福建省安溪县虎丘矿区石灰岩矿矿床地质特征

2022-06-15苏瑞其

西部探矿工程 2022年5期

关键词：岩组硅质栖霞

苏瑞其

（福建省197地质大队，福建泉州 362011）

1 区域地质背景

矿区区域上位于永安—梅县上古生代坳陷带的东南侧。处于仙游—漳平东西向断裂带、福安—南靖北北东向断裂带和晋江—永安北西向断裂构造的复合部位。

区域出露的地层自西往东主要有：前震旦系大岭组（AnZdl），二叠系下统栖霞组（P1q）、文笔山组（P1w）、童子岩组（P1t）、二叠系上统翠屏山组（P2cp）。

构造形态总体为走向北西—南东，倾向北东的单斜，并发育次一级的褶皱，东部甚至出现倒转，褶皱轴的方向以东西向和北西向为主。

自上石炭世至早侏罗世，地壳运动主要以频繁的区域性升降为主，属浅海—海陆交互相山间盆地沉积。上石炭世至早二叠世有一次较大规模的海侵，为区域石灰岩的沉积奠定了良好的地理条件，形成了具有工业价值的石灰岩矿床。自北到南已发现永春铅坑、横口；安溪剑斗、珍地、青洋、潘田等石灰岩矿，本区在区域上属于安溪剑斗一带（图1）。

2 矿区地质

2.1 地层

矿区出露地层由老至新：前震旦系大岭组（An-Zdl），二叠系下统栖霞组（P1q）、文笔山组（P1w）、童子岩组（P1t），二叠系上统翠屏山组（P2cp）。

（1）前震旦系大岭组（AnZdl）：出露于矿区的南西外围，与矿区直距138m，下部以灰色石英二云母片岩为主，夹条带状二云母石英片岩；中部为暗绿色石英斜长角闪片岩，顶部夹极少量薄层硅质岩、二云母石英片岩、石英斜长角闪片岩；上部岩性为灰白色二云母石英片岩。变余砂状与细粒鳞片变晶结构，条带状与片状构造。该层岩石普遍具有混合化，脉体为石英，局部并可形成条带状混合岩。与其上覆的栖霞组呈断层（F1）接触。

（2）二叠系下统栖霞组（P1q）：隐伏于矿区地下，为Ⅰ、Ⅱ号矿体赋存部位。走向120°～145°，倾向30°～55°，倾角5°～25°，平均厚度68m。岩性为浅灰—深灰色，微粒灰岩、硅质灰岩、硅质岩及石英岩，含少量燧石结核，与上覆童子岩组呈断层（F1）接触。本层为含矿层位，厚度约25～45m，分布于F1断层北东侧，埋藏于深部。

岩性主要为灰色—深灰色中，厚层块状，中—细结构，局部为生物碎屑结构，具缓波状层理。致密坚硬，质较纯，但局部燧石含量较多或石英脉穿插，同时受缓倾角断裂所影响。灰岩主要矿物成份为方解石，含少量泥质物及生物碎屑。

（3）二叠系下统文笔山组（P1w）：出露于矿区的西南及外围，呈带状沿北西—南东展布于矿区的西南部，厚度大于60m，西南以F0隐伏断层为界，其下盘为二叠系下统栖霞组（P1q）；东北以F2断层为界，其上盘为二叠系下统童子岩组（P1t）。

（4）二叠系下统童子岩组（P1t）：大面积出露于矿区，岩性以细粉砂岩、泥岩、细砂岩为主，夹数层煤层，含大羽羊齿和栉羊齿、鸪毛羊齿和楔叶木等化石。岩性以细粉砂岩、砂质泥岩、粗粉砂岩、细砂岩为主，含煤及炭质泥岩。走向120°～145°，倾向30°～55°，倾角5°～25°，地层厚度大于173m，与下伏文笔山组呈F2断层接触。

（5）二叠系上统翠屏山组（P2cp）：出露于矿区北东边缘，厚度大于25m，其底部为中粗—中细粒砂岩；下部为粗粉砂岩、细粉砂岩与细砂岩互层；上部与粗粉砂岩为主。含少量植物化石碎片。与下伏童子岩组呈断层（F4）接触。

2.2 构造

矿区位于后井—东阳单斜的北翼，构造较复杂，以断裂为主，总体构造形态为往北东倾的单斜构造，倾角15°～40°。主要断层有F1、F0、F2、F4等4条。

F1正断层：根据《福建省区域地质志》的资料，晋江—永安北西向断裂带通过矿区，代表性的断裂为F1正断层，走向300°～320°，倾向北东，倾角78°，断层在矿区出露的断续长度大于1000m。由于遭受东西向和北东向断裂的切割，走向上表现出不连续。断层的下盘为上震旦统—下古生界地层，上盘为下二叠统栖霞组、文笔山组、童子岩组等地层，断层破碎带较发育，一般宽度10～20m，角砾呈棱角状，成分复杂，被泥质及晚期石英脉胶结。该断层为矿床的西南部自然边界。

F0滑覆断层：隐覆于矿区的西南部，发育于文笔山组与栖霞组地层，上盘为文笔山组，下盘为栖霞组石灰岩。F0滑覆断层走向320°～335°，倾向北东，倾角5°～15°，与地层产状基本相似。对石灰岩上部地层有一定的破坏作用。矿区1线、3线、4线、定都风井、联辉井主运巷和ZK502、ZK8钻孔均有控制。

F2断层：出露于矿区的西南，发育于文笔山组与童子岩组地层。F2断层走向315°～340°，倾向北东，倾角22°～50°。地表有地质点、槽探控制，深部有ZK8、ZK5、ZK2三个孔控制。

F4断层：出露于矿区的北东边缘，发育于童子岩组与翠屏山组地层。断层走向315°～340°，倾向北东，倾角25°～40°。地表有3 个地质点控制，深部有ZK8、ZK5、ZK2三个孔控制。

2.3 岩浆岩

区内地表未见侵入岩分布，但有后期的花岗斑岩（γπ）侵入于水泥用灰岩（Ⅱ号矿体）。花岗斑岩呈岩脉产出，浅肉红色，斑状结构，块状构造，主要矿物为钾长石、石英。

3 矿体地质特征

3.1 矿体特征（表1）

Ⅰ号矿体：矿体受下部F1断层的切割破坏，标高204～244m。呈层状、平缓单斜形态，走向120°～145°，倾向30°～55°，倾角5°～25°，平均厚度28m，沿走向长度600m，倾向延深21～123m。

Ⅱ号矿体：矿体受上部F0断层的切割破坏，标高177～195m。呈层状、平缓单斜形态，走向120°～145°，倾向30°～55°，倾角5°～25°，平均厚度40m，沿走向长度600m，倾向延深123～262m。

3.2 矿石特性

（1）矿物成分：以方解石为主，占82%～93%；其次为石英、炭质。

（2）结构构造：中—细晶结构，块状构造。

（3）主要化学成分。

Ⅰ号矿体：主要成分CaO48.07%～55.11%，平均52.72%；MgO0.20%～3.02%，平均%0.98；SiO20.26%～17.01%，平均3.24%（其中fSiO2以石英质为主，fSiO2≤4.03%）。

Ⅱ号矿体：主要成分CaO48.55%～54.68%，平均51.63%；MgO0.23%～3.06%，平均1.14%；SiO20.32%～15.30%，平均2.61%（其中fSiO2以石英质为主，fSiO2≤2.62%）。

其他有害组分如Al2O3、Fe2O3、K2O、Na2O、SO30.05%、Cl-等含量，根据组合分析成果，均符合矿石质量要求（表1）。

表1 组合分析结果表（单位：%）

（4）矿石类型、品级。

矿石自然类型：Ⅰ号矿体以细晶灰岩为主，其次为大理岩化灰岩；Ⅱ号矿体以中细晶灰岩为主，其次为白云质灰岩、大理岩化灰岩。

矿石品级：为水泥用灰岩矿Ⅰ级品为。

3.3 围岩与夹石

围岩：Ⅰ号矿体顶板主要为白云质石灰岩、含燧石灰岩；底板为细晶灰岩夹薄层泥灰岩、透辉石，常见条带状石英质燧石。Ⅱ号矿体顶板为白云质石灰岩、含炭粒灰岩、大理岩；底板为角岩化灰岩、硅质岩。

夹石：Ⅰ号矿体夹石1～2层、厚度1.53～5.87m、透镜状，岩性为硅质灰岩、硅质岩、含白云质灰岩。Ⅱ号矿体夹石1 层、厚度2.06～4.31m，条带状分布，偶见岩脉侵入，岩性为花岗斑岩。

3.4 矿床成因及找矿标志

矿床成因：本区古生代初海西运动造成地壳凹陷，至晚石炭世海水浸淹，形成辽阔的相对稳定的浅海环境。适宜钙壳生物群大量生息堆积的碳酸盐类大量沉淀，地壳渐趋上升—下降的多次反复变动，形成稳定的浅海，沉积了底部厚层质佳的P1q1灰岩（Ⅱ号矿体）。由于地壳再度回返上升，海水变浅，河流携带的硅质物质增多，形成了上部P1q2部分含燧石质石灰岩（Ⅰ号矿体）。本矿床为浅海相沉积的碳酸盐岩碎屑和生物碎屑的石灰岩矿床。

找矿标志：栖霞组（P1q）、船山组（C3c）层位出露地段；童子岩组（P1t）层位出露地段；前人石灰岩采场、老硐分布地段；前人煤矿老硐分布地段。