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江西弋阳县姚上井矿区白云岩矿地质特征及成因浅析论文

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  关键词:成因类型,矿床特征,姚上井矿区白云岩矿,赣东地区

  姚上井矿区白云岩矿位于江西省弋阳县城北东10°方向直距约40km处,属江西省弋阳县三县岭乡管辖,矿区面积1.02km2。结合以往地质资料及近年详查地质成果,在分析探讨该矿地质特征的基础上,浅析该矿成因,旨在为下一步在该区开展地质找矿工作提供借鉴与参考。

江西弋阳县姚上井矿区白云岩矿地质特征及成因浅析论文

  1区域地质

  矿区地处扬子地台(Ⅰ)钱塘台坳(Ⅱ)官帽山台拱(Ⅲ)的南西段,赣东北深大断裂带的北侧。

  区域内基底地层为中元古界双桥山群复理石建造变质岩,火山岩-火山碎屑沉积岩建造。晚元古界周潭群复理石建造,碎屑岩,火山岩-火山碎屑沉积岩建造。震旦系冰碛岩-硅铁质-碎屑岩-火山碎屑沉积岩建造。盖层由晚古生界海相碳酸盐-碎屑岩建造。(石炭系)含镁碳酸岩,碎屑岩含煤建造。(二叠系)碳酸岩-碎屑岩含煤建造(准地台型沉积),以及中生界(侏罗系)火山岩-火山碎屑沉积岩,碎屑岩建造,白垩系杂色碎屑岩建造。基底褶皱走向近东西。盖层褶皱走向北东或近东西向为主。区域断裂构造发育以北东向、北西向、近东西向断裂构造为主。其中北东向赣东北深断裂(德兴-东乡)的长期活动对控岩、控矿作用明显,众多的贵金属、多金属矿分布于该断裂带的两侧或其中。岩浆岩较发育。西南部、北东部发育有燕山期花岗岩,花岗斑岩、辉绿辉长岩、橄榄岩(蛇纹石)。火山活动强烈,有中晚元古代的海相火山喷发(溢),中生界陆相火山喷发。

  2矿区地质

  2.1地层

  矿区内出露地层有中元古界双桥山群变质岩系(PT2SH),石炭系中统黄龙组(C2H)、船山组(C3C),第四系(Q)。

  2.1.1中元古界双桥山群浅变质岩系(PT2SH)

  中元古界双桥山群浅变质岩系地层分布于矿区东南角及其外围,为一套浅变质富含火山物质的类复理石建造,岩石遭受挤压变形片理化发育,变质程度较深,岩性组合为绢云绿泥千枚岩,二云母千枚状片岩,二云母片岩。其厚度大于1700M,地层产状多倾向北西,倾角24°~76°。

  2.1.2石炭系中统黄龙组(C2H)

  黄龙组分下岩组(C2H1)和上岩组(C2H2)。

  (1)下岩组(C2H1):分布于矿区的东部,丰山坞以东地区,岩性为:含钙细砂岩、粉砂岩,灰白色,风化后呈黄褐色,呈细粒砂状结构,块状构造,主要矿物成分为石英,见重结晶现象和星点状黄铁矿化,普遍弱中等硅化。厚度不详,与下伏双桥山群呈不整合接触。局部地段产珊瑚,呈夹层出现的含灰质角砾状白云岩层位不稳定,走向上延伸较短,一般呈扁透镜状顺层产出,在本层位中还见有呈独立体产出的灰红色白云岩角砾岩(BD)岩舌或岩楔,主要分布于矿区北东部,以含有大量的紫红色胶结物(为灰质、铁质、粘土矿物等的混合物和后期的方解石脉体或团块)。本组地层为赋矿层位,绝大部分地层本身即为工业矿体,质量(主要指MGO含量的高低)随后期方解石含量的多少而变化,仅局部地段因含后期方解石较多而未达工业要求。

  (2)上岩组(C2H2)分布于矿区东侧的大部分区域,岩性主要上部为泥质粉砂岩、中部为厚-巨厚层状灰色泥质白云岩、灰-浅灰白色或乳白色厚-巨厚层状微晶含灰质白云岩,底部为深灰色薄层状泥质灰岩。岩层总体呈北东30°方向展布,且走向延伸稳定,岩层产状为:300°∠35°。灰-白色或乳白色微晶含灰质白云岩即为矿体。矿石矿物成分微晶白云岩以白云石为主,其次为方解石等。沿走向、倾斜方向变化明显,具膨大缩小、尖灭再现之现象。其主要矿物成分为硅质(以玉髓为主),局部见少量白云石。硅质(玉髓)为他形粒状,粒径0.01~0.03mm,彼此紧密接触,颗粒界线难以分清。此外见少量自生石英呈团块状或脉状产出,粒径0.05~0.2mm。白云岩呈他形粒状,半自形粒状不均匀地散布于硅质中,局部可见被玉髓交代。硅质结核表部呈灰褐-褐色,局部白色,见较多蜂窝状孔洞,厚度较稳定,出露较全,但局部因受脉岩、构造等因素的影响而遭到破坏。

  2.1.3石炭系上统船山组(C3C)

  分布于矿区中部及北西部。岩性为生物碎屑泥晶灰岩含燧石,砂屑白云泥晶灰岩,浅灰色泥晶结构,块状构造,细粒结构,条带状、块状构造。矿物成分碳酸盐(60%)、燧石(20%),呈白色,黄白色粒状集合体分布于黑色条带之间形成条带状构造。与黄龙组(C2H2)呈整合接触。

  2.1.4第四系(Q)

  分布在矿区的低洼、沟谷和山坡处,为冲积层和残坡积层,由土黄色、褐黑色亚粘土、亚砂土、砂、砾、角砾及一部分千枚岩、石英脉碎块夹杂的松散物组成,该层厚度0.5~15m不等,在腐植土层以下的砂砾层中,常含少量微粒金。

  大面积分布于矿区西部,为红土、网纹状红土、红黄色含角砾亚砂土、亚粘土、砂砾石层,厚度一般为3~15m。

  2.2构造

  矿区内构造简单,主要见一条北东向硅化角砾岩带,走向40。,倾向北西,倾角60。,分布于详查区中部,向南西被第四系覆盖,向北东延伸至界外,走向延伸长大于600m,宽度16m,构造特征主要表现为压扭性,构造角砾岩中角砾大小不一,几毫米至几厘米不等,呈次棱角-次园状,角砾成分为灰岩,白云质灰岩及白云岩等。角砾被石英胶结,石英脉体较为发育,蚀变为硅化、绿泥石化及弱黄铁矿化。

  2.3岩浆岩

  矿区内仅见脉岩,分别为辉绿岩脉、英安玢岩脉。辉绿岩:灰绿色,风化色为浅黄色,局部为灰黄色、紫红色。辉绿结构,块状构造。英安玢岩:暗紫色,斑状结构,块状构造,基质为包含微晶结构。

  3矿体地质

  详查区内圈定矿体1个,分布于黄龙组上岩组(C2H2)地层中,矿层为灰-灰白至乳白色的白云岩,呈厚-巨厚层状产出,总体呈北北东走向分布;其矿体长度大于600m,倾向延伸240m,最大铅直厚度达71.1m,矿体走向20。~30。;倾向北西,倾角35。;矿体在走向上、倾向上延伸稳定,变化不大。白云岩矿体品位MGO 22.67%、SIO2 1.93%、Al2O3 0.31%、Fe2O3 0.41%、MNO 0.02%;矿体最大出露标高211.68m,最低标高-21.0m。

  3.1矿体特征概述

  矿体分布于3~2线之间,矿体产状与地层产状一致,呈巨厚层状产出,矿体走向约23。;倾向北西,倾角35。。走向长600m,倾向延伸240m,真厚度33.1~58.2m,平均真厚度42.13m。矿体的延伸有如下变化规律:自北东至南西(即从矿层底界至顶界),延深一般逐渐变大,但局部因火成岩或构造的破坏而使矿体的延深变小。矿体厚度较稳定,变化较小,厚度变化系数为84%。影响厚度大小的后天因素主要有两点:其一为脉岩,在充填过程中可能熔融了部分矿体,其二为后期充填的方解石,它使局部地段达不到工业要求,而成为不可采地段。
       3.2矿体的空间位置

  矿体集中分布于矿区3~2线(标高+85~+212m)范围。埋藏情况:矿体近地表覆盖层厚度约1~3m,矿体产出标高最高211.68m,控制深度+10m标高。

  4矿石质量

  4.1矿石的矿物成分、结构、构造

  矿石为灰至灰白、乳白色,呈厚层状产出,微晶、泥晶结构,块状构造。质地致密较坚硬,主要矿物成分由微晶白云石(95%以上)和少量方解石、粘土矿物等矿物组成,粒径0.02~0.05mm,结构均匀,杂质少。局部具有大理岩化现象,使矿石矿物产生重结晶,颗粒变粗。

  4.2矿石化学成分

  矿石化学成分主要为CAO、MGO,含少量的SiO2、Al2O3、Fe2O3、MNO、S、P。矿石化学组合分析结果见表1。

       4.3物理力学性质特征

  岩石物理力学性质:为一厚层块状白云岩,属质地致密坚硬的固体矿岩。根据测试结果,普氏坚固系数F=15,为普氏Ⅱ级,可钻性级别为Ⅵ级,稳定性为Ⅱ级。
       4.4矿石类型和品级

  区内矿石为致密坚硬的块状白云岩,矿石自然类型为原生矿,工业类型为熔剂用白云岩矿;根据参加储量估算的155样品统计,矿石品级:MGO品位在18%~22%之间样品60个,占比25.81%,品位在22.01%~25%之间样品109个,占比70.32%,品位>25%样品6个,占比3.87%;SiO2品位在0.7%~1.499%之间样品67个,占比43.23%,品位在1.5%~3.5%之间样品81个,占比52.26%,品位3.5%~4.0%之间样品7个,占比4.52%。

  4.5矿体围岩和夹石

  矿体围岩为泥质白云岩、硅质白云岩、泥灰岩等,当矿体与围岩界线不清晰时,按取样分析确定矿体边界。矿体的夹石主要为硅质白云岩,夹石较少,呈薄层状,厚度在0.2~0.4m之间,均小于夹石剔除厚度,夹石对矿体的完整性影响不大。

  4.6矿床共(伴)生矿产

  矿区矿石中主要成分为CAO、MGO,含少量Al2O3、SiO2、Fe2O3、MNO、S、P。矿层上部的泥质白云岩MGO含量小于15%,SIO2含量在11%~15.0%之间,岩石致密块状,抗压强度80~120MPA,只能作为一般道路路基填充用,矿区范围内未发现其他有用的共伴生矿产。

  5矿床成因

  本区石炭纪的古地理景观,在区域上表现为东高西低的古地势。海水自西南方向入侵,海岸线不断向北东方向推进,晚泥盆世存在的赣闽古陆随之分化瓦解,继而下沉入海,成为海底高地。至中石炭世时,省境内大部分地区被海水淹没,变为广阔的海洋,仅在北东缘剩存范围较小的武夷古陆。本区位处南陆表海之潮下台坪部分。由于紧靠武夷古陆,再结合其他因素(岩性及古生物等)的研究分析,推测本区在中石炭世为一泻湖区,沉积环境较为闭塞,水体能量低,加之气候干燥炎热,因而有利于白云岩的沉积。黄龙期早期,泻湖与海水隔绝,大致处于潮上带。此时,水介质条件处于相对宁静的状态,由于气候干燥炎热,海水不断蒸发,盐度逐渐增大,从而形成白云岩;而少量硅质胶体在局部折出呈结核体出现。晚期,海水进一步入侵,本区大致位于潮间带,由于海水的间断补给,盐度变化频繁,从而交替形成白云岩和灰岩,并伴有较多的硅质胶体的折出。至船山期,海侵进一步扩大,本区为一浅海区,形成以石灰岩为主的较纯的石灰岩建造,生物以蜓类、珊瑚为主。综前所述,矿床成因为潮坪泻湖相生物化学沉积矿床。

       参考文献

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