东至县柯家村熔剂用白云岩及石灰岩矿地质特征分析

王 杰

（安徽省地质矿产勘查局321地质队）

矿区位于扬子陆块下场子凹陷的东至—泾县褶断带西部，地层属扬子地层区下扬子地层分区芜湖—石台地层小区。矿区内开展了大量的勘查地质工作，查明熔剂用石灰岩矿资源量达4 亿t。本研究依据矿区勘查资料［1-5］，分析区域地质背景、矿区地质、矿体地质特征，以指导东至县地区同类矿产勘查及开发。

1 勘查工作简述

2016年至今，安徽省地质矿产勘查局321地质队组织项目组进驻矿区开展野外地质工作，按照矿区原先普查设计书及相关规范要求，主要开展了1∶10 000地形地质测量、1∶5 000 水工环地质调查、槽探、钻探及对物理化学样品进行取样测试等工作。

2018 年11 月，安徽省地质矿产勘查局321 地质队提交了《安徽省东至县柯家村熔剂用白云岩、熔剂用石灰岩矿普查报告》，熔剂用白云岩资源量达到大型，熔剂用石灰岩资源量达到中型，报告经安徽省矿产资源储量评审中心评审备案。

2 区域地质背景

矿区位于扬子陆块江南隆起石台—太平褶皱带石台复背斜的南西端。中元古代至志留纪各时代地层均有出露，尤以早古生代地层分布广泛、齐全。

区域褶皱系统隶属七都复背斜带。除第四系外，其它各时代地层均发生了不同程度的褶皱，其中印支期褶皱最为强烈，构成北东东向展布的构造格架，主体为七都复背斜之次级三岗尖背斜，梅城向斜和黄花尖背斜。

断裂构造发育，主要有近东西向、北东向、北北东向、近南北向及北西向等几组，其中以东至断裂及葛公镇断裂规模最大。

区域内侵入岩不甚发育，主要岩体为花山岩体，位于矿区北西部约12 km 处，由多个长轴呈近东西向或北西西—南东东向岩枝、岩株组成。岩性为花岗闪长斑岩。岩体规模较小，围岩蚀变较弱，主要表现为硅化、绢云母化和轻微矽卡岩化等。

3 矿区地质特征

3.1 矿区地层

矿区位于三岗尖背斜南东翼之次级褶皱西峰尖背斜南东翼，呈一单斜构造，出露地层由老至新依次为寒武系上统团山组、上统青坑组、奥陶系下统仑山组、红花园组、第四系。岩浆活动较弱，主要为东西向的闪长玢岩和北东向的辉绿玢岩，呈岩脉状产出。

区内熔剂用白云岩矿主要赋矿层位为奥陶系下统仑山组。仑山组岩性分为上、下2 段，矿区仅出露上段。根据以往1∶1 000 地质剖面测量及地质测量工作成果，将仑山组上段划分为2个岩性层。

第一岩性层（O1l2-1）为灰黑色厚层状白云岩、灰质白云岩夹灰、深灰色厚层状白云质灰岩，间夹硅质条带及硅质团块。局部夹灰黑色中厚—厚层粗晶白云岩，风化后常呈糖粒状，工程控制平均厚度为93.00 m。

第二岩性层（O1l2-2）为灰白色厚层砾屑白云岩、砂屑白云岩、微晶白云岩、浅灰色中—细晶白云岩，局部由于裂隙发育，呈角砾状。工程控制平均厚度为196.40 m。

区内熔剂用石灰岩矿主要赋矿层位为奥陶系下统红花园组。矿区仅出露红花园组下段，根据以往1∶1 000 地质剖面测量及地质测量工作成果，将其划分为3个岩性层。

第一岩性层（O1h1-1）为浅灰、灰、灰白色中厚—厚层白云岩，偶夹灰色中—中薄层细晶白云岩，所夹的白云岩具水平层理及微波状层理，厚53.43 m。

第二岩性层（O1h1-2）为灰、浅灰色厚—块层状微晶灰岩夹浅灰色中—中厚层微晶砂屑灰岩，沉积构造不清晰，风化面较光滑，厚81.86 m。

第三岩性层（O1h1-3）为浅灰—灰白色中厚—厚层白云岩，偶夹灰黄色中厚层白云质灰岩及中层细晶白云岩，具微波状层理、水平层理，各韵律底部具冲刷面，缝合线构造发育，厚121.33 m，为熔剂用白云岩矿赋矿层位。

3.2 矿区构造

矿区位于三岗尖复背斜之次级西峰尖背斜南东翼。

西峰尖背斜长约8 km，宽4.5 km，轴向为北东东70°左右，轴面近直立，核部为寒武系中统杨柳岗组，翼部地层为寒武系上统青坑组、奥陶系下统仑山组、红花园组，两翼倾角为25°～45°。

矿区内呈一单斜构造，由奥陶系仑山组和红花园组组成，地层倾向南东，为156°～175°，倾角一般为19°～34°。

区内发育断层，走向近南北向，长约1.2 km，主体发育于寒武系上统青坑组地层中，南部少量切穿奥陶系仑山组地层，断层为右行平移断层。

3.3 矿区岩浆岩

矿区内岩浆岩主要为辉绿玢岩岩脉和闪长玢岩岩脉，圈定6 条辉绿玢岩岩脉和3 条闪长玢岩岩脉，充填于张性裂隙中。

辉绿玢岩岩脉平面上呈长脉状，北西—北北西向展布，近直立，呈岩墙状产出。一般长40～120 m，最长达139 m，出露宽度一般为4～16 m，最宽达18 m。

闪长玢岩岩脉平面上呈梨形，北西—北北西向展布，倾角近直立，呈岩墙状产出。地表长141～470 m，出露宽度为25～245 m，面积达0.053 km3，其围岩地层为奥陶系下统仑山组。

4 矿体地质特征

4.1 矿体数目及赋存位置

原勘查工作共圈定熔剂用白云岩矿体4个，赋存于奥陶系仑山组和红花园组地层；熔剂用石灰岩矿体1个，赋存于奥陶系红花园组地层（表1、图1）。

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4.2 矿体产状特征

矿体总体呈近东西向展布，呈层状产出，倾向南，倾角一般为19°～35°。

矿区白云岩和石灰岩均为沉积型矿床，各矿体分别赋存于仑山组和红花园组地层中，断裂构造不发育，矿体厚度稳定。矿区范围内，由于受地形条件、矿权范围、安全爆破距离及工程控制情况的限制，导致矿体的工程控制厚度沿走向有一定变化。各矿体规模特征见表2。

4.3 矿石质量特征

4.3.1 矿石矿物成分

熔剂用白云岩矿床矿石的矿物成份较简单，主要为白云石、方解石、石英、菱镁矿、黄铁矿以及黏土质矿物。其中，白云石含量约96%以上，大多呈他形—半自形状。

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熔剂用石灰岩矿体矿物主要成分为方解石，少量的炭质、石英。岩石定向充填数条方解石、白云石、石英条带，主要由颗粒细小的方解石、白云石及少量石英组成。岩石裂隙充填方解石细脉。方解石含量一般在69%～99%。

4.3.2 矿石化学成分

Ⅰ1号熔剂用白云岩矿体参与圈定矿体样品数为824 个，根据统计结果，全矿体MgO 含量最高为22.38%，最低为17.90%，平均为21.11%，变化系数为2.46%；CaO 含量最高为34.63%，最低为27.84%，平均为30.73%，变化系数为2.04%；SiO2含量最高为5.03%，最低为0.02%，平均为0.22%，变化系数为127.01%。

Ⅰ2号熔剂用白云岩矿体参与圈定矿体样品数为235 个，根据统计结果，全矿体MgO 含量最高为24.72%，最低为18.52%，平均为21.16%，变化系数为2.56%；CaO 含量最高为33.52%，最低为25.76%，平均为30.48%，变化系数为2.19%；SiO2含量最高为2.04%，最低为0.015%，平均为0.45%，变化系数为114.95%。

Ⅰ3号熔剂用白云岩矿体参与圈定矿体样品数为26 个，根据统计结果，全矿体MgO 含量最高为21.54%，最低为19.73%，平均为21.07%，变化系数为1.97%；CaO 含量最高为31.35%，最低为30.20%，平均为30.68%，变化系数为0.99%；SiO2含量最高为0.710%，最低为0.03%，平均为0.32%，变化系数为69.80%。

Ⅱ号熔剂用白云岩矿体参与圈定矿体样品数为65个，根据统计结果，全矿体MgO含量最高为21.23%，最低为17.25%，平均为19.93%，变化系数为1.94%；CaO含量最高为34.07%，最低为30.07%，平均为31.50%，变化系数为1.49%；SiO2含量最高为3.43%，最低为0.34%，平均为1.06%，变化系数为42.66%。

Ⅲ号熔剂用石灰岩矿体参与圈定矿体样品数为97 个，根据统计结果，全矿体CaO 含量最高为55.60%，最低为50.56%，平均为54.62%，变化系数为3.41%；MgO含量最高为4.08%，最低为0.21%，平均为0.58%，变化系数为3.71%；SiO2含量最高为0.97%，最低为0.06%，平均为0.25%，变化系数为62.67%。

4.3.3 矿石结构构造

熔剂用白云岩矿主要为晶粒结构，以细晶、中晶结构为主，白云石呈他形—半自形粒状菱形，粒度大多在0.05～0.5 mm，表面有泥质和含铁方解石质点分布；次为中晶结构，白云石粒度在0.3～0.5 mm，粒间呈镶嵌状，镜下可见聚片双晶和两组解理，另含少量中粗晶结构（白云岩粒度在0.5～2.0 mm）及微晶结构（白云石粒度在0.01～0.05 mm）。

熔剂用石灰岩矿主要为微晶结构。方解石呈粒状，颗粒细小，大部分呈微晶，少量方解石重新结晶，颗粒稍大，粒径为0.04～0.10 mm，见简单双晶，紧密镶嵌，广泛分布。岩石受挤压定向充填深灰色条带，条带成分主要由白云石及少量炭质成分组成。

矿石构造以块状构造为主，团块状（斑杂状）次之，含少量条带状（似条带状）构造和碎裂状构造。

4.3.4 矿石类型

在自然类型上，根据矿石的结构可分为微晶灰岩，细晶—粗晶白云岩；根据矿石构造可分为块状白云岩、块状灰岩、块状辉绿玢岩、闪长玢岩、团块状白云岩、条带状（硅质）白云岩、条带状（链条状）灰岩；此外，根据矿石颜色还可分为深灰色、灰色、浅灰色、灰带肉红色白云岩和深灰色、灰色、浅灰色石灰岩。

在工业类型上，Ⅰ1～Ⅰ3号和Ⅱ号矿体为熔剂用白云岩矿石，Ⅲ号矿体为熔剂用石灰岩矿石。

5 成矿条件分析

5.1 矿床成因

矿区寒武纪至奥陶纪均处于较为稳定的海洋环境。寒武纪至早奥陶世早期，海水退缩，由开阔台地相向局限台地相的碳酸盐岩沉积转变。仑山组中的白云岩和石灰岩见有砾屑、砂屑，发现羽状交错层理、砂纹层理及波状层理等，且生物化石稀少，反映海水不畅、咸化、水体相对较浅，具有潮间碳酸盐特征，可能为潮坪—泻湖环境产物。

5.2 地层条件

矿区区矿体赋存于奥陶系下统仑山组（O1l）和下统红花园组（O1h）中，矿体的形态、厚度、化学成分及延深均较稳定，严格受地层岩性控制，矿石结构、构造均具原生沉积特征。区域上，地层总体变化不大，自北东—南西地层厚度逐渐加大，在本区内矿层厚度近800 m，地层条件稳定。

5.3 矿石质量

区内熔剂用白云岩矿自然类型以灰色中厚—厚层白云岩为主，局部夹鲕粒白云岩砂屑白云岩，熔剂用石灰岩主要为微晶灰岩，少量砂屑灰岩、白云质灰岩等。根据以往化学分析结果，熔剂用白云岩矿体MgO 平均品位为21.08%，CaO 平均品位为30.68%，SiO2平均品位为0.33%；熔剂用石灰岩矿量达到4091.10 万 t，CaO 平均品位为 54.62%，MgO 平均品位为0.58%，SiO2平均品位为0.25%；完全满足熔剂用白云岩矿和熔剂用石灰岩矿工业指标的要求。

6 结 论

熔剂用白云岩及石灰岩矿为海相碳酸盐岩沉积形成的沉积型矿床，矿床赋存层位为奥陶系下统仑山组和红花园组，地层层序和岩性组合特征明显；矿体延展长度一般为740～1 350 m，出露宽度为40～1 159 m，厚度为20～560 m，矿床规模达大型，矿体沿走向，倾向变化稳定；矿层中有用组分含量高，有害组分含量低，沿走向、倾向及厚度方向矿石质量稳定。