建德洞山矿区黄龙组石灰岩矿床特征研究

工作。但这些研究均缺乏对黄龙组石灰岩矿层的系统研究。文章以笔者近年来在建德洞山矿区石炭系石灰岩矿地质勘查工作为基础，讨论黄龙组石灰岩矿床的化学组成和地质分布特征和成矿背景。

一、矿床地质特征

洞山矿区石灰岩矿位于建德市城区西南直距28km的李家镇东，行政区划属李家镇及大同镇管辖。矿区大地构造位置属扬子准地台（Ⅰ1）、钱塘台褶带（Ⅱ2）、华埠～新登陷褶带（Ⅲ4）、上方～罗村拗褶束（Ⅳ6）的南西端。区域地层见有古生界、中生界海相和海陆交互相的陆源碎屑建造和碳酸盐建造，地层及构造总体走向为北东～南西向。

（一）矿区地质概况

1.地层

区内出露的地层主要有震旦系下统南沱组（Z1n）含砾粉砂质泥岩、上统灯影组（Z2d）灰岩、砂岩，寒武系下统荷塘组（∈1h）碳质硅质泥岩页岩，奥陶系下统印渚埠-宁国组（O1）泥页岩、中统胡乐-砚瓦山组（O2h-y）瘤状灰岩、上统黄泥岗组（O3h）泥岩、长坞组（O3c）砂岩，志留系下统霞乡组（S1x）砂岩与泥岩互层、中统康山组（S2k）粉砂岩、上统唐家坞组（S3t）砂岩，泥盆系上统西湖组（D3x）石英砂岩，石炭系下统珠藏坞-叶家塘组（DCz-C1y）含砾砂岩泥岩、中统黄龙组（C2h）灰岩、上统船山组（C3c）泥晶灰岩，二叠系下统栖霞组（P1q）灰岩、丁家山组（P1d）灰岩、上统龙潭组（P2l）粉砂岩，侏罗系中统马涧组（J2m）砂砾岩、上统劳村组（J3l）凝灰岩、黄尖组（J3h）熔结凝灰岩、寿昌组（J3s）砂岩。石炭系中统黄龙组（C2h）灰岩是本区优质的轻钙用石灰岩矿主要分布层位。

2.地质构造

区内的地质构造比较复杂，主要为褶皱构造，其次为断裂构造。主要构造线与沉积岩层走向皆为NE-SW向伸展（图1）。褶皱构造主要以洞山复式背斜为主体，两翼次级褶皱较为常见，表现为总体轴向为北东向的次级单体背斜和单体向斜，它们连续相间交替产出。断裂构造主要见有两组：一组为北东-南西走向的压扭性断层，另一组为北西-南东走向的张性或张扭性断层。

3.岩浆岩

区内岩浆岩不发育。围岩蚀变分带不明显。

（二）矿体地质特征

由于研究对象为沉积型矿床，为石炭系中统黄龙组，故矿床的总体分布完全与区内的构造线方向一致，即矿体总体上呈北东-南西向展布。矿体受褶皱隆起的程度和断裂作用方式所决定。矿体按岩性组合，可划分为黄龙组上段（C2h2）缝合线灰岩、下段段（C2h1）硅质团块灰岩等两个矿层。

（1）第四系；（2）寿昌组；（3）黄尖组；（4）劳村组；（5）马涧组；（6）龙潭组；（7）丁家山组；（8）栖霞组；（9）船山组；（10）黄龙组；（11）珠藏坞-叶家塘组；（12）西湖组；（13）唐家坞组；（14）康山组；（15）霞乡组；（16）长坞组；（17）黄泥岗组；（18）胡乐-砚瓦山组；（19）印渚埠-宁国组；（20）荷塘组；（21）灯影组；（22）南沱组；（23）地质界线、不整合界线；（24）断层；（25）产状；（26）水泥用灰岩；（27）方解石；（28）水泥配料用页岩

1.矿体规模形态

矿体呈北东-南西向延伸，走向出露长约1500m，南北倾向宽约600m，厚度120～193m（表1），总体变化稳定。矿体的各矿层呈层状沿褶皱的两翼产出，北西翼岩层总体产状为倾向120°～140°，倾角25°～40°左右，南东翼岩层产状倾向为300°～320°，倾角30°～55°左右，靠近核部产状较平缓，向南东至边部，产状相对变陡。

2.矿体夹石

矿体的两个矿层（C2h2、C2h1）均发现有夹石层。夹石层岩性与矿层属同一类型，且硅质泥质含量高，在矿层内顺层断续分布，呈透镜体状，沿倾向一端或沿走向两端尖灭。规模不等，长度数十米至一百米不等，厚度2～16m。

二、矿床的岩石学与化学组分特征

（一）矿层岩石学特征

根据矿物成分、结构构造、分布规律及矿石的薄片鉴定特征，矿床可划分为缝合线灰岩（C2h2）、硅质团块灰岩（C2h1）两个矿石类型。

1.缝合线灰岩（C2h2）

矿石呈灰色、浅灰色，微晶结构，次为生物碎屑结构，致密块状构造。具云雾状色斑，风化后为浅灰色，缝合线构造发育。主要由粉晶级方解石组成，含大量生物碎屑和少量硅质矿物。

镜下鉴定（图2）：生物碎屑占10%～90%，粉晶级方解石90%～10%，生物碎屑次棱角状，直径0.1～2mm，由深灰色微晶方解石组成，可辨认生物碎屑为有孔虫、海百合茎。微晶方解石，半自形—他形，晶粒较均匀，大小为0.01～0.02mm，属细粉晶级。镜下的缝合线，充填了褐色氧化铁。分布不均匀的生物碎屑，碎屑间分布洁净的亮晶集合体。

2.硅质团块灰岩（C2h1）

灰色、浅灰色，风化后灰白色，微晶结构、细晶生物碎屑结构，致密块状构造。

镜下鉴定（图3）：组矿石矿物成分大部分是泥晶-微晶方解石。微晶方解石无色-浅灰色，晶粒大小不一，直径0.005～0.01mm。生物碎屑主要为海百合碎片，少量介壳类，形状不规则，碎屑内部由纤维状或粒状微晶方解石组成。薄片中可见方解石细脉穿插。硅质主要为自生石英，透明洁净，粒度大小与粉晶方解石相仿，分布不均匀。硅质含量在5%左右。少量有机污浊物及氧化铁物质不均匀的斑点状。

（二）矿层的化学组分特征

1.矿石化学成分

通过对矿区9条剖面12钻孔的256个样品化学分析测试项目数据统计分析，矿体的各矿层CaO、MgO、SiO2、P、S等化学成分测试加权平均值见表2。缝合线灰岩（C2h2）主要化学组分含量平均CaO55.18%，MgO0.25%，SiO20.53%，S0.022%，P0.0039%。硅质团块灰岩（C2h1）主要化学组分含量平均CaO54.57%，MgO0.31%，SiO21.41%，S0.021%，P0.0027%。夹石层主要化学组分含量平均为：CaO47.22%、MgO0.21%、SiO213.51%、S0.073%、P0.007%。

2.矿层主要化学组分的分布规律

根据不同剖面层位样品的化学组分测试和统计的资料（表3），各矿层主要化学组分CaO在平面上变化稳定，而MgO、SiO2含量沿走向自南西至北东有逐渐减少趋势。而区内南西方向石英含量较高，代表了近陆源沉积，说明海水自北东方向侵入。

区内不同的矿层矿石CaO、SiO2两种主要化学组分在垂直方向上表现为一定的规律性。从图4、5可以看出，CaO、SiO2在纵向分布上表现出相异的分布特点。其中CaO为缝合线灰岩（C2h2）含量最高，硅质团块灰岩（C2h1）次之，两个夹层的CaO含量明显低；CaO在同一矿层内表现为下部含量较上部低，并在总体表现为自下而上有逐渐增高的趋势。SiO2缝合线灰岩（C2h2）含量比硅质团块灰岩（C2h1）高，两个夹层的SiO2含量明显高出很多；在同一矿层内表现为下部值较上部值低，总体看从下至上逐渐降低。总之，SiO2含量与CaO的含量为互为消长的纵向变化关系。

三、矿区成矿背景分析

本区石炭系中统黄龙组以浅海相碳酸盐岩为主，具有典型的台地沉积环境特征。由区域地质发展史可知，在早石炭世初期，苏皖浙与闽浙地区上升为古陆，受柳江运动的影响，海水分别自北东、南西方向侵入，形成了以珠藏坞-叶家塘组为代表的含砾钙质砂岩与泥岩的海陆交互相沉积。至中石炭世，受淮南运动的影响，海水进一步扩大侵入，整个这西北地区全部被海水淹没，形成广阔的浅海碳酸盐岩台地，区内沉积了中厚层状白云质灰岩、微-细晶生物碎屑灰岩，含头有孔虫、海百合茎化石，少量介壳类，即本区黄龙组形成期。这一期间，区内的海平面有3次小的升降波动，但总体趋势是海水覆水程度变深，古地理环境为开阔的陆表海沉积。

区内黄龙组的硅质团块灰岩、缝合线灰岩具内台地相的典型特征。这一特征主要表现为：岩层单层厚度大，碳酸钙含量高，含丰富的生物碎屑，且以底栖生物为主，岩石中生物碎屑含量变化较大，局部地段沿层面出现硅质透镜体或硅质团块。正是这一环境的演变促使了两个矿层和夹石层形成，以及造成两个矿层岩石与化学组成自下而上的演变特征。

四、结语

通过对建德洞山矿区黄龙组石灰岩矿床的野外地质调查和室内分析研究，初步可以得出以下结论：

（1）本区黄龙组石灰岩为沉积型矿床，根据岩石学特征和化学成分特征，可划分为两个矿层。

（2）矿床的岩石学特征和化学组分变化具有明显的规律性。各矿层CaO在平面上变化稳定，而MgO、SiO2含量沿走向自南西至北东有逐渐减少趋势。SiO2与CaO的含量在垂直方向上表现为互为消长的纵向变化关系。

（3）矿床的分布特征及矿床的质量变化受古地理环境控制，其理化指标的变化与环境的演变具有较好的一致性。

参考文献

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