安徽泾县中村南方矿区方解石矿地质特征及其意义

孙辉，王德恩

（安徽省地质矿产勘查局332地质队，安徽黄山 245000）

0 引言

1 区域地质特征

1.1 地层

区域上出露的地层为下扬子地层分区的芜湖-贵池地层小区的盖层陆缘海相沉积地层和板内变形阶段陆内河湖相沉积地层，除缺失南华纪、侏罗纪地层，其他地层基本发育齐全，其中志留系—寒武系沉积巨厚，构成黄柏岭复背斜褶皱构造的主体。复背斜南东翼地层倾向为100°～165°，走向为10°～75°，倾角为20°～40°，一般在25°左右。这也是厚岸-北贡成矿带区域层状方解石矿的总体产状。前期普查方解石矿体走向为北西-北北西向，违背区域地质背景（图1）。

图1 南方方解石矿床区域地质图Figure 1.Regional geological map of the Nanfang calcite deposit

1.2 构造

区域构造线走向为北东向，褶皱构造为黄柏岭背斜，核部地层为寒武系下统黄柏岭组。南东翼地层产状倾向南东，倾角一般为20°～30°。

区域断裂构造主要有北东向、北西向两组，北东向断裂为走向断裂，规模较大；北西向断裂规模大小不一，形成时间晚于北东向断裂，多为横断层，切割地层或使其错位，断层性质有平移断层、正断层及逆断层。

1.3 岩浆岩

区内岩浆活动强烈，侵入体发育，分布于黄柏岭复背斜之中。主要有中村（云岭）、包村、厚岸三个复式岩体，出露面积约为140 km2，约占1∶50 000 包村幅的30%。中村（云岭）、包村、厚岸岩体分别位于厚岸-北贡方解石成矿带的北东、南东和南西方向，与方解石矿床的形成有直接的成生关系。中村（云岭）、包村岩体为中细粒花岗闪长岩，侵位于北贡背斜南东翼；厚岸岩体为中粗粒二长花岗岩，侵位于黄柏岭背斜核部。

区域脉岩密度不大，规模大小悬殊，展布方向以北西向为主，成因复杂，种类繁多，其中以酸性岩类为主，基性和超基性脉岩少量出露。

2 矿区地质特征

2.1 地层

本次工作基本查明矿区范围内地表出露第四系及奥陶系下统紫台组、红花园组上段；中深部通过坑道和钻孔揭露可见红花园组下段和仑山组。地层整体产状为115°∠25°。第四系残坡积层零星分布于地表沟谷。紫台组位于矿区北部东西两侧，原岩岩性主要为微晶灰岩，沉积环境基本上为开阔台地相；矿区范围内大部分已变质为灰白色大理岩（部分形成方解石），矿区内该地层最大铅直厚度约为34.07 m，CaO平均含量为54.75%。红花园组上段位于采矿权南-中部，原岩岩性主要为微晶生物碎屑灰岩、海百合粒屑灰岩，为台地潮坪相；矿区范围内大部分已变质为白云质大理岩、白云石大理岩和少量大理岩夹层，矿区该地层最大铅直厚度约为108.07 m，CaO 平均含量为40.15%(图2)。红花园组下段埋藏于采矿权中-底部，原岩岩性为微晶灰岩夹少量微细晶白云岩夹层，沉积环境基本上为开阔台地相，矿区范围内大部分已变质为大理岩夹少量白云石大理岩，岩石呈白色或灰白色，中细粒变晶结构，条纹条带状或块状构造。红花园组下段是矿区方解石矿体的主要赋存层位，该段最大铅直厚度约为119.19 m，CaO 平均含量为54.76%。仑山组地表未出露，埋藏于矿区底部北西侧，其底部有中村（云岭）细粒花岗闪长岩岩体侵入。原岩岩性主要为厚层微细晶白云岩，沉积环境基本上为开阔台地相；矿区范围内大部分已变质为白云石大理岩夹少量白云质大理岩，岩石呈白色和淡红色，微晶-细粒结构，块状构造，节理发育。矿权内该地层最大铅直厚度约为60.65 m，CaO平均含量为32.35%。

图2 南方矿区地质简图Figure 2. Geological sketch of the Nanfang mining district

2.2 构造

矿区位于黄柏岭背斜（北贡-吕山）南东翼，呈单斜构造。矿区内断层以北西向断层较为发育，断层性质有正断层、逆断层及平移断层。逆断层与正断层交互出现，出露宽度在2～5 m 之间，产状为227°～252°∠65°～80°；正断层浅层断裂有溶洞出露，断层带内有角砾岩和辉长玢岩脉（νμ）侵入；平移正断层带宽度约为2.5 m，产状为165°∠86°，底板有近水平擦痕。矿区断裂构造造成地层错位，影响方解石矿体质量及矿体连续性，是方解石矿体形成后的破矿构造。

2.3 侵入岩

矿区地表仅见1 条辉长玢岩基性岩脉出露，坑道和钻孔可见数条辉长玢岩脉和中村（云岭）细粒花岗闪长岩岩体侵入。

又如李白的即兴之作《春日行》，时值唐玄宗春日泛游白莲池，召他作辞，他虽已酒醉翰林苑，乃命高力士扶以登舟而作。

中村（云岭）细粒花岗闪长岩岩体矿区内地表未出露，在PD1 北部沿脉巷道和ZK304 揭露。PD1 沿脉巷道与白云石大理岩接触面产状为118 °∠79 °，ZK304 钻孔中接触面中轴夹角为55°，接触面向南东外倾。该岩体由南东向北西延伸连接到郭山岩体，产状根据2 线、3 线钻孔接触面中轴夹角判定由南东向北西产状变陡。该岩体相带不发育，可见明显的定向构造，是红花园组灰岩接触变质的热力和挥发分的主要来源。

辉长玢岩脉为北西走向，后期沿断裂带侵入，出露宽度在4～8 m 之间，脉岩随构造空间充填，形成较晚，提供热力较少，没有对顶底板方解石矿质量形成叠加作用，反而对矿体完整性起到破坏作用。

2.4 围岩蚀变

由于中村（云岭）花岗闪长岩侵入，奥陶系下统发生较强烈的接触交代-热变质作用，发生强烈的大理岩化，形成大理岩（方解石）、白云质大理岩。因此，矿体围岩蚀变主要为大理岩化，岩体接触带附近为黄铁矿化、黄铜矿化、硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化、高岭土化等。

3 矿体特征

3.1 赋存部位

矿区通过2003 年普查和2011 年核实，矿体赋存于奥陶系下统红花园组的大理岩带中，与大理岩同属大理岩含矿建造。矿区范围内圈定方解石矿体1 个。方解石矿体分布在矿区红花园组中，矿体呈似层状，产状同地层产状基本一致，为60°～70°∠60°～65°，矿体沿走向最大延伸为385 m，厚度为9～14.73 m，沿倾向最大斜深为252.5 m，赋存标高为+234~+483 m。2011 年核实方解石矿床规模为小型。矿体赋存位置如图3所示。

图3 原南方方解石矿2线地质剖面Figure3. Original Line 2 geological section across the Nanfang calcite deposit

本次勘查南方方解石矿为大型矿床，含Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅲ 5个方解石矿体，其产状同地层产状基本一致，为115°∠25°，较为平缓。Ⅰ1、Ⅰ2 2个次要矿体赋存于奥陶系下统紫台组中，Ⅱ1、Ⅱ2 2个次要矿体赋存于红花园组上段中，Ⅲ矿体主要赋存于红花园组下段中，并严格受地质层位（地质体）控制。Ⅲ矿体取样分析CaO 平均含量为54.45%，白度为86.69%；受断层影响矿体顶底板及地层界线有上下错动，错动距离为5～30 m。Ⅲ矿体占矿床资源量92.37%，赋存标高为+388.58～+234m，走向长度为500m，倾向延伸长度为320 m，走向长度与延伸长度之比为1.56∶1，厚度为14.34～67.97 m，平均厚度为37.11 m，厚度变化系数为64.72%，为较稳定矿体。矿体赋存部位如图4所示。

图4 南方方解石矿3线地质剖面Figure 4. Line 3 geological section across the Nanfang calcite deposit

两次工作由于投入工作量不同，勘查程度存在差异，造成矿体赋存及产状不同。以往普查和核实矿区仅有1 个地层单元奥陶系下统红花园组；本次在奥陶系下统中划分出4个地层单元，分别为紫台组、红花园组上段、红花园组下段及仑山组。普查工作施工的槽探揭露的是位于地表的紫台组或红花园组上段的方解石夹层，然后与红花园组下段部分方解石矿体连接，造成矿体产状较陡。本次通过地质测量、工程施工编录和全孔化学样品采集，证实地层及矿体产状较缓，同时根据区域地层特征及化学分析结果划分地层单元界线和圈定矿体，勘查成果详实可靠。

3.2 矿石结构、构造

矿石结构以中细粒变晶结构为主，少量呈微晶、粗晶结构。矿石构造为块状构造，局部条带状构造。条纹条带中轴夹角为60°～70°。

3.3 矿石矿物成分

方解石矿石矿物以方解石为主，含量为93%～99.14%，次要矿物少量白云石含量在4%以下，极少量石英、黏土矿及微量铁质。方解石大多呈他形中细粒变晶镶嵌，粒径为0.5～5 mm，极少量为0.05～0.1 mm的显微变晶；白云石多呈小于0.5 mm的残余分布于方解石之间；石英呈小于或等于0.5 mm的自形至他形粒状分布于方解石晶隙间。其中白云石在矿石中含量变化较大，分布不均，与方解石呈相互消长关系，对矿石质量影响较大。

4 矿床成因解析

通过对南方方解石矿区域地质背景、地层、构造、岩浆岩和矿体特征进行研究分析得知，该矿床主要特征如下：

（1）方解石矿主要赋矿层位为红花园组下段等厚层高纯灰岩，中村（云岭）岩体侵入提供的热量和气液使灰岩重结晶和褪色形成方解石矿床。

（2）方解石矿体呈层状，矿体产状与地层产状一致，矿体受紫台组、红花园组上段及红花园组下段控制。

（3）矿石类型按结构可分为中细晶方解石矿、粗晶方解石矿，按构造可分为块状、条带状方解石矿。矿石工业类型为重质碳酸钙方解石型。

（4）根据矿体赋存位置和矿石特征，矿床成因类型为接触变质型。

5 结论

（1）通过南方方解石矿生产性勘查工作，本文详细解读了区域地质背景，对矿区勘查工作具有重要的指导作用。

（2）通过解析南方方解石矿得知，矿体产状较为平缓，与地层产状一致。地表出露的紫台组、红花园组上段是次要方解石矿体赋存层位，主要赋矿层位为红花园组下段，埋藏于地下，部分延伸到矿权外。因此，基本查明红花园组下段赋存状态，就基本查明了主要赋矿空间，这对相邻矿区以及泾县方解石矿整合勘查工作具有重要的指导作用。