福建營坑水泥用石灰?guī)r礦床地質(zhì)特征及成因

徐助龍

（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心福建總隊，福建 福州 350001）

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福建營坑水泥用石灰?guī)r礦床地質(zhì)特征及成因

徐助龍

（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心福建總隊，福建 福州 350001）

【摘 要】營坑礦區(qū)礦床賦存于下三疊統(tǒng)溪口組（T1x）地層中，其沉積相屬潮間盆地相，主要受潮汐作用的控制，為較高能環(huán)境沉積。根據(jù)巖石特征和沉積特征將下三疊統(tǒng)溪口組地層細(xì)分為兩個亞相，一種為泥巖相，另一種碳酸鹽相。碳酸鹽相是石灰?guī)r礦賦存空間，礦體呈透鏡狀、似層狀產(chǎn)出，沿走向及傾向表現(xiàn)為膨脹、收縮。

福建省石灰?guī)r礦資源主要賦存于石炭系船山組（C3c）和二疊系棲霞組（P1q）地層中，占92%以上，賦存于三疊系地層中的石灰?guī)r礦約占5.63%。本文對在三疊系地層中尋找石灰?guī)r礦有重要指導(dǎo)意義。

【關(guān)鍵詞】下三疊統(tǒng)溪口組；石灰?guī)r礦；地質(zhì)特征；礦床成因

營坑礦區(qū)位于龍巖市新羅區(qū)172°方向，直距約24.8km處，礦床形成于中生代早三疊世，屬淺海沉積礦床。在福建省內(nèi)三疊系地層中的石灰?guī)r礦僅占5.63%，本礦區(qū)水泥用石灰?guī)r礦床是溪口組地層中找到的一個中等規(guī)模的水泥用石灰?guī)r礦床。礦體空間形態(tài)特征與其他地層中石灰?guī)r礦體有明顯區(qū)別。對在福建省三疊系地層中尋找石灰?guī)r礦有重要指導(dǎo)意義。

1 區(qū)域地質(zhì)

礦區(qū)位于閩西南凹陷帶內(nèi)，龍巖—漳平復(fù)式向斜的近核部。區(qū)域內(nèi)出露有：下石炭統(tǒng)林地組；下二疊統(tǒng)棲霞組、童子巖組；上二疊統(tǒng)翠屏山組、大隆組；下三疊統(tǒng)溪口組；上三疊統(tǒng)文賓山組；下侏羅統(tǒng)象牙群地層。區(qū)域斷裂構(gòu)造發(fā)育。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)出露地層有上二疊統(tǒng)翠屏山組（P2cp），巖性為灰、灰白、淺黃色泥巖、粉砂巖夾石英砂巖。分布于礦區(qū)北西部和北部。

上三疊統(tǒng)溪口組（T1x），根據(jù)巖性組合特征可劃分為下段、上段。

（1）下段（T1xa）：為主要含礦層位，巖層走向呈單斜層狀近南北向展布，傾向95～135°，傾角8～25°。根據(jù)巖石類型和沉積特征，進(jìn)一步可劃分出兩個亞相，一種為泥巖相（T1xa（n）），巖性為鈣質(zhì)粉砂巖、鈣質(zhì)泥巖，青灰色粉砂狀結(jié)構(gòu)，中—厚層狀構(gòu)造。呈層狀產(chǎn)出，分布于該段的上部和下部，厚度110～200m。另一種為碳酸鹽相（T1xa（h）），巖性為鮞?；?guī)r、細(xì)晶灰?guī)r夾含泥質(zhì)灰?guī)r、鈣質(zhì)泥巖，灰白—深灰色、淡紫紅色，鮞狀結(jié)構(gòu)、細(xì)晶結(jié)構(gòu)，似層狀構(gòu)造。呈透鏡狀或似層狀產(chǎn)出，分布于該段的中部，厚度150m。本段分布于礦區(qū)中部和南部。

（2）上段（T1xb）：巖性為泥巖、粉砂巖夾細(xì)砂巖，青灰色粉砂狀結(jié)構(gòu)，中—厚層狀構(gòu)造，厚度＞100m。分布于礦區(qū)南西部。

上三疊統(tǒng)文賓山組（T3w）：巖性為灰—灰黑色，石英砂巖、泥巖、粉砂巖夾細(xì)粒石英砂巖等。分布在礦區(qū)的北東部。

下侏羅統(tǒng)象牙群（Jlxy）：巖性為淺灰—灰色、土黃色，粉砂巖、安山巖、長石石英砂巖等。分布在礦區(qū)的東部。詳見圖1。

圖1　營坑礦區(qū)地質(zhì)圖

2.2 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)構(gòu)造以兩組斷裂為主，一組呈南北向，另一組呈北西—南東向。斷裂對礦體的走向、傾向連接對應(yīng)造成破壞，對礦體質(zhì)量無影響。

2.3 巖漿巖

礦區(qū)出露的巖漿巖有燕山晚期侵入的花崗斑巖（γπ5

3（1）d）和花崗斑巖脈（γπ）。花崗斑巖分布于礦區(qū)北中部，沿斷層侵入。花崗斑巖脈主要出露于礦區(qū)南西部。

巖性為灰綠色、淺黃綠色，斑狀中粗?；◢徑Y(jié)構(gòu)，斑晶主要成分鉀長石（15%～20%）、更長石（5%～10%）、石英（40%～55%）?；|(zhì)由微粒鉀長石、斜長石、石英、黑云母組成。

3 礦體特征

3.1 礦體形態(tài)、產(chǎn)狀及規(guī)模

礦體賦存于下三疊統(tǒng)溪口組下段（T1xa）地層中，巖性組合為鮞?；?guī)r、細(xì)晶灰?guī)r夾含泥質(zhì)灰?guī)r、鈣質(zhì)泥巖。共圈定出4個礦體（KT1、KT2、KT3、KT4），其中KT3、KT4為礦區(qū)主要礦體。礦體呈透鏡狀、似層狀產(chǎn)出，沿走向及傾向表現(xiàn)為膨脹、收縮直至尖滅（圖2），變化較穩(wěn)定。礦體特征見表1。

圖2　礦體呈透鏡狀尖滅

表1　各礦體特征

3.2 礦石類型及結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)的礦石類型可劃分為鮞?；?guī)r和含泥質(zhì)條帶微晶—細(xì)晶灰?guī)r兩種自然類型。

（1）鮞?；?guī)r呈灰—深灰色、淡粉紅色，亮晶鮞粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，礦物成分以方解石為主，含量＞93%，見有極少量的石英粉砂。鮞粒多且清晰明顯，排列密集，鮞粒可見有表鮞、同心鮞等，鮞粒含量＞60%，多呈球形、壓扁球形—橢球形，粒徑一般在0.2mm，小者為0.15mm，大者達(dá)6mm。礦石質(zhì)地均勻，是礦體的主要礦石類型。

礦石在放大40倍顯微鏡下觀察（圖3），鮞粒與鮞粒間彼此未相接觸，其被亮晶方解石膠結(jié)，不同成巖時期形成的膠結(jié)物構(gòu)成有層次的世代結(jié)構(gòu)。本礦區(qū)一至三世代亮晶膠結(jié)物均有不同程度發(fā)育，呈充填式膠結(jié)結(jié)構(gòu)。礦石中鮞粒多呈渾圓狀，亦見有橢圓狀、不規(guī)則狀，鮞粒多數(shù)完整，可見有少量復(fù)鮞。

（2）含泥質(zhì)條帶微晶—細(xì)晶灰?guī)r呈深灰色，微晶—細(xì)晶結(jié)構(gòu)（粒徑在0.01～0.06cm），中厚層狀—塊狀構(gòu)造，部分為縫合線構(gòu)造，礦物主要成分為方解石（90%～96%）、白云石、生物碎屑及少量泥炭質(zhì)物。泥質(zhì)條帶呈薄層狀、條帶狀沿層面分布，單層厚0.5～2cm，條帶間隔一般8～12cm。主要分布在礦體的底部及頂部。

3.3 礦石質(zhì)量特征

礦石中主要化學(xué)成分以CaCO3含量高，MgCO3、fSiO2含量低為特征，礦石經(jīng)993件鉆孔樣品和62件組合樣品化學(xué)分析（%）：CaO 48.03～55.69、MgO 0.07～2.98、fSiO20.4～5.99、SiO20.57～7.1、K2O 0.024～0.29、Na2O 0.012～0.12、SO30.08～0.5。主要礦體化學(xué)成分加權(quán)平均結(jié)果見表2。

由表2可知，主要礦體中CaO含量大于工業(yè)指標(biāo)要求的48%，MgO和fSiO2含量分別小于工業(yè)指標(biāo)要求的3%和6%，其他各項組分均未超工業(yè)指標(biāo)。因此，礦石屬水泥用石灰?guī)r礦石Ⅰ級品。

3.4 礦體頂?shù)装寮皧A石特征

礦體呈透鏡狀、似層狀產(chǎn)出，礦體頂?shù)装寰鶠橄氯B統(tǒng)溪口組下段鈣質(zhì)粉砂巖、鈣質(zhì)泥巖（T1xa（n））層，其化學(xué)成分（%）：CaO 0.35～41.69、MgO 0.37～13.52、SiO214.06～69.20、Al2O33.82～25.54、Fe2O31.56～15.29。呈整合接觸關(guān)系。

礦體中夾石層巖性為泥質(zhì)灰?guī)r、鈣質(zhì)（粉砂質(zhì)）泥巖，主要礦物成分為方解石、石英、泥質(zhì)物、炭質(zhì)物等。一般2～3層，化學(xué)成分以低鈣、低鎂及高硅為特征，見表3。

表2　主要礦體化學(xué)成分加權(quán)平均結(jié)果（%）

表3　夾石層特征

圖3　顯微鏡下觀測的鮞粒灰?guī)r

4 礦床成因

福建省早三疊世的海域范圍和晚二疊世相近，閩西南地區(qū)為開闊的潮坪，以濱海砂泥質(zhì)沉積為主［1］。在大田—漳平—龍巖—永定一帶形成北東向潮間凹陷盆地，則以鈣、硅質(zhì)沉積為主，大量灰泥沉積，受潮汐作用，灰泥質(zhì)繞著碳酸鈣質(zhì)點形成鮞粒狀灰泥物。

5 結(jié)論

（1）礦床地質(zhì)構(gòu)造中等復(fù)雜，礦體內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單，礦石質(zhì)量穩(wěn)定，CaO含量遠(yuǎn)大于工業(yè)指標(biāo)要求的48%，MgO和fSiO2含量分別小于工業(yè)指標(biāo)要求的3% 和6%，其他有害組分低，屬優(yōu)質(zhì)水泥用石灰?guī)r礦石。礦床水文、工程地質(zhì)條件簡單，環(huán)境地質(zhì)條件良好。

（2）福建省石灰?guī)r礦資源主要賦存于石炭系船山組（C3c）和二疊系船山組（P1q）地層中，占92%以上，賦存于三疊系地層中的石灰?guī)r礦占5.63%。本礦區(qū)水泥用石灰?guī)r礦床是溪口組地層中找到的一個規(guī)模中等的水泥用石灰?guī)r礦床。

（3）在龍巖巖山、適中、永定等地發(fā)現(xiàn)有中—大型水泥用石灰?guī)r礦床賦存于溪口組地層中［2］。永定—漳平一帶在下三疊統(tǒng)溪口組地層中尋找水泥用石灰?guī)r礦具有較大潛力，但在找礦過程中應(yīng)考慮礦體空間形態(tài)特征。

（4）下三疊統(tǒng)溪口組石灰?guī)r礦體的頂板、夾石層中泥質(zhì)細(xì)砂巖是比較理想的水泥用粘土質(zhì)配料［3］。

【參考文獻(xiàn)】

［1］福建省地質(zhì)礦產(chǎn)局.福建省區(qū)域地質(zhì)志［M］.北京：地質(zhì)出版社，1985.

［2］張桂英.永定西坑水泥用石灰?guī)r礦地質(zhì)特征［J］.中國非金屬礦工業(yè)導(dǎo)刊，2008（4）：52-53.

［3］陳祖榮.閩西南下三疊統(tǒng)水泥石灰?guī)r沉積特征［J］.建材地質(zhì)，1993（1）：18-20.

Geological Characteristics and Genesis of the Yingkeng Cement-used Limestone Deposit in Fujian Province

XU Zhu-long
（Fujian Team of Geological Survey Center of China Building Materials Industry， Fuzhou 350001， China）

Abstract:The Yingkeng deposit occurs in the lower Triassic Xikou group （T1x）.Its sedimentary face belongs to relatively highenergy environments of intertidal-basin face， which is mainly controlled by tidal action.According to petrological characteristics and sedimentary characteristics， the lower Triassic Xikou group can be subdivided into mudstone face and carbonate face.The limestone ores are occurred in carbonate face as lenticular and stratiform， and are expansive and contractive along the strike and dip.

The limestone ore resource in Fujian province occurred mainly in the Carboniferous Chuanshan group （C3c）and the Permian Qixia （P1q）， which account for upwards of 92%， and the reserves in the Triassic account for about 5.63%.This study is of great significance in searching the limestone deposit in the Triassic.

Key words:the lower Triassic Xikou group； limestone deposit； geological characteristics； genesis of deposit

【中圖分類號】P619.225

【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】1007-9386（2016）02-0049-03

【收稿日期】2015-11-13