冯书文，詹建华

(中国建筑材料工业地质勘查中心安徽总队，安徽 合肥 230031)

方解石矿物主要用于生产重质碳酸钙、氧化钙等工业填料、颜料和化工产品，其产品广泛用于塑料制品、橡胶制品、造纸、涂料、医药食品等领域。方解石矿为安徽省特色优势非金属矿产，其保有资源储量全国第二位，也是我国方解石矿主要产地之一[1]。安徽已开展过大量方解石矿地质勘查工作，基本查明了方解石矿赋矿层位及矿床成因。目前大多矿山已开采利用，获得了较好的社会效益和经济效益。对以往勘查工作研究，总结了安徽方解石矿床地质特征和成矿地质条件，指出了找矿方向和找矿靶区，为今后找矿工作提供了参考依据。

1 勘查开发概况

1.1 勘查历史

安徽方解石矿勘查较早，可追溯于20世纪90年代。首期勘查区位于青阳县来龙山—东山一带，之后在泾县云岭—桃花潭展开。安徽青阳来龙山矿床是我国首个作为重质碳酸钙勘查的矿床[2]。勘查工作主要集中在21世纪初期，2005年后相继在广德、贵池、怀宁和铜陵等地进行方解石矿勘查工作，2010年后仍有不少矿床进行勘查。安徽省63处方解石矿床[3-4]勘查情况见表1。

1.2 资源分布

安徽方解石矿产地总体呈北东—南西向分布。主要分布于青阳、泾县，池州、东至、广德亦有分布，铜陵、宣城、石台少量。截止2019年底，安徽省共查明方解石矿床63处(图1)，其中超大型2处、大型3处、中型25处、小型33处。累计查明资源储量45 418×104t，保有资源储量39 598×104t(表2)。经统计，中型以上矿床达到详查程度的约占1/3。

表1 安徽方解石矿勘查工作统计

1.3 开发利用

安徽方解石矿开发利用程度较高，已利用矿产地50处，占全省矿床总数的79%。开采矿山累计查明资源储量40 127×104t，占全省累计查明方解石矿总量的88%；开采矿山保有资源储量34 558×104t，占全省方解石矿保有总量的87%。根据安徽省矿产资源总体规划，按2020年方解石矿开采总量调控指标133×104t/年预算，资源保障程度高。未利用矿区13处，未利用资源储量5 040×104t，占全省累计查明资源储量的11%。

安徽方解石矿最早开采于泾县北贡。1993年前后，青阳来龙山零星开采。20世纪90年代末期，青阳、泾县、怀宁、池州、石台、宣城、铜陵等地先后建厂，大规模开采。大型以上矿山生产规模50×104t/年以上，中小型矿山一般5～30×104t/年，其中来龙山五～十段规模最大，为260×104t/年。开采的矿石主要用于粉体加工。重钙产品广泛应用于造纸、塑料、橡胶、涂料、油漆、食品、饲料和化工等方面填料或添加剂。早期原矿出口至韩国、日本等国，目前省内产品供不应求。

2 成矿地质背景

安徽57处方解石矿床分布于下扬子被动陆缘(Z-Pz1)(Ⅻ-2-2)[5](图2)，占全省资源储量总量的99%。其他方解石矿床，如南陵南青、铜陵牛山西、怀宁黑山冲、徐家花屋、冯塔岭矿床位于长江中下游弧后裂陷盆地(J3-K1)(Ⅻ-2-1)及宣城刘家山方解石矿床位于江南古岛弧(Pt2Ⅻ-2-4)。地层区划属下扬子地层分区贵池地层小区和江南地层小区。依据中国成矿区带划分方案[6]，属于长江中下游Cu-Au-Fe-Pb-Zn(Sr-W-Mo-Sb)-硫铁矿-石膏成矿带(Ⅲ-69)。

图2 安徽方解石矿床Ⅲ级构造带分布简图

区内地层出露较齐全，为早元古—中生代一套海陆相碳酸盐及碎屑岩沉积地层。赋矿地层为主要为上寒武统青坑组、下奥陶统红花园组。区内褶皱构造发育，主要有黄柏岭复式背斜、贵池背向斜带、七都复背斜等。印支期为主要褶皱，总体走向近南西—北东向。燕山期褶皱规模小、分布零星、褶曲和缓开阔，展布方向无规律。深断裂多期、多次活动贯其始终，造成深断裂两侧之褶皱形态明显不同。北东向、北西向断层与褶皱相伴，多为印支期形成；北北东、南北向断层规模较大，切割较强，多为燕山期产物。区内侵入岩发育，自南西—北东方向，主要有谭山—肖坑超单元复式岩体、青阳—九华复式岩体、包村岩体、云岭岩体等，其展布方向与区域总体构造线方向基本一致。侵入活动时限为燕山期。侵入地层为古生代地层，岩体形态多为岩基或岩株状产出。侵入岩石类型主要为中酸性为主，岩性主要为花岗闪长岩和花岗岩。区内发育的方解石矿与侵入岩紧密相关，是由于岩浆的侵入产生接触变质作用，钙质碳酸盐岩重结晶形成。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

安徽方解石矿床主要产于区域褶皱构造两翼之钙质碳酸盐岩岩段，含矿建造沉积环境多为滨浅海碳酸盐(钙质为主)组合。赋矿层位主要为上寒武统青坑组、下奥陶统红花园组，少量中上奥陶统及中上石炭统黄龙组、下二叠统栖霞组，下三叠统南陵湖组偶见。岩性主要为白—浅灰白色方解石大理岩、含白云质方解石大理岩。矿体多呈层状，少量似层状、脉状、透镜状。单个矿体一般长近百米至数百米，厚数米至数十米，延深可达数百米。产状与围岩一致，倾角5～85°不等。

3.2 矿石特征

矿石结构构造：变晶结构，厚—中厚层、块状构造。矿物成分主要为方解石，含量96%以上，少量白云石、石英、黄铁矿、泥炭质及铁质粘土等。矿石化学成分：CaO 53.34%～55.60%、MgO 0.18% ～ 1.77%，白度 81.76 ～ 94.3。

3.3 矿石类型

矿石自然类型主要为巨晶(方解石晶体粒径＞4mm)、极粗晶(粒径为1～4mm)、粗晶(粒径为0.5～1mm)、中晶、细晶方解石大理岩等5种类型。就单个矿床而言，矿石类型与成矿岩体距离有关，一般距离越近，方解石结晶越粗大，达巨晶—中晶；距离越远，方解石晶体逐渐变小，为粗—细晶。对多数矿床来说，矿石类型差别较大，可能与岩体侵入期次、规模、以及成岩成矿时间时限有关。距成矿岩体较近，但岩体规模较小，方解石结晶粒度往往偏小，如白云山、陈园山为细粒—粗粒；来龙山为粗粒—巨粒，来龙山矿体距青阳—九华复式岩体距离最近约220m。

3.4 成因类型

安徽方解石矿床类型为接触变质型和低温热液充填型两种[7-8]，以接触变质型为主(图3)。接触变质型矿床展布方向受赋矿地层产状及岩体形态控制，总体呈北东—南西向展布，与区域方向一致。代表性矿床如来龙山方解石矿，分布在青阳花岗闪长岩体外围1.2km以内。全省中型规模以上矿床均是接触变质型矿床，成矿期为燕山期。

安徽省低温热液充填型方解石矿床较少，均为小型，查明资源量仅占0.3%。赋矿层位为下奥陶统红花园组，距离岩体2～5km，分布于断裂带中，矿体呈脉状。该类矿床仅分布于青阳，代表性矿床有姚湾、朝华村等。

3.5 矿体围岩和夹石

矿体与围岩界线清晰。围岩主要有白云石大理岩、方解石大理岩、石灰岩以及白云岩等。围岩蚀变类型有大理岩化、矽卡岩化、角岩化、透辉石化等。夹石主要为沉积变质大理岩型夹石，指CaO含量较低，MgO含量偏高，白度等达不到工业指标要求而圈定的夹石体，主要岩性为白—浅灰白—灰色中厚—厚层白云石大理岩、(含)灰质白云石大理岩、(含)云质方解石大理岩、方解石大理岩等。

3.6 典型矿床

图3 安徽主要方解石矿地质简图

青阳来龙山方解石矿区南北长7km，东西宽1km，面积7km2，自北向南由尖山、东山北段、东山、来龙山、南段、吴家塘、太平山等七个矿段组成。矿区地处下扬子地块南缘褶断带，出露上寒武统青坑组、下奥陶统仑山组及红花园组地层，侵入岩为燕山中期青阳岩体和晚期九华山岩体[9-10]，呈岩基产出。矿体单斜层状，赋矿层位为青坑组和红花园组，单层厚28～175m，倾角19～81°。矿体沿走向基本稳定，沿倾向变化较大。后期断层切断矿体，使矿体沿倾向不连续(图4)。主要矿物成分为方解石，含少量白云石、石英、粘土矿物，微量的白云母或绿泥石等。主要化学成分为：CaO 55.19%、SiO20.37%、Fe2O30.04%、MgO 0.52%[11]，白度 88.7 ～ 94.0。矿石类型主要为巨晶、极粗晶、粗晶、中晶、细晶方解石大理岩。矿床形成与青阳花岗闪长岩体有关，受岩浆分泌的气体热液影响，青坑组和红花园组石灰岩及白云质灰岩发生重结晶和褪色作用，形成方解石矿床，为接触变质矿床类型(表3)。方解石矿距离岩体220～1 050m。距离岩体越近，方解石晶体越大，粒径为2～5mm。相反，方解石晶体越小，为中—细粒。

4 成矿规律

成矿地质环境为被动陆缘，属碳酸盐台地沉积建造组合。震旦纪，皖南、浙西形成一系列北东—南西向的隆起和凹陷，早古生代处于大陆边缘活动陆棚。其中，晚寒武世处于深浅海环境[12]，有水平层理和泥质条带灰岩。奥陶纪早中期，地壳徐缓下降，接收浅海相碳酸盐沉积，晚期海退。至印支期，本区褶皱隆起。燕山期，岩浆活动强烈，侵入岩的岩性以花岗闪长岩、二长花岗岩、钾长花岗岩为主，沿褶皱核部侵入围岩。位于褶皱两翼的浅海碳酸盐原岩(钙质为主)，受到岩浆散发的热量和析出的气液影响，发生矿物重结晶和褪色作用而形成方解石矿床。

图4 青阳来龙山方解石矿12线地质剖面图

主要控矿因素是：①位于被动陆缘；②深浅海古地理环境；③钙质为主碳酸盐原岩；④褶皱隆起带的翼部；⑤中酸性岩浆岩侵入；⑥接触变质作用。

矿床成矿模式[13]属被动陆缘上与接触变质作用有关的方解石矿床。方解石矿体分布于岩体外接触带1～2km范围内，总体呈带状顺层分布，矿体产状与接触带产状大体一致。正常情况下，在大型侵入岩体外围，方解石矿床成矿规模偏大。

表3 安徽典型方解石矿床地质特征

5 找矿标志及方向

(1)上寒武统青坑组和下奥陶统红花园组是寻找方解石矿的地层标志。矿床分布呈带状展布，矿体产状同原岩一致，明显受层位控制。顶底板多为白云岩，结晶形成白云石大理岩。

(2)燕山期中酸性花岗岩是寻找方解石矿床重要标志。距离岩体越远，热力变质越弱。岩体外数百米至1～2km范围内，是寻找方解石矿的理想位置。燕山期岩浆侵入活动频繁，多期次沿褶皱核部或构造薄弱带向上侵入地表，岩浆中携带的热量使外接触带钙质碳酸盐岩围岩温度增高，重结晶形成方解石矿床。

(3)区域褶皱、断裂构造是寻找方解石矿的构造标志。背斜枢纽倾伏地段是应力集中部位，岩石破碎，层间滑脱。后期断裂叠加、岩石破碎带加宽、加剧，是岩体侵位的良好环境。

(4)石台—梅街—小河镇—石台范围内，面积约350km2，为成矿远景区。该区位于谭山—肖坑超单元复式酸性花岗岩体外围，出露青坑组和红花园组地层，同省内重要方解石矿床有相同区域构造和古地理环境。其中里坑—徐家山—张家—炼剑—龙村一线，位于大佛堂—太平槽背斜南翼，长约8km，为方解石矿首要找矿靶区。