江西省瑞昌市恒大大理石矿床地质特征及成因分析

2020-02-15袁辉

建材与装饰 2020年33期

关键词：奥陶系大理岩大理石

袁辉

（江西省地质矿产勘查开发局赣西北大队，江西九江 332000）

1 区域地质特征

恒大大理石矿床位于江西省瑞昌市北西方向直距25km 处，隶属夏畈镇管辖。大地构造位置位于扬子陆块（Ⅰ）—下杨子地块（Ⅱ）—长江中下游坳陷带（Ⅲ）—九江坳陷（Ⅳ）之宝山—大桥背斜中部及南翼。

1.1 地层

区内主要出露早古生界奥陶系地层，由老到新有大面积出露的下统仑山组、红花园组，呈宽带状分布的中统汤山组，窄带状及零星分布的上统汤头组、新开岭组。

仑山组：分布于背斜核部及轴部，灰色、浅灰色厚层—块状白云岩、白云质灰岩，局部夹薄—中厚层状灰岩，产三叶虫等化石。厚233.9m，本区未见底。是“幻影灰”大理石赋矿层位。

红花园组：分布于背斜仅核部及南翼，灰色、灰白色巨厚层状灰岩夹白云质灰岩、微晶—粉晶灰岩夹灰色泥质条带灰岩，含少量的头足类化石，偶见腕足类化石。厚74.1m。

汤山组：在背斜南、北两翼均有出露，主要为灰色生物碎屑灰岩、瘤状灰岩及泥质灰岩，略夹猪肝色薄层状泥质条带灰岩，局部见少量钙质页岩。化石含量增多，主要为头足类。厚102.4m。

汤头组：小范围出露于背斜南、北两翼，以灰绿色、黄绿色钙质页岩为主，夹青灰色薄—中厚层瘤状灰岩。厚28m。

新开岭组：仅在背斜北翼零星见及，深灰色含炭质硅质泥、页岩，含硅质粉砂质泥岩。厚40.38m。

奥陶系岩性自下而上是：白云岩→灰岩夹生物碎屑→钙质页岩夹瘤状灰岩→笔石页岩，反映了奥陶纪为一个完整的沉积旋回。本区奥陶纪早世为正常浅海环境，水体较平静，稳定的蒸发环境形成厚而纯的白云岩；中世海浸扩大，厚层灰岩因海平面不断上升夹着生物碎屑灰岩共同沉积下来；晚世早期水动力作用较强，形成瘤状灰岩，灰绿色、黄绿色钙质页岩则反映出当时环境整体为动物扰动程度相对较高的沉积区及风化作用微弱的陆蚀区；晚世末期海水退缩，本区处于较封闭的海水盆地，形成了笔石页岩相。

1.2 构造

矿床位于长江大断裂西侧，地质构造复杂。

宝山—大桥背斜，区内出露长约13km，宽约5.5km。轴向北东东，整体为一北翼陡南翼缓的南倾轴面。枢纽在东西两端有起伏，核部位于港南村，最老地层为奥陶下统系仑山组白云岩；两翼依次出露奥陶系中统汤山组至泥盆系五通组。核部层间破碎强烈，强硅化导致东西倾伏端产状不清。西段被宝山—戏子洞北西向断层斜切，右行平移，错距1km 左右。南翼在油树下附近发生层间揉皱。

仙姑台纵断层：长大于1.5km，为逆掩断层。近东西走向，倾向近南，倾角不大，35°～45°。位于背斜核部，很少见后期横断层及斜断层切割，岩浆活动较强。

宝山—戏子洞斜断层：走向北西，南端被双下桥—铜岭斜断层斜切，右行平移，错距大于200m，全长10km，倾向南西，倾角65°，属右行平推正断层，于下南山一带将宝山—大桥背斜轴错断，错距为1000m。

双下桥—铜岭斜断层：为左行平推逆断层，走向总体为北东，倾向南东，倾角50°左右，长大于2.5km。

矿床内见及两条横断层，走向主要为北北西，倾向北东东，与地层走向夹角大于70°，主要形成于燕山期，规模较小，对矿体有一定的切割破坏作用，整体影响不大。

1.3 岩浆岩

区内岩浆岩属上地幔或下地壳硅镁层混熔过渡型岩浆成因，由这类岩浆形成的中酸性侵入体呈带分布于长江大断裂西南侧。

岩浆岩主要为侏罗纪侵入岩，有位于矿床南侧的宝山—燕山早期第一阶段侵入岩体（176～196Ma），为不规则U 字型岩墙，受北西向隐伏断裂及北东东向断裂控制。侵入于奥陶系灰岩、白云岩及志留系砂页岩中，为浅成相中酸性侵入岩，主要为中粗粒花岗闪长斑岩，次为花岗闪长岩，接触处蚀变明显，围岩多具大理岩化、角岩化。

东侧铜厂—燕山早期第三阶段侵入岩体（140～153Ma），为不规则状小岩株，位于宝山—大桥背斜中段核部，受北东东向断裂及北西向隐伏断裂控制。侵入于奥陶系灰岩、白云岩及志留系砂页岩中。

及矿床内的燕山早期第三阶段花岗细晶岩脉，侵入于仑山组细晶白云岩中，长230m，宽一般2～4m。

2 矿床地质特征

2.1 矿体特征

至下而上有3 层矿体，均产于奥陶系下统仑山组地层中，呈层状、带状产出，产状与地层基本一致，倾向南南东，倾角25°～55°，变化一般。

Ⅰ矿体为浅灰色厚层—块状弱大理岩化细晶白云岩，分布于矿区中北部，长约860m，东部被岩脉切割，厚一般25～30m。产状沿走向变化不大，往深部倾角变大，可达52°。控制矿体的9 个钻孔均未见到溶洞，岩溶不发育。

Ⅱ矿体为灰白色厚层状大理岩化细晶白云岩，长800m 左右，分布在矿区中部，规模最小，厚度仅12.5～19.5m。矿体内未见溶洞，岩溶不发育。

Ⅲ矿体为矿区主矿体，岩性为灰白色厚层状—块状大理岩化细晶白云岩，分布在矿区东南部，长约620m，厚度可达90～120m，厚度稳定。深部倾角比浅部大。岩溶率为0.76%，属岩溶不发育。

2.2 矿体围岩

顶、底板围岩为仑山组灰色薄—厚层状含碳质、硅质大理岩化白云岩，碳质、硅质颜色灰黑—黑色，多呈条带状、团包状，与岩石整体色差大，形成鲜明的色斑、色线，影响装饰性能，另外碳质易于风化而影响石材的耐久性，硅质质地坚硬而影响加工性能。

2.3 矿石质量

矿石成分以白云石为主，含量约为95%，次为方解石（5%），微量泥质，矿石组分单一，结构以半自形细晶结构为主，少量变晶结构，块状构造。白云石多呈半自形—他形粒状，颗粒直径0.05～0.2mm。方解石呈他形镶嵌。

矿石化学成分MgO 含量20.56%～22.11%，CaO 含量28.64%～30.57%，SiO2含量0.41%～3.79%，与我国著名的北京房山“汉白玉”大理石化学成分相近。

因原岩时代较近，且离岩浆岩体距离较远，故本矿床大理岩化程度相对较浅，颜色总体在原岩的浅灰色与大理岩的白色间过渡，呈浅灰—灰白色。矿床位于赣北地球化学区的瑞昌—彭泽地球化学亚区，区内沿江I 型中酸性斑岩带发育，铜矿床多且规模大，有311°方向10.7km 的丰山铜矿，97°方向10.2km 的武山铜矿，以及106°方向26.5km 为的城门山铜矿等。引起区内以Cu 为首的基性组分呈高背景，Cu 元素异常广泛分布，使得石材在水浸湿后表面呈现出一种淡淡的蓝色，色泽柔和美观、质感庄重、格调高雅、独特而神秘，故而得名“幻影灰”，又称“蓝底幻影灰”。

大理石物理性能经采样测试，压缩强度108～242.8Mpa，弯曲强度7.2～12.2Mpa，且压缩、弯曲强度随大理岩化变质作用增强而增大，吸水率0.17%～0.47%，体积密度2.8～2.85t/m3，符合《天然大理石建筑板材》（GB/T 19766—2016）规范要求。大理石放射性低，经检测内照射指数（Ira）0.69～0.76、外照射指数（Iγ）0.29～0.31，参照《建筑材料放射性核素限量》（GB 6566—2010）规定，属A 类装饰装修材料。

3 成因分析

恒大大理石矿床成因初步确定为浅海相沉积热接触变质的碳酸盐岩矿床，矿体的形成与沉积作用与环境及后期热接触变质作用有直接关系。白云岩矿体为蒸发环境产物，形成的古地理环境为正常浅海，水体较平静，属较稳定的浅海相碳酸盐岩沉积，形成厚层的纯白云岩。期后经过一系列沉积叠加和构造变形，逐渐抬升成陆。燕山早期的岩浆呈多阶段侵入仑山组细晶白云岩及周边岩层，受岩浆热液接触变质作用影响，但较大岩体离矿层距离较远，侵入矿层的为小规模岩脉，白云岩呈弱—中等程度的大理岩化，白云石部分重结晶，岩石结构构造发生一定变化，颜色变浅变亮，由浅灰色变成灰白色，形成大理石矿体。