广西上思县六色矿区石灰岩矿地质特征及找矿标志.pdf

第 1 期广西上思县六色矿区石灰岩矿地质特征及找矿标志林宏彬（广西壮族自治区第三地质队，广西壮族自治区 钦州535000）冶 金 与 材 料Metallurgy and materials第 44 卷 第 1 期2024 年 1 月Vol.44 No.1Jan.2024摘要：上思县六色矿区熔剂用石灰岩矿位于十万大山复式向斜西部，上思盆地以北。通过分析矿区地质、矿体地质、控矿因素等，总结矿床地质特征及矿床成因。矿区圈出 1 个石灰岩矿体，矿体规模大，厚度稳定，CaO 平均品位 55.17%，品位较高且稳定，有害组分含量低。矿床主要形成于早中二叠世裂谷盆地内的孤立台地，矿体展布主要受地层控制，次级褶皱及断裂造成地层的重复、缺失，该区碳酸盐的生成环境是浅海地带，为化学沉积和生物沉积共同作用形成的沉积矿床。关键词：上思县；六色矿区；石灰岩矿；地质特征；找矿标志作者简介：林宏彬（1985），男，广西北流人，主要从事固体矿产勘查等地质工作。碳酸钙是全球应用最广泛的非金属矿物材料之一，它不仅是建材、造纸、塑料、涂料、橡胶、油漆、冶金等行业的原料或改性功能材料，而且在日用化工、食品、医药、卫生保健等领域发挥着独特的作用。1地质概况矿区区域位于南华活动带的西端，结合本区构造形迹展布特点，以及各单元沉积建造、岩浆活动、变形变质作用的差异，将调查区构造单元划分为 1 个芋级构造单元、1 个级构造单元；出露地层为石炭系、二叠系、三叠系、古近系、侏罗系、白垩系、第四系，第四系零星分布咱1暂。矿区构造纲要图见图 1。矿区地貌为喀斯特中低山地貌，地势总体东高西低，南北高中间低。山坡较陡，自然坡度 15毅耀45毅。植被较发育，覆盖率在 80%以上，以 小 灌木 和 杂 草 为 主。矿区 绝 对 海 拔 标 高+195m+454m，相对高差 120m200m。矿区范围内岩溶地貌较发育，主要表现为岩溶裂隙、漏斗和溶洞。1.1矿体地质特征1.1.1地层矿区范围出露地层从老到新为二叠系茅口组图 1六色矿区构造纲要图169冶金与材料第 44 卷（P2m）、二叠系合山组（P3h）、三叠系石炮组（T1s）及白垩系新隆组（K1x）和第四系（Qh），自老至新，分述如下。（1）二叠系茅口组（P2m）。茅口组岩性为厚层状、块状灰白色、浅灰色微晶灰岩、亮晶灰岩、含生物碎屑灰岩。矿物成分主要为方解石，局部含少量白云石。普遍筳含生物碎屑，生物屑以类、珊瑚类、孔虫、棘屑为主。该组横向上岩性变化不大，纵向上由浅入深，质量稍次。发育水平层理、正粒序层理，部分可见交错层理、具压溶缝合线构造。呈单斜产出，产状 320毅耀346毅蚁16毅耀24毅，与上覆合山组（P3h）呈平行不整合接触。厚度大于250m咱2暂。（2）二叠系合山组（P3h）。合山组上部岩性以褐黄色、褐红色薄-中层状硅质岩为主，隐晶质结构，薄-中层状构造，层厚 315cm，主要矿物成分为硅质，岩石节理裂隙发育，节理裂隙间大部分为铁质充填。深部以深灰色薄-中层状微晶灰岩、角砾状灰岩为主，微晶结构、角砾状结构，角砾（砾屑）外形呈次圆状-次棱角状，角砾大小 210mm，成分为微晶方解石，部分被半自形粉晶白云石交代。填隙物以微晶方解石为主，少部分为粘土性物质。局部裂隙中填充有碳泥质。该组岩性和成分横纵向上变化不大，较稳定。该层局部含硅质结核或条带。该层呈单斜产出，产状 310毅耀340毅蚁20毅耀25毅，厚度100150m。底部为紫红色铁质风化壳、铁铝岩、铁铝质泥岩，钻孔揭露其真厚度为 1.65m，与下伏地层呈平行不整合接触，该层可作为茅口组（P2m）和合山组（P3h）的分层标志。（3）三叠系石炮组（T1s）。分布于矿区北部和南东部，岩性以灰绿、黄绿色页岩为主，夹细砂岩、粉砂岩等。该层风化严重，地表表现多为砂岩、泥岩碎块，仅局部可以观察到产状。北部岩层产状 310毅耀355毅蚁18毅耀35毅，南部岩层产状 66毅耀109毅蚁16毅耀23毅。与二叠系茅口组（P2m）为断层接触。（4）白垩系新隆组（K1x）。分布在矿区外的南东部，即 F4 断层以南。岩性以一套紫红色、褐红色薄层状泥质粉砂岩、粉砂质泥岩夹细砂岩、砂砾岩为主。该层风化很严重，地表表现多为砂岩、泥岩碎块，仅个别位置可以观察到产状，产状 155毅耀205毅蚁14毅耀18毅遥F4 断层以南的白垩系新隆组（K1x）与二叠系茅口组（P2m）为断层接触。（5）第四系（Qh）。分布于矿区北西部、南部。属冲积-残积类型残坡积物。呈黄色、灰黄色、砖红色等，成分由粘性土、碎石、少量岩石碎屑和砂砾组成。2矿体地质特征2.1矿体地质特征矿体均赋存于二叠系茅口组（P2m）地层中，大部分裸露地表，平面上呈近东西向不规则状展布，西窄东宽，剖面上呈单斜层状产出，倾向 320毅耀346毅，倾角 16毅耀24毅。矿体由浅灰、灰白色至深灰色块状灰岩组成，出露面积约 2.66km2，东西长 15003200m，南北宽 9502400m。标高+195m 以上单工程矿体厚度 18.22230.71m，平均117.54m，厚度变化系数为 46.22%，矿体南东厚北西薄。矿石品位：CaO 52.72%55.84%，平均 55.17%，变化系数0.69%；MgO 0.05%1.49%，平均 0.35%，变化系数64.65%；SiO20.001%1.98%，平均 0.20%，变化系数 150.87%；矿石质量好。2.2矿石特征2.2.1矿物组成矿石结构主要有微晶结构、生物碎屑结构、碎裂结构。矿石构造主要有厚层状构造、中厚层状构造，少量巨厚层-块状构造、缝合线构造、似角砾状构造、网脉状构造等。矿石矿物成分简单，主要矿物成分为方解石，次少量白云石。矿物成分含量：方解石 85%95%，白云石 0.3%6%，硅质 0.2%6%。结构成分：基质 30%75%，粒屑 25%70%。基质主要由粒径 0.01mm 的方解石组成，部分方解石富含有机质色暗，局部基质方解石已重结晶。方解石无色透明，多呈他形粒状，少量呈次圆状、条状，具高级白干涉光色，粒径 0.151mm，最大 2.0mm。筳粒屑主要为生物屑、砂屑。生物屑以珊瑚、类、有孔虫为主，少量介壳类、孔虫、棘屑；砂屑多呈磨圆状，以泥晶方解石为主，大小在 0.10.8mm 不等。2.2.2矿石结构矿石结构主要有微晶结构、生物碎屑结构、碎裂结构。微晶结构：为矿石的主要结构，主要由微晶方解石构成，呈微晶状，彼此镶嵌，部分被半自形细晶白云石交代，含少量生物碎屑和极少量石英微粒，微量褐铁矿沿微裂隙产出。生物碎屑结构：生物碎屑形态保存较完整，主要为有蜓、介壳类、孔虫、棘屑、珊瑚，珊瑚大者直径可达4cm，隔壁组织具纤状结构，体腔内亮晶充填。生物碎屑大小不一，形状各异，分布和含量不均匀。含量在 5%40%，局部达 60%。砂屑成分为微晶方解石，部分具次磨圆状，少部分形态不规则，大小 0.12.0mm，均匀分布。填隙物以微晶方解石为主，亮晶方解石次之，二者各自相对聚集分布。碎裂结构：角砾（砾屑）外形呈次圆状-次棱角状，角砾大小 150mm，成分为微晶方解石，部分被半自形粉晶白云石交代。填隙物以微晶方解石为主，次生方解石呈栉壳状聚集产出呈不规则状。2.2.3矿石构造矿石构造主要有厚层状构造、中厚层状构造，少量巨厚层-块状构造、缝合线构造、似角砾状构造、网脉状构造等。170第 1 期2.2.4化学成分根据样品分析结果统计，六色矿区有色冶金熔剂用石灰矿石品位，CaO52.72%55.84%，平均 55.17%；MgO0.05%1.49%，平均 0.35%；SiO20.001%1.98%，平均0.20%；除少部分样品 MgO、SiO2含量稍高、CaO 含量稍低外，样品含量均符合矿床工业指标中有色冶金熔剂用灰岩的一般工业指标。从样品基本分析结果及组合分析结果来看，有害元素含量均很低，基本分析中不做有害元素的分析，矿石有益组分和有害组分的含量均符合有色冶金熔剂用石灰质原料矿石化学成分一般要求。2.2.5矿石类型矿石主要矿物成分为方解石，次为少量白云石，含量分别为方解石 85%95%，白云石 0.3%6%，硅质0.2%6%。矿石结构成分：基质 30%75%，主要为微晶方解石、亮晶方解石，少量白云石；粒屑 25%70%，主要为生物屑，次为砂屑等，因此，矿石自然类型划分为亮微晶灰岩。矿区矿石平均化学成分为 CaO55.17%，MgO0.35%，SiO20.20%；矿石的有益和有害组分含量符合有色冶金熔剂用石灰质原料矿石化学成分一般要求，矿石质量好，是金属冶炼优质的辅料。因此，本矿床矿石工业类型划分为有色冶金熔剂用石灰岩矿。2.2.6矿石伴生有益、有害组分矿区内石英砂矿的重砂鉴定结果显示矿石有害组分 Al2O3、TiO2、Cr2O3、Fe2O3含量低，对矿石质量及选冶性能影响不大，伴生有益重砂矿物微量，无综合回收价值。2.2.7矿体顶底板特征矿体顶板一是覆盖于二叠系茅口组（P2m）的三叠系石炮组（T1s）地层，岩性为灰黄色薄层状泥质粉砂岩夹薄层状泥岩为主；二是覆盖于二叠系茅口组（P2m）的二叠系合山组（P2m）地层，岩性为灰黄色薄-中层状硅质岩和薄-中层状微晶灰岩、角砾状灰岩（局部含硅质结核或条带）；三是残坡积土。矿体底板为二叠系茅口组（P2m）地层，只是受限于开采最低标高而定为底板，岩性特征和矿体的一致。岩性为浅灰深灰色微晶、亮晶灰岩、生物屑微晶灰岩。2.2.8矿体夹石特征矿区范围内夹石主要是达不到有色冶金熔剂用石灰矿工业指标的白云质灰岩。对达不到的白云质灰岩作为建筑石料用灰岩矿评价。所以本矿区未圈定夹石。2.3岩溶及裂隙特征2.3.1地表岩溶特征矿区内地表岩溶主要表现为岩溶裂隙、溶洞、漏斗等。岩溶裂隙多沿岩层层面或节理裂隙面发育。六色矿区地表发现多个落水洞及凹陷漏斗，岩溶裂隙多沿岩层面或节理裂隙面发育。位于矿区中部、矿区东部，凹陷部位，呈不规则椭圆形状，漏斗堆积有砂砾土或粘土，落水洞均无积水，洞口干燥。2.3.2节理及裂隙特征工作区石灰岩地层节理裂隙比较发育，节理面一般较平直，大部分延长在一至数米之间，少量达数十米，节理裂隙主要发育有以下几组：230毅耀265毅蚁70毅耀85毅、102毅耀130毅蚁75毅耀90毅尧143毅耀162毅蚁45毅耀62毅。裂隙的形成，往往系在节理基础上，经溶蚀而成，因此两者较难区分，在钻孔岩芯比较难分辨统计，野外工作过程中选择 8 个较新鲜岩面进行裂隙统计，裂隙率在 1.06%2.76%，六色矿区平均为 2.85%。2.3.3岩溶裂隙率本次岩溶裂隙率调查以钻孔深部岩溶率统计和地表附近裂隙率统计相结合。矿体线溶洞率是以钻孔中标高+195m 以上的溶洞累计深度和钻孔累计进尺之比计算，六色矿区标高+195m 以上的钻孔累计进尺2239.25m，溶洞总深度为 82.16m，则矿体垂直线溶洞率3.67%；地表裂隙率通过地表实测线节理裂隙的算术平均值求得，为 2.85%，地表实测裂隙率和钻孔深部裂隙率两者相加取平均值，六色矿区岩溶裂隙率为 3.26%。2.4矿床成因二叠系茅口组（P2m）石灰岩矿主要为生物化学成因，属陆台型浅海相碳酸盐建造。该相最大特点是呈灰白、浅灰、深灰色，灰岩含生物碎屑较多，古生物化石较丰富。矿石以灰白-灰色、深灰色微晶灰岩为主夹少量的深灰色、灰黑色泥晶、微晶灰岩和生物碎屑灰岩。岩石结构组分中，大部分为泥微晶，亮晶含量较少，生物碎屑含量 10%65%筳，生物碎屑有类、珊瑚类、藻类、孔虫等，据此，可以认为该矿床为陆台型浅海相生物化学成因沉积碳酸盐岩矿床。3找矿标志矿床主要赋存于二叠系茅口组（P2m）地层中，属生物化学沉积成因，陆台型浅海相碳酸盐建造。该赋矿层位呈东西向展布，层位稳定，分布规律明显。其碳酸盐岩典型的岩性特征可作为寻找石灰岩矿的找矿标志。4结语矿区往西到上思县在妙镇约 6km 范围内尚有二叠系茅口组（P2m）分布，或者临近崇左地区-南宁地区一带有大面积二叠系茅口组（P2m）分布，可在该区寻找该类型矿床，仍具有很大的找矿前景。参考文献1 广西壮族自治区地质矿产局.广西壮族自治区区域地质志M.北京：地质出版社，1985.2 李江.广东省禄步天窝塘矿区水泥用石灰岩矿地质特征矿床成因及找矿标志 J.西部资源，2022（4）：145-148.林宏彬：广西上思县六色矿区石灰岩矿地质特征及找矿标志171