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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。

4 结语

该区为隐伏型水泥用灰岩矿床,赋存2 个矿体,主矿体为Ⅰ、Ⅱ矿体。矿体厚度较稳定,连续性较好。平均品位CaO 大于51.63%,MgO 小于3.06%。其他有害组分的化学指标皆达到水泥用灰岩Ⅰ级品的要求。

矿体夹石一般1~2层,主要成分为硅质灰岩、硅质岩、含白云质灰岩。

围岩总体较为坚硬,有利于地下的矿石开采。其顶板主要为大理岩化灰岩、硅质灰岩、硅质岩等;底板主要为石英岩、角岩化灰岩、硅质岩等。

矿石自然类型以中、细晶灰岩为主;矿石品级以水泥用灰岩矿Ⅰ级品为主。

因此,该区主要矿体连续性好、厚度变化不大、矿石质量较稳定,开采条件较好,资源储量有一定远景,能满足水泥原料的生产需求。对合理开发利用当地矿产资源提供了良好矿床地质条件。

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