨晶，少数为立方体自形晶，多数为半自形厚板状和他形等轴状颗粒。解理发育（100），玻璃光泽，透明或透明度较好，性脆味咸，易溶于水，并生成完美的立方晶体，新晶体中常生长有环带和船形漏斗。

②含膏石盐：NaCl含量在20%以上，含CaSO4>5%，灰白至深灰色，石膏多呈单个晶体的集合体或隐晶质团块状镶嵌在石盐之中，有时也夹有较多的钙芒硝。由于含膏较多，降低了NaCl的品位，与纯石盐不论在外形或是分析成果上都有明显区别。

③泥质石盐：NaCl含量在20%以上，常呈灰色、灰绿色、灰黑色，为纯石盐中含有多量的白云质等卤泥而成，它们分布在石盐中。其次为晶粒间隙充填的泥质，亦有呈混入物、包裹体形式掺杂在石盐中。由于层理间所夹泥质使泥质石盐成层状、带状构造。晶粒间隙充填泥而使泥质石盐成斑状结构，块状构造。

④钙芒硝石盐，含Na2SO4在5%以上，常成灰色、灰黑色，为纯石盐中有一定的钙芒硝含量或包裹体。钙芒硝石盐中，有的星散分布成浸染体，有的汇集成钙芒硝团块和钙芒硝巢窝。靠近石盐段的顶、底钙芒硝增多使之成为含石盐钙芒硝岩或钙芒硝岩。

5.2钙芒硝

钙芒硝是本区的主要共生矿物，为菱板状晶形，灰、浓茶色。中透明，具强玻璃光泽，化学性质比较活泼，部分溶解于水，低温状态下易结晶分离，当钙芒硝与石盐同时溶解于水溶液中，可以利用温度的差异分别提取。钙芒硝为细到粗粒结构，有时呈极大的自形巨晶，晶体多呈菱板状自形或半自形，玻璃光泽，参差断口，透明度差，性较硬脆，难溶于水，味苦涩咸，压碎时，声音很像玻璃，巨晶上可见110在001面上的生长纹，在水中部分溶解，岩心表面生出针毛状次生石膏晶体，在空气中吸湿潮解表面产生白色的石膏粉末，此时性质松软，体积膨大，呈白色菱形凸出的外观。单偏光镜下，无色透明，切面成菱形，折光率近于树胶。正交偏光下干涉色淡黄到淡蓝、斜消光，二轴晶负光性，光轴角大小不定。少数呈隐晶状结构，以包裹体形式生长在石盐或硬石膏中。

5.3泥质石膏

泥质石膏广泛分布于Ⅰ～Ⅷ矿层中，是本矿区的主要矿石类型。矿石呈灰黑～青灰色～灰白色，石膏呈板状或柱状晶体，或不规则状镶嵌在黑色～青灰色泥岩中，构成了很多美观的象形图案，其中有的像花瓣，也有以小晶粒的集合体或晶簇呈团块状分布。石膏在镜下呈无色透明，低负突起，晶形粒状、柱状、不规则状，具一组清晰的解理，正交镜下一级白和黄白色，一轴晶（+），常呈板柱状。有时具不明显的糙面，偶见双晶。石膏常聚集成团块状、花斑状、斑点状、似层状、条带状或细脉状，局部见纤维状集合体，呈不规则脉状穿插围岩。碎屑矿物主要是长石和石英，棱角状，粒度多在0.05mm～0.25mm，少数0.30mm～0.60mm，斜长石表面分布有绢云母，见有钠长石双晶，钾长石偶见格子双晶。粘土矿物不均匀地分布于石膏矿物之间。

5.4纤维石膏

纤维石膏简称纤膏，各矿层中都有少量分布，有的纤维石膏成层分布，层厚lcm～15cm不等，有的呈树枝状、斜方网格分布，由于层薄、含矿率低，纤膏不具单独开采价值。纤膏矿石呈白色、淡黄色，半透明、纤维状结构，纤维方向与层理面垂直。镜下无色、淡黄色，具不明显的糙面。低负突起。晶形纤维状、长柱状。CaS04·2H20含量90%左右，粘土质矿物不均匀分布于石膏晶体之间，有时含少量铁质。

6.夹石特征

各矿层中均见有夹石出现。其岩性为青灰色泥岩、含膏泥岩、膏质泥岩，局部为棕红色泥岩。

7.矿床成因类型及控矿因素

矿床成因类型为泻湖相蒸发沉积岩盐类石膏矿床。控矿因素主要有构造条件、古气候条件、古地理条件、覆盖层等，现简述如下：

7.1构造条件

矿床所在构造单元为合肥盆地中的次级盆地——定远盆地东端，是中生代晚白垩世至新生代的古近纪、新近纪时期形成的一个构造单元，而盆地东侧即为著名的深大断裂——郯（城）～庐（江）断裂，受该断裂的影响而产生的坳陷并接受沉积是定远坳陷石膏、石盐、钙芒硝矿形成的重要构造原因。

7.2物质来源

根据定远一带定远组地层中出现石膏、石盐、钙芒硝等陆相沉积矿床，说明在古新世晚期，为一大咸水湖区，咸水是形成石膏、石盐、钙芒硝等的重要物质来源。郯～庐深大断裂将地壳深处的含硫气液上升至地表，并形成热卤水也是重要物质来源之一。坳陷较平坦开阔，有利于卤水的蒸发；而坳陷周围可能受断裂控制，地形会突然变陡，这也可能是矿床在边缘部分变薄、尖灭的原因。

7.3古气候条件

大量红色碎屑岩系表明气候炎热干燥，有利于卤水蒸发浓缩而形成石膏、石盐、钙芒硝等，在石膏、石盐、钙芒硝等沉积过程中，由于有陆源碎屑物的混入，使石膏、石盐、钙芒硝等中含有泥质即形成泥质石膏、泥质石盐、泥质钙芒硝、石盐、钙芒硝等。部分钻孔中矿层底部出现薄层泥质石膏与薄层泥岩互层现象，表明石膏在形成过程中水环境不是很稳定。

7.4保存条件

矿层之上覆盖着定远组第三岩性段棕红色泥岩或第二岩性段第二层的青灰色夹棕红色泥岩。由于石膏、石盐、钙芒硝等矿床是一种容易被水溶解而流失的矿床，而泥岩透水性差，为良好的隔水层，泥岩盖层对石膏、石盐、钙芒硝等矿层起到了很好的保护作用。

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