福建省漳平市高明坑矿区地质特征及找矿方向

2023-11-16鲍智谋

能源与环境 2023年5期

鲍智谋

（福建省闽西地质大队福建三明 365001）

1 区域地质背景

区域上属于闽西南拗陷聚煤区中带，为福建省最主要的含煤区。矿区位于大田—龙岩早二叠世成煤拗陷盆地之次级构造单元龙漳复式向斜北段。区内褶皱和断裂构造均发育，分布有上古生代海陆交互相碎屑沉积岩、中生代陆相碎屑—火山碎屑沉积岩和后期侵入的辉绿岩、石英斑岩等岩墙或岩脉［1］。

2 矿区地质概况

2.1 地层

矿区地层由老到新分述如下，矿区地质图见图1［2］。

图1 矿区地质图

2.1.1 晚泥盆世桃子坑组地表未出露，隐伏于矿区深部，厚度＞132 m。岩性由变质细砂岩、石英砂砾岩、含砾砂岩等组成。

2.1.2 中二叠世栖霞组

地表未出露，隐伏于矿区深部，厚度>54 m。为浅海相碳酸盐岩沉积，岩性主要由灰色、厚层状灰岩组成，夹白云岩、碎屑岩，并见薄层状泥灰岩及泥质条带。灰岩局部具矽卡岩化，见有透辉石、硅灰石等蚀变矿物。

2.1.3 中二叠世文笔山组

地表未出露，隐伏于矿区深部，厚度＞129.36 m。由浅海相沉积岩组成，岩性以灰黑色、薄层至中层状泥质岩为主，上部见粉砂岩和细砂岩。泥质岩常见粉砂质条带，显示清晰的水平层理，粉砂岩层面常含有细小白云母片。普遍具空晶石化现象。

2.1.4 中二叠世童子岩组

主要含煤地层童子岩组地表零星出露于矿区北西部，深部隐伏于翠屏山组、溪口组、梨山组之下，根据沉积岩相、岩性、含煤性和古生物化石组合特征，可划分为三段，其中第一、三段含煤。

2.1.4.1 童子岩组第一段

矿区地表未出露，隐伏于矿区深部，以海湾泻湖相沉积、滨海湖泊相为主，夹沼泽相、泥炭沼泽相沉积，由16～20 个岩相旋回组成。岩性由细砂岩、粉砂岩、泥质岩和煤层、煤线组成，呈交互出现，沉积韵律清楚。本段在区内受拖底断裂破坏，下部保留不全。

2.1.4.2 童子岩组第二段

地表未出露，隐伏于矿区深部，为1 套浅海相沉积。岩性自下而上从泥岩、砂质泥岩逐渐变为顶部的少量细砂岩夹泥质砂岩，为明显的海退式沉积，以不含煤为主要特征。含较多透镜状、条带状菱铁质结核，产双圆海百合茎、戟形华夏贝、速壁珊瑚、燕海扇、纤纹细戟贝、螺类、腕足类、瓣鳃类等动物化石。

2.1.4.3 童子岩组第三段

地表零星出露于矿区北西部，主要隐伏于溪口组及翠屏山组之下，矿区揭露不完整，结合南西部相邻的富山煤矿资料［3］，分下部、中部、上部等3 套地层。

下部为一套障壁岛-泻湖相为主的沉积。岩性以砂质岩、泥质岩为主，夹煤层（线），岩石具不同程度空晶石变质，煤层局部具石墨化。含煤12 层，其中22、28 号煤层为较稳定可采煤层，平均厚度分别为0.70 m、1.06 m。

中部为一套以泻湖相为主的海陆交互相地层。岩性以砂质泥岩为主，细砂岩、泥质砂岩次之。含煤19 层，其中18、20 号煤层为不稳定可采煤层；13、16 号煤层为局部可采煤层。

上部：受地表剥蚀及断裂破坏，区内保留不全，包括翠屏山组底砾岩底界至1 号煤层顶板的“鲕状带”，该带见有煤层位，但不含煤；之下的1 号煤层至底界，以泥质砂岩，砂质泥岩为主，含丰富的植物化为主要特征；含煤18 层以上，层间距较小（0.50～8.00 m），煤层厚度较薄，为局部可采煤层。

2.1.5 晚二叠世翠屏山组

翠屏山组矿区内未出露，隐伏于矿区深部，厚度＞134.49 m。为一套以海陆交互相为主的碎屑岩沉积，岩性以细粉砂岩为主，次为细砂岩，少量泥质岩。

2.1.6 早三叠世溪口组

地表出露于矿区北部和南部，厚度＞409.38 m。为一套以浅海相为主的含钙碎屑岩沉积，岩性以钙质粉砂岩为主，次为细粉砂岩，少量泥质岩、细砂岩、粗粉砂岩。岩石普遍具有角岩化，致密较坚硬，层理清晰，硅质条带发育。

受热液作用影响，矿区施工的ZK801 钻孔506.80～507.92 m见铅锌矿。铅锌矿赋存于溪口组含钙岩石与岩浆岩接触的蚀变带中，岩石普遍具矽卡岩化，容矿岩石以透辉石矽卡岩为主。铅锌矿石结构为半自形－他形晶粒状结构，具浸染状、细脉状，金属矿物主要为方铅矿，次为闪锌矿、黄铁矿，少量磁黄铁矿，主要有用组分是Pb、Zn，品位为：Pb 0.65%、Zn 1.03%。

2.1.7 晚三叠世文宾山组

地表出露于矿区西北部及外围，厚度＞120 m。岩性主要为风化后呈灰—深灰色的细砂岩和粗粉砂岩，少量灰白色砂砾岩。

2.1.8 早侏罗世梨山组

地表在矿区大面积出露，厚度＞345 m。为一套陆相的碎屑岩沉积，岩性上部以泥质岩为主，夹煤线和不可采煤层；下部以中粗粒砂岩、砂砾岩为主，风化后松散呈砂粒状，次为粉砂岩和泥质岩，并见煤线。

2.2 构造

区内褶皱和断裂构造较发育。

褶皱：矿区位于龙漳复式向斜北段之南东翼，在矿区内呈1 个宽缓的背、向斜形态，因断裂发育，向斜核部及背斜的西翼被破坏。

断裂：主要有F0、F1、F2、F3、F4、F5，其特征分述如下（图2）。

图2 矿区8 线地质剖面图

2.2.1 F0断层

地表未出露，隐伏于矿区深部，为矿区脱底断层。断层上盘为栖霞组，下盘为桃子坑组。断面倾角较缓，约为10°～20°。断层面常见石英脉穿插及构造角砾岩，角砾成份复杂，既有上盘的灰岩，又有下盘的变质砂岩、砂质岩角砾等。

2.2.2 F1断层

地表未出露，隐伏于矿区深部，断层上盘为文笔山组，下盘为栖霞组。断面倾角较缓，约为10°～20°。

2.2.3 F2断层

地表未出露，隐伏于矿区深部，断层上盘为童子岩组，下盘为文笔山组。该断层与煤系关系密切，局部直接破坏童子岩组中下部地层及煤层的保存。

2.2.4 F3断层地表出露矿区西部外围，上盘为翠屏山组，下盘为童子岩组，断面波状起伏，总体倾向北—北东，倾角20°～35°。

2.2.5 F4断层

地表出露于矿区北西部，上盘为溪口组，下盘为翠屏山组-童子岩组。倾向总体为北西—北东，倾角30°左右。

矿区内除了上述5 条断裂外，小断层也较发育，这些小断层多形成规模小的破碎带或见有大量石英脉穿插等，造成局部地层、煤层重复或缺失。

2.3 侵入岩

矿区地表见燕山期黑云母花岗岩体和花岗斑岩脉出露，钻孔深部揭露见二长花岗斑岩、花岗斑岩岩脉侵入于溪口组中，花岗闪长斑岩岩脉侵入于童子岩组中。

岩浆岩对含煤地层保存有一定影响，对煤系岩石见有空晶石化蚀变现象，对煤质有一定影响。

3 找矿方向

3.1 聚煤规律的分析

福建在早二叠世气候温湿、雨量充沛，植物广布。童子岩组属碎屑滨岸带沉积体系为主的含煤岩系，总体在海水进退的背景下，控制了海岸线内外侧各个时期聚煤作用的发生和发展；平原和低洼地区，由于地下水位高、土壤排水不良而形成的沼泽环境中，植物残体会在湿润、稳定的环境中逐渐堆积和埋藏，形成厚厚的有机质层。这些有机质在缺氧的环境中逐渐分解，形成了煤层。

本区童子岩组含煤层数很多，但大都是在发育了几个极薄煤层或煤线后，才出现1 个主采或局部可采煤层，多次的海侵海退是造成这一现象的重要原因。海退（或充填）过程不充分以及由海退转换海侵的过程过快，一部分沉积物被冲刷走，另一部分则沉积在新的位置，以至形成较薄的煤层。部分地段海退转为海侵的过程中有较长的稳定时期可供泥炭沼泽发育，因而形成较厚的煤层。随着时间和沉积环境的变化，海侵海退阶段的煤层数目和厚度会不同，分布不均。

通过区域地质资料及对相邻煤矿含煤地层的对比研究，认为高明坑矿区位于福建省含煤条带的中部条带，其三分性明显。中部为童子岩组第二段，以海相泥岩为主，产动物化石，不含煤；下部为童子岩第一段；上部为童子岩组第三段；一、三段均为海陆交互相，动植物化石混生，含可采煤层，厚度较稳定。因此，区内童子岩组为主要含煤地层，其中童子岩组第一段、第三段为重点找矿方向。

3.2 拆离（滑脱）构造的分析

拆离（滑脱）构造是1 组大致沿不同地层岩性界面发育断层，由于不同岩性之间薄弱面或泥岩、煤系等软弱层的存在，在挤压作用下容易发生位移构造，在褶皱形成后，上隆部位的两翼地层在重力作用下可能再发生拆离（滑脱），这都导致地层发生减薄、缺失。

拆离（滑脱）构造可使童子岩组的上覆地层部分断失，从而使童子岩组的盖层厚度变薄，区内梨山组、溪口组出露面积大，之下均有望保存童子岩组。拆离（滑脱）构造在区内广泛分布，发育于童子岩组和翠屏山组之间的F3断层，发育于童子岩组或翠屏山组与溪口组之间的F4断层，虽然导致含煤地层上部断失，不利于煤层保存，但同时也对童子岩组的盖层造成断失，致含煤地层埋深变浅，因此在此类断层附近的新地层为有利的找矿部位。

3.3 金属矿产的分析

对钻孔中揭露的铅锌矿体并结合邻近矿区的地质资料分析研究，初步认为该类铅锌矿为沉积－热液改造型。矿体呈似层状，与地层整合产出，反映了矿床受地层层位控制，具沉积矿床特征；矿体产于燕山期侵入岩接触带附近，矿体及围岩矽卡岩化等蚀变强烈，后期热液改造作用明显；矿石矿物组合、矿石结构构造也反映了矿床的沉积和热液改造双重特征。

矿区地表见燕山期黑云母花岗岩体和花岗斑岩脉出露。受侵入岩影响，多数岩石具热液蚀变现象，以空晶石化、矽卡岩化为特征，靠近侵入岩及岩层深部蚀变现象趋于强烈，因此，地表侵入岩周边及矽卡岩化地段为金属矿的找矿有利部位。