池州地区奥陶系仑山组化工用灰岩矿层特征

2023-11-26朱永胜

现代矿业 2023年10期

朱永胜

（安徽省地质矿产勘查局324地质队）

化工用石灰岩矿产主要用于生产电石、石灰、“轻钙”等，池州地区是化工用石灰岩矿产蕴藏较为丰富的地区，其中以奥陶系仑山组石灰岩蕴藏量大、品质最优，其年开采量处华东地区首位。主要含矿地层为早古生代奥陶系下统仑山组上段（O1l2）［1］，其沉积相带受地质构造控制，区域分布规律性明显。根据勘查工作结果，系统地梳理池州地区奥陶纪仑山组化工用石灰岩矿层的区域分布、含矿地层基本层序特征。

1 区域地质背景

池州地区大地构造位置地跨下扬子前陆带和江南隆起带2个Ⅱ级构造单元（图1）。本区地质构造发展经历了3个历史阶段，发育了3个构造层［2］：①前南华纪基底发展阶段（第一构造层Jx～Qb）；②南华纪—早三叠世盖层沉积阶段（第二构造层Nh～T1）；③中三叠世—新生代碰撞造山及造山后板内活动（变形）阶段（第三构造层T2～Q4）。本区奥陶系仑山组隶属第二构造层，所属地层分区主要为下扬子地层分区芜湖—石台地层小区。区域盖层构造线主要为北东向展布，主要形成于印支和燕山期。仑山组化工用石灰岩含矿地层主要分布于下扬子前陆带的东至—泾县断褶带和沿江褶断带南侧（图1）。区域内岩浆活动强烈，主要发育侵入岩，侵入活动以燕山期为主，高坦深断裂北西部为一系列小型中酸性岩体，成因类型为扬子同熔型；南东部多为大型酸性岩体，成因类型为江南式同熔型及陆壳改造（重熔）花岗岩型。区域内矿产资源丰富，金属矿产主要有铜、铅、锌、钨、钼、锰、铁等，非金属矿产化工、水泥用灰岩、冶金用白云岩、方解石是本区优势资源。

2 含矿地层及主要矿产地分布

早古生代奥陶系下统仑山组上段（O1l2）是本区化工用石灰岩主要含矿地层，区域地理位置分布主要为北东向展布于东至县葛公镇—石台县城—青阳县乔木一带以北地区，北界至香隅—牌楼—墩上一线（张溪—墩上断裂南），南界以石台县城—七都一带，以此界往南则逐渐过渡到江南地层区的奥陶系印渚埠组（O1y）。相比较而言，奥陶系下统仑山组在高坦深断裂带以南地区分布面积更大，高坦深断裂带以北，仅贵池白洋—青阳五溪有仑山组出露，其他一般较少或零星出露（如东至查桥—香隅一带）。池州地区目前勘查开发利用的仑山组上段化工灰岩矿产地集中分布于高坦深断裂带以南的东至县洋湖地区、石台县小河—丁香—七井地区、贵池区棠溪地区、青阳县酉华地区，对应的区域褶皱构造为三岗尖—杨美桥背斜、东至—杨田埂向斜。说明含矿地层及矿产地分布受地质构造控制明显（图2）。

3 含矿地层基本层序特征

奥陶系下统仑山组上段（O1l2）含矿地层基本层序特征总体为仑山组下段下伏灰—浅灰色厚块层状粉晶、细晶、粗晶白云岩（O1l1），往上出现中厚—厚层微晶灰岩，上覆地层以白云岩消失、中厚层亮晶生物碎屑灰岩（O1h）出现为标志。自西向东，即从东至—石台—贵池—青阳含矿地层基本层序特征大体一致，但各地岩性厚度、岩性有一定变化，甚至在同一地区自北而南各岩性段厚度也有一定变化。

3.1 东至洋湖地区

以东至县笔架山剖面为代表，按岩性特征可划分为三部分，总厚315 m［3］。下部：浅灰、灰、灰白色中厚—厚层含团块砂屑灰岩、砂屑灰岩、微晶灰岩等不等厚韵律互层，偶夹灰色中—中薄层细晶白云岩，厚61 m。中部：灰—浅灰色厚块层状粉晶、细晶白云岩，偶夹浅灰色中—中厚层微晶砂屑灰岩，厚159.3 m。上部：浅灰、灰白色中厚—厚层砾屑灰岩、砂屑灰岩，偶夹灰黄色中厚层瘤状灰岩及中层细晶白云岩，厚93.8 m。

本区往北东至县查桥—香隅一带仑山组上段总厚度、灰岩段明显变薄。本区代表矿床天井石灰岩矿、笔架山石灰岩矿、柯家村石灰岩矿。

3.2 石台小河—丁香地区

根据岩性特征可分为上、中、下三部分［4］。下部：浅灰、灰、深灰色厚—巨厚层状亮晶内碎屑灰岩，泥晶—微晶含生物碎屑灰岩，中间夹1～2层厚度不等的中厚层状细晶、不等粒晶白云岩和白云质灰岩，局部见白云岩透镜体；该部灰岩厚76 m。中部：灰白色略带红色、浅灰色—灰色，部分为浅红色，厚层细晶—中晶、不等粒晶白云岩，夹中—厚层深灰色灰质白云岩、灰岩，局部灰岩呈透镜体；该层厚116 m。上部：浅灰、灰、深灰色厚层状亮晶内碎屑灰岩，泥晶—微晶含生物碎屑灰岩，局部夹浅灰色中厚层状细晶、不等粒晶白云岩，白云质灰岩。该层厚86 m。

本区往北栗阳一带仑山组上段总厚度、灰岩段厚度明显变薄。本地区代表矿床有沈家岭石灰岩矿、泉坑石灰岩矿、梓岭石灰岩矿。

3.3 贵池棠溪地区

以贵池棠溪百安方村剖面出露较好，研究较详。按岩性分为上、中、下三部分，厚330.27 m［5］。下部：浅灰、灰白色厚层至块状灰岩，具亮晶砂屑结构，厚118.10 m。中部：灰色厚至巨厚层白云岩与白云质灰岩、灰岩组成若干交替韵律，厚156.85 m。上部：灰色中厚至巨厚层灰岩，具亮晶砂屑—砾屑结构，厚55.32 m。

本区往北合成、黄山岭一带，下部灰岩厚度明显变薄（刘街矿、棠溪矿、双桥矿均在50 m 左右），而往南华庙、石台七井一带，含矿层岩性、厚度与方村剖面基本一致。在马衙—墩上一带仑山组上段总厚度仅196 m，其中上部灰岩段仅30 m［6］。

本地区代表矿床双桥石灰岩矿、安边塘石灰岩矿、曹村石灰岩矿、方村石灰岩矿、花庙石灰岩矿［7］。

3.4 青阳酉华地区

本区含矿地层基本层序变化较大，酉华西边山一带含矿地层也分为3 个岩性层［8］。下部岩性为灰白色质纯的中厚—厚层微晶灰岩，厚约60 m。中部岩性为灰白色、浅灰色微晶灰岩、含生物碎屑灰岩、含白云质亮晶砂屑灰岩或亮晶白云质砂屑灰岩、白云岩或纹层状砂屑灰质白云岩组成旋回性重复，厚约180 m。上部岩性为浅灰—灰白色厚—巨厚层微晶灰岩，厚约66 m。

本地区往南东双合阳山一带本段下部灰岩明显变厚，董家村一带厚达121.48 m［9］，但中部灰质白云岩段大部、上部灰岩矿层全部缺失，主要原因应是构造造成地层缺失的结果。

本地区代表矿床太子山石灰岩矿、西边山石灰岩矿、双合—阳山石灰岩矿。

综上所述，本地区奥陶系下统仑山组上段含矿地层可以分为上矿层和下矿层，上矿层厚度55.32～93.8 m，往西南渐厚，东至地区最厚。下矿层厚度61～121.48 m，往北东增厚，贵池棠溪地区和青阳酉华地区较厚。在同一地区南部矿层厚度明显大于北部矿层厚度。图3 为池州地区奥陶系下统仑山组上段含矿地层柱状对比。

4 沉积环境综述

早古生代奥陶纪池州地区处于江南隆起带北缘下扬子浅海台地，堆积了以碳酸盐岩相为主的沉积岩层，沉积环境一般为台缘浅滩，系碳酸盐台地边缘向海一侧及台内隆起带的高能环境，表明海水较浅或出露地表，沉积界面在平均浪基面之上。

早奥陶世仑山期早期继承了寒武纪以来的沉积环境和古地理条件，但气候转为干旱炎热，蒸发强烈，海平面下降，水域深度变浅，大部为浅海沉积环境，局部处于潮坪或坪上沉积环境，形成了以白云岩为主的碳酸盐岩建造。

早奥陶世仑山期晚期沉积环境和古地理格局基本同早期，仍为陆表海环境，只是气候和海水深度发生波动变化，又分前期、中期、后期3个段。前期气候转为相对温暖，蒸发强度变弱，海平面略有上升，勘查区海水变深，接受沉积的范围扩大，但仍为浅海沉积环境，多处于浅潮下带高能环境，宽广的陆表海几乎无陆源物质来源，形成以亮晶内碎屑结构为主的较纯灰岩。中期气候又转为干旱炎热，蒸发强烈导致海平面下降，形成了不纯的白云岩与灰岩的碳酸盐岩建造。后期气候再次转为相对温暖，蒸发强度变弱，海平面略有上升，处于浅潮下带高能环境，形成以亮晶内碎屑结构为主的较纯灰岩。

5 代表性矿床特征

以贵池区曹村电石用灰岩矿为例［10］，矿床位于七都复背斜带之石门高背斜北西翼，矿区地层由南西至北东依次为仑山组、红花园组、大湾组及牯牛潭组，北部零星出露奥陶系中—上统地层。矿区构造总体呈北西倾向的单斜层状构造产出，矿区中部发育1条北北东断裂（F1），破坏了含矿地层走向的连续性。矿区岩浆岩不发育。

曹村矿区以电石用灰岩矿床工业指标圈定了3个矿体，分别编号为①、②、③号矿体。①号矿体含矿地层为奥陶系下统仑山组上段上部灰岩（O1l2-3），②、③号矿体含矿层为奥陶系下统仑山组上段下部灰岩（O1l2-1）。表1为本矿床各矿体走向长度、产状及平均化学成分。

注：R2O3＝Fe2O3+Al2O3

矿石结构主要为细晶—微晶结构，少量含砂屑结构、含砂砾屑、变晶结构、生物碎屑结构等类型。矿石中方解石晶体粒径多数小于0.03 mm，少量在0.03～0.25 mm，前者约占三分之二，为细粒—微粒结构。矿石中砂屑由粒径小于0.03 mm 的方解石组成，砂屑之间填隙物为粒径在0.03～0.25 mm的方解石，共同构成砂屑结构；砂屑边部（少量内部）的方解石已重结晶为0.03～0.25 mm 他形粒状变晶结构。矿石构造简单，主要为厚层致密块状构造，偶见少量缝合线构造。