摘 要：通過對建德洞山礦區(qū)黃龍組石灰?guī)r礦床調(diào)查研究，對比了不同礦層的巖石學(xué)特征和化學(xué)組成，指出了MgO、SiO2含量沿走向自南西至北東有逐漸減少趨勢，SiO2與CaO的含量在垂直方向上表現(xiàn)為互為消長的縱向變化關(guān)系。研究探討了建德洞山礦區(qū)黃龍組石灰?guī)r礦床的成礦背景條件。

關(guān)鍵詞：黃龍組；石灰?guī)r礦床；礦床特征；成礦背景

建德市是浙江省重要的石灰?guī)r礦產(chǎn)地。對照國家非金屬礦床水泥灰?guī)r質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，黃龍組發(fā)育了兩層優(yōu)質(zhì)石灰?guī)r礦層。近年來，這些礦層多以優(yōu)質(zhì)輕鈣用灰?guī)r被不同程度地開采利用。自上個世紀(jì)七十年代后，該地區(qū)加強了對石灰?guī)r礦產(chǎn)的普查找礦和地質(zhì)研究工作。但這些研究均缺乏對黃龍組石灰?guī)r礦層的系統(tǒng)研究。文章以筆者近年來在建德洞山礦區(qū)石炭系石灰?guī)r礦地質(zhì)勘查工作為基礎(chǔ)，討論黃龍組石灰?guī)r礦床的化學(xué)組成和地質(zhì)分布特征和成礦背景。

一、礦床地質(zhì)特征

洞山礦區(qū)石灰?guī)r礦位于建德市城區(qū)西南直距28km的李家鎮(zhèn)東，行政區(qū)劃屬李家鎮(zhèn)及大同鎮(zhèn)管轄。礦區(qū)大地構(gòu)造位置屬揚子準(zhǔn)地臺（Ⅰ1）、錢塘臺褶帶（Ⅱ2）、華埠～新登陷褶帶（Ⅲ4）、上方～羅村拗褶束（Ⅳ6）的南西端。區(qū)域地層見有古生界、中生界海相和海陸交互相的陸源碎屑建造和碳酸鹽建造，地層及構(gòu)造總體走向為北東～南西向。

（一）礦區(qū)地質(zhì)概況

1.地層

區(qū)內(nèi)出露的地層主要有震旦系下統(tǒng)南沱組（Z1n）含礫粉砂質(zhì)泥巖、上統(tǒng)燈影組（Z2d）灰?guī)r、砂巖，寒武系下統(tǒng)荷塘組（∈1h）碳質(zhì)硅質(zhì)泥巖頁巖，奧陶系下統(tǒng)印渚埠-寧國組（O1）泥頁巖、中統(tǒng)胡樂-硯瓦山組（O2h-y）瘤狀灰?guī)r、上統(tǒng)黃泥崗組（O3h）泥巖、長塢組（O3c）砂巖，志留系下統(tǒng)霞鄉(xiāng)組（S1x）砂巖與泥巖互層、中統(tǒng)康山組（S2k）粉砂巖、上統(tǒng)唐家塢組（S3t）砂巖，泥盆系上統(tǒng)西湖組（D3x）石英砂巖，石炭系下統(tǒng)珠藏塢-葉家塘組（DCz-C1y）含礫砂巖泥巖、中統(tǒng)黃龍組（C2h）灰?guī)r、上統(tǒng)船山組（C3c）泥晶灰?guī)r，二疊系下統(tǒng)棲霞組（P1q）灰?guī)r、丁家山組（P1d）灰?guī)r、上統(tǒng)龍?zhí)督M（P2l）粉砂巖，侏羅系中統(tǒng)馬澗組（J2m）砂礫巖、上統(tǒng)勞村組（J3l）凝灰?guī)r、黃尖組（J3h）熔結(jié)凝灰?guī)r、壽昌組（J3s）砂巖。石炭系中統(tǒng)黃龍組（C2h）灰?guī)r是本區(qū)優(yōu)質(zhì)的輕鈣用石灰?guī)r礦主要分布層位。

2.地質(zhì)構(gòu)造

區(qū)內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造比較復(fù)雜，主要為褶皺構(gòu)造，其次為斷裂構(gòu)造。主要構(gòu)造線與沉積巖層走向皆為NE-SW向伸展（圖1）。褶皺構(gòu)造主要以洞山復(fù)式背斜為主體，兩翼次級褶皺較為常見，表現(xiàn)為總體軸向為北東向的次級單體背斜和單體向斜，它們連續(xù)相間交替產(chǎn)出。斷裂構(gòu)造主要見有兩組：一組為北東-南西走向的壓扭性斷層，另一組為北西-南東走向的張性或張扭性斷層。

3.巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿巖不發(fā)育。圍巖蝕變分帶不明顯。

（二）礦體地質(zhì)特征

由于研究對象為沉積型礦床，為石炭系中統(tǒng)黃龍組，故礦床的總體分布完全與區(qū)內(nèi)的構(gòu)造線方向一致，即礦體總體上呈北東-南西向展布。礦體受褶皺隆起的程度和斷裂作用方式所決定。礦體按巖性組合，可劃分為黃龍組上段（C2h2）縫合線灰?guī)r、下段段（C2h1）硅質(zhì)團塊灰?guī)r等兩個礦層。

（1）第四系；（2）壽昌組；（3）黃尖組；（4）勞村組；（5）馬澗組；（6）龍?zhí)督M；（7）丁家山組；（8）棲霞組；（9）船山組；（10）黃龍組；（11）珠藏塢-葉家塘組；（12）西湖組；（13）唐家塢組；（14）康山組；（15）霞鄉(xiāng)組；（16）長塢組；（17）黃泥崗組；（18）胡樂-硯瓦山組；（19）印渚埠-寧國組；（20）荷塘組；（21）燈影組；（22）南沱組；（23）地質(zhì)界線、不整合界線；（24）斷層；（25）產(chǎn)狀；（26）水泥用灰?guī)r；（27）方解石；（28）水泥配料用頁巖

1.礦體規(guī)模形態(tài)

礦體呈北東-南西向延伸，走向出露長約1500m，南北傾向?qū)捈s600m，厚度120～193m（表1），總體變化穩(wěn)定。礦體的各礦層呈層狀沿褶皺的兩翼產(chǎn)出，北西翼巖層總體產(chǎn)狀為傾向120°～140°，傾角25°～40°左右，南東翼巖層產(chǎn)狀傾向為300°～320°，傾角30°～55°左右，靠近核部產(chǎn)狀較平緩，向南東至邊部，產(chǎn)狀相對變陡。

2.礦體夾石

礦體的兩個礦層（C2h2、C2h1）均發(fā)現(xiàn)有夾石層。夾石層巖性與礦層屬同一類型，且硅質(zhì)泥質(zhì)含量高，在礦層內(nèi)順層斷續(xù)分布，呈透鏡體狀，沿傾向一端或沿走向兩端尖滅。規(guī)模不等，長度數(shù)十米至一百米不等，厚度2～16m。

二、礦床的巖石學(xué)與化學(xué)組分特征

（一）礦層巖石學(xué)特征

根據(jù)礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、分布規(guī)律及礦石的薄片鑒定特征，礦床可劃分為縫合線灰?guī)r（C2h2）、硅質(zhì)團塊灰?guī)r（C2h1）兩個礦石類型。

1.縫合線灰?guī)r（C2h2）

礦石呈灰色、淺灰色，微晶結(jié)構(gòu)，次為生物碎屑結(jié)構(gòu)，致密塊狀構(gòu)造。具云霧狀色斑，風(fēng)化后為淺灰色，縫合線構(gòu)造發(fā)育。主要由粉晶級方解石組成，含大量生物碎屑和少量硅質(zhì)礦物。

鏡下鑒定（圖2）：生物碎屑占10%～90%，粉晶級方解石90%～10%，生物碎屑次棱角狀，直徑0.1～2mm，由深灰色微晶方解石組成，可辨認(rèn)生物碎屑為有孔蟲、海百合莖。微晶方解石，半自形—他形，晶粒較均勻，大小為0.01～0.02mm，屬細粉晶級。鏡下的縫合線，充填了褐色氧化鐵。分布不均勻的生物碎屑，碎屑間分布潔凈的亮晶集合體。

2.硅質(zhì)團塊灰?guī)r（C2h1）

灰色、淺灰色，風(fēng)化后灰白色，微晶結(jié)構(gòu)、細晶生物碎屑結(jié)構(gòu)，致密塊狀構(gòu)造。

鏡下鑒定（圖3）：組礦石礦物成分大部分是泥晶-微晶方解石。微晶方解石無色-淺灰色，晶粒大小不一，直徑0.005～0.01mm。生物碎屑主要為海百合碎片，少量介殼類，形狀不規(guī)則，碎屑內(nèi)部由纖維狀或粒狀微晶方解石組成。薄片中可見方解石細脈穿插。硅質(zhì)主要為自生石英，透明潔凈，粒度大小與粉晶方解石相仿，分布不均勻。硅質(zhì)含量在5%左右。少量有機污濁物及氧化鐵物質(zhì)不均勻的斑點狀。

（二）礦層的化學(xué)組分特征

1.礦石化學(xué)成分

通過對礦區(qū)9條剖面12鉆孔的256個樣品化學(xué)分析測試項目數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，礦體的各礦層CaO、MgO、SiO2、P、S等化學(xué)成分測試加權(quán)平均值見表2。縫合線灰?guī)r（C2h2）主要化學(xué)組分含量平均CaO55.18%，MgO0.25%，SiO20.53%，S0.022%，P0.0039%。硅質(zhì)團塊灰?guī)r（C2h1）主要化學(xué)組分含量平均CaO54.57%，MgO0.31%，SiO21.41%，S0.021%，P0.0027%。夾石層主要化學(xué)組分含量平均為：CaO47.22%、MgO0.21%、SiO213.51%、S0.073%、P0.007%。

2.礦層主要化學(xué)組分的分布規(guī)律

根據(jù)不同剖面層位樣品的化學(xué)組分測試和統(tǒng)計的資料（表3），各礦層主要化學(xué)組分CaO在平面上變化穩(wěn)定，而MgO、SiO2含量沿走向自南西至北東有逐漸減少趨勢。而區(qū)內(nèi)南西方向石英含量較高，代表了近陸源沉積，說明海水自北東方向侵入。

區(qū)內(nèi)不同的礦層礦石CaO、SiO2兩種主要化學(xué)組分在垂直方向上表現(xiàn)為一定的規(guī)律性。從圖4、5可以看出，CaO、SiO2在縱向分布上表現(xiàn)出相異的分布特點。其中CaO為縫合線灰?guī)r（C2h2）含量最高，硅質(zhì)團塊灰?guī)r（C2h1）次之，兩個夾層的CaO含量明顯低；CaO在同一礦層內(nèi)表現(xiàn)為下部含量較上部低，并在總體表現(xiàn)為自下而上有逐漸增高的趨勢。SiO2縫合線灰?guī)r（C2h2）含量比硅質(zhì)團塊灰?guī)r（C2h1）高，兩個夾層的SiO2含量明顯高出很多；在同一礦層內(nèi)表現(xiàn)為下部值較上部值低，總體看從下至上逐漸降低。總之，SiO2含量與CaO的含量為互為消長的縱向變化關(guān)系。

三、礦區(qū)成礦背景分析

本區(qū)石炭系中統(tǒng)黃龍組以淺海相碳酸鹽巖為主，具有典型的臺地沉積環(huán)境特征。由區(qū)域地質(zhì)發(fā)展史可知，在早石炭世初期，蘇皖浙與閩浙地區(qū)上升為古陸，受柳江運動的影響，海水分別自北東、南西方向侵入，形成了以珠藏塢-葉家塘組為代表的含礫鈣質(zhì)砂巖與泥巖的海陸交互相沉積。至中石炭世，受淮南運動的影響，海水進一步擴大侵入，整個這西北地區(qū)全部被海水淹沒，形成廣闊的淺海碳酸鹽巖臺地，區(qū)內(nèi)沉積了中厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r、微-細晶生物碎屑灰?guī)r，含頭有孔蟲、海百合莖化石，少量介殼類，即本區(qū)黃龍組形成期。這一期間，區(qū)內(nèi)的海平面有3次小的升降波動，但總體趨勢是海水覆水程度變深，古地理環(huán)境為開闊的陸表海沉積。

區(qū)內(nèi)黃龍組的硅質(zhì)團塊灰?guī)r、縫合線灰?guī)r具內(nèi)臺地相的典型特征。這一特征主要表現(xiàn)為：巖層單層厚度大，碳酸鈣含量高，含豐富的生物碎屑，且以底棲生物為主，巖石中生物碎屑含量變化較大，局部地段沿層面出現(xiàn)硅質(zhì)透鏡體或硅質(zhì)團塊。正是這一環(huán)境的演變促使了兩個礦層和夾石層形成，以及造成兩個礦層巖石與化學(xué)組成自下而上的演變特征。

四、結(jié)語

通過對建德洞山礦區(qū)黃龍組石灰?guī)r礦床的野外地質(zhì)調(diào)查和室內(nèi)分析研究，初步可以得出以下結(jié)論：

（1）本區(qū)黃龍組石灰?guī)r為沉積型礦床，根據(jù)巖石學(xué)特征和化學(xué)成分特征，可劃分為兩個礦層。

（2）礦床的巖石學(xué)特征和化學(xué)組分變化具有明顯的規(guī)律性。各礦層CaO在平面上變化穩(wěn)定，而MgO、SiO2含量沿走向自南西至北東有逐漸減少趨勢。SiO2與CaO的含量在垂直方向上表現(xiàn)為互為消長的縱向變化關(guān)系。

（3）礦床的分布特征及礦床的質(zhì)量變化受古地理環(huán)境控制，其理化指標(biāo)的變化與環(huán)境的演變具有較好的一致性。

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