三铺地区上寒武统的划分及与近郊地区对比

2020-03-18王乐乐

资源信息与工程 2020年1期

王乐乐

(安徽省地质矿产勘查局325地质队，安徽淮北 235000)

1 区域地层化学组分特征

淮北地区出露地层主要分布于宿州市符离集—濉溪县百善一线以北和淮北市相山以东的低矮山地一带，走向以北北东或北东向展布。出露地层主要由寒武系、奥陶系、山前坡地上偶见石炭系零星露头。其他时代地层被广泛分布的第四系掩盖[1]。

寒武-奥陶系各组段地层中各种组分含量之间的共同特点：主要成分CaO+MgO与SiO2+Al2O3总量之间存在互为消长关系，SiO2+Al2O3总量与次要成分K2O+Na2O总量、TFe等组分之间的含量变化呈现大致正相关关系。寒武系与奥陶系比较，前者组分含量变化显著。寒武系、奥陶系化学组分平均含量统计如表1所示。

寒武系与奥陶系各组段中微量元素平均含量差别较大的有Cu、Sr、Ti、Mn、B等元素。铜主要分布在泥质白云岩中，铜含量较高的层位有奥陶系老虎山组、贾汪组、韩家组和寒武系凤山组、徐庄组、毛庄组、下统各组。锶主要分布在质纯灰岩中，寒武系的锶含量普遍高于奥陶系。钛锰主要分布在含泥质钙镁碳酸盐岩中，钛锰高含量层位有寒武系下统各组、毛庄组、徐庄组、凤山组和奥陶系韩家组、贾汪组、萧县组青龙山段。

2 三铺地区上寒武统分层特征及与近郊地区对比

三铺地区全为第四系覆盖，无岩石出露。沉积岩受岩浆岩的侵入、吞蚀造成地层缺失，加之蚀变强烈，给确定地层时代带来困难。根据钻孔岩心的岩石结构、构造(鲕状结构、条带状构造、豹皮状构造、竹叶状构造)、化学成分(氧化镁含量普遍高，钙镁比值一般介于1.5～2.8之间)和岩性组合特征，努力恢复其原岩并与夹沟标准地层剖面对比，认为三铺地区揭露地层主要为上寒武统[2]。详细划分和描述晚寒武世地层特征，对于确定三铺地区岩石地层时代，进行地层划分与对比，无疑是十分重要的。

以三铺地区钻孔中地层的资料为主，参照夹沟剖面、相山剖面等处地层资料，现将上寒武统分层特征由老至新分述如下：

2.1 崮山组(∈3g)

本组自下而上大致可分以下三个单层。本组相山剖面厚28.80 m，夹沟剖面厚46.10 m，三铺地区厚38.65 m，童亭地区厚31.27 m。

(1)下部亮晶鮞粒白云质灰岩(或白云岩)。本层自下而上鮞粒由中鮞变成细鮞，底部夹有白云岩薄层，上部偶见海绿石。本层厚26.09 m。

(2)中部薄层状微晶含白云质灰岩(或白云岩)夹竹叶状亮晶砾屑灰岩(或白云岩)。虽然竹叶状亮晶砾屑灰岩厚度小，但结构构造特征明显，是确定层位的重要岩性标志。前常、杨桥孜矿区钻孔中都见到此种岩石。本层厚4.94 m。

(3)上部亮晶鮞粒白云质灰岩(或白云岩)。局部含海绿石，顶部见一层条带状含砾屑鮞粒亮晶白云质灰岩。本层厚15.07 m。

崮山组岩石的结构构造以亮晶鮞粒结构和竹叶状构造为特征，底部灰黄色薄层状灰岩为崮山组和下伏地层张夏组的分层标志。

2.2 长山组(∈3c)

本组自下而上可分二个单层。本组相山剖面厚32.32 m，夹沟剖面厚22.17 m，三铺地区厚23.75 m，童亭地区厚26.01 m。

(1)下部条带状粉屑泥晶含白云质灰岩(或灰质白云岩)。灰色中薄层灰岩夹浅绿色、绿灰色薄层鮞状含海绿石含白云质灰岩，底有一层15 cm厚的紫红色竹叶状灰岩。钻孔中岩石条带状构造清晰可辨，条带部分含泥质、白云石各半，条带部分宽0.2～0.5 cm。本层夹沟剖面厚11.01 m，三铺地区厚7.81 m，童亭地区厚12.04 m。

(2)上部豹皮状粉屑泥晶含白云质灰岩(灰质白云岩)。三铺、夹沟两地局部含鮞粒，夹沟、童亭两地夹薄层竹叶状砾屑亮晶灰岩(或白云岩)。本层夹沟剖面厚11.16 m，三铺地区厚15.94 m，童亭地区厚15.65 m。

长山组岩石结构构造以粉屑泥晶结构和清晰的条带状构造为特征，局部含鮞粒和砾屑，底部紫红色竹叶状灰岩可作为长山组与崮山组的分层标志。

2.3 凤山组(∈3f)

2.3.1 凤山组下段(∈3f1)

该段自下而上可分为五个单层。本段相山剖面厚76.87 m，夹沟剖面厚133.69 m，三铺地区厚126.98 m，童亭地区厚110.93 m。

(1)条带状粉屑泥晶白云质灰岩，含白云质灰岩(或白云岩)。深色条带的成分由铁氧渲染的泥质和白云石组成，深色条带部分比浅色基质部分的矿物质颗粒偏粗。与长山组岩石区别在于，条带不明显，波状起伏大，密集分布，本层含生物、海绿石等。该层夹沟剖面厚7.68 m。

(2)钙质泥岩夹泥晶灰岩扁豆体(凤山组下段标志层)。泥晶灰岩扁豆体似层状分布，扁豆体全部由泥晶方解石组成，钙质泥岩具含泥质泥晶结构，泥质分布在微晶方解石粒间，该层夹沟剖面厚5.71 m，三铺地区厚3.26 m，童亭地区厚1.89 m。三铺地区钻孔(前ZK507孔、前905孔，秦ZK05孔、秦011孔,刘ZK128孔)由于受岩体热接触变质作用的影响，所见该层岩石变为条带状角岩，灰岩扁豆体变成灰绿色透辉石(石英)角岩，钙质泥岩变成黑色黑云母角岩或绢云母角岩。两种角岩相间分布，色彩分明，极易辨认。

该层岩石化学成分及微量元素含量有别于凤山组下段其他各层，平均含量如下：SiO228.70%，Al2O36.22%，CaO 23.28%，MgO 8.21%，K2O 2.95%，Na2O 0.16%，TFe 2.13%，Cu 40×10-6，Sr 200×10-6，Ti 2000×10-6，Mn 500×10-6，B 60×10-6，Cr 45×10-6，V 25×10-6。

区域上该层顶板有一层厚约1.00 m的含藻(大涡卷)灰岩。在前ZK507钻孔中发现了1.52 m厚的含藻(大涡卷)含泥质含白云石大理岩，岩性与区域上完全能够对比。

(3)豹皮状与条带状生物泥晶含泥质含白云质灰岩(或白云岩)互层，生物泥晶(微晶)灰岩(或白云岩)与含海绿石生物微晶灰岩(或白云岩)相间分布。本层厚46.45 m。

(4)豹皮状泥晶含泥质含白云质灰岩(或白云岩)，岩性大体同(3)层，层中夹条带状泥晶含白云质灰岩薄层，中下部含少量黄铁矿结核。该层厚46.85 m。

(5)豹皮状泥晶含泥质白云质灰岩(或白云岩)，岩性大体同(4)层，本层层理薄，泥质、镁质略高，本层厚27.00 m。

下段结构构造以豹皮状、条带状构造和含生物粉屑结构、含海绿石以及含黄铁矿结核等特征与其他组段区别。底部的标志层给矿区地层对比带来了极大的方便。

2.3.2 凤山组上段(∈3f2)

自下而上可分为三个单层。本段相山剖面厚31.23 m，夹沟剖面厚65.63 m，三铺地区厚>54.05 m，童亭地区厚41.04 m。

(1)中晶含泥质灰质白云岩，自下而上白云质渐增，本层厚30.07 m。

(2)细晶白云岩，局部含竹叶状砾屑，本层厚24.99 m。

(3)含硅质结核微晶～细晶含泥质含灰质白云岩，顶部硅质结核成层状分布，本层厚10.57 m。

3 三铺地区上寒武统各组段化学成分特征及与近郊地区对比

三铺地区与邻区上寒武统各组段地层厚度、岩性、化学组分和微量元素或多或少地存在某些差别(表2、图1)。从表2、图1中可以看出，上寒武统厚度自北向南和自东向西逐渐变薄。夹沟最厚，达267.59 m，三铺厚约243.43 m，童亭厚209.26 m，相山最薄为173.22 m。东西方向上厚度变化梯度略大。上寒武统化学成分在区域上的变化趋势是，自北向南钙质减少而镁质增加，硅、铝、铁、钾、钠含量稍微增加。从晚寒武世早期到晚期，整个沉积过程中也表现为钙质减少镁质增加，硅、铝、铁、钾、钠含量有少量的增加趋势，微量元素Cu、Sr、Ti、Mn变化极为明显。晚寒武世从早到晚，铜含量由10×10-6逐渐增加到30×10-6，锶含量由500×10-6逐渐减少到200×10-6，钛含量由200×10-6逐渐增加到800×10-6，锰含量由300×10-6增加到500×10-6。铜、钛、锰一般含在泥质中，这些元素含量的增加，间接反映泥质成分的增加。锶一般与钙有一定关系，随着钙质含量降低，锶含量相应减少[3]。从凤山组下段标志层光谱分析资料来看，泥质岩石含锶量最低(200×10-6)。另外还可以看出，三铺地区位于夹沟、童亭两地之间，其地层厚度、岩性、化学成分和微量元素含量也处于南北两地的过渡位置上[4]。