江廷石 劉道榮

中化地質(zhì)礦山總局浙江地質(zhì)勘查院，浙江 杭州 310002

上石炭統(tǒng)黃龍組（C2h）石灰?guī)r在浙西北地區(qū)分布廣泛，其石灰?guī)r質(zhì)純，CaO含量高（平均品位＞52%），MgO、SiO2、S、P等組分含量低；礦床規(guī)模大，工業(yè)上主要用作水泥原料、黑色冶金熔劑、制電石等。受熱變質(zhì)作用影響，黃龍組石灰?guī)r變質(zhì)形成硅灰石礦床、重鈣用大理巖礦床。在湖州黑龍洞礦區(qū)受花崗閃長巖侵位影響，黃龍組燧石灰?guī)r、硅質(zhì)灰?guī)r及白云質(zhì)大理巖中形成塊狀黃鐵礦床[1]；在建德市嶺后一帶受花崗閃長斑巖體侵位影響，還形成銅礦床[2]。前人對黃龍組巖性特征及礦產(chǎn)資源開展過勘查及研究工作[3-12]，積累了豐富的地質(zhì)資料，但對黃龍組中賦存的礦床類型缺乏系統(tǒng)總結(jié)。本文在黃龍組巖性特征分析基礎上，選擇了兩種類型的3個典型礦床，對其中賦存的礦床地質(zhì)特征進行總結(jié)，并探討其成礦控制因素，以期為黃龍組礦產(chǎn)資源進一步勘查、開發(fā)提供有益思路。

1 黃龍組巖性及區(qū)域變化特征

1.1 黃龍組巖性特征

浙江黃龍組主要巖性為淺灰、灰白色中層-塊狀泥晶生物屑灰?guī)r夾亮晶灰?guī)r、微晶灰?guī)r、硅質(zhì)灰?guī)r、鈣質(zhì)泥巖[6]，厚28～272m，與下伏地層老虎洞組、上覆地層船山組均呈整合接觸。本組底界為灰白色粗晶-巨晶灰?guī)r，頂部為灰白色泥晶灰?guī)r，被船山組深灰色微晶灰?guī)r或礫狀灰?guī)r整合覆蓋[7]?；S富，含?類、珊瑚、海百合、腕足等化石。據(jù)顏鐵增等[7]測制的桐廬縣瑤琳鎮(zhèn)楊家剖面，黃龍組巖性特征如下：

1.2 區(qū)域變化特征

從北往南，黃龍組在長興、杭州、建德、衢州、常山等地都有出露（圖1），多呈北東走向分布，其中建德市分布最廣。黃龍組巖性穩(wěn)定，差異不大，受褶皺及斷裂構(gòu)造影響，厚度變化較大。

圖1 黃龍組地層及礦產(chǎn)分布簡圖[13] Fig.1 Stratigraphic and mineral distribution schematic map of Huanglong Formation in Zhejiang Province

浙北長興地區(qū)以灰白微帶紅色厚層泥晶生物屑灰?guī)r為主，偶夾硅質(zhì)灰?guī)r，厚73～212m；杭州龍井一帶為淺灰色、灰白色厚層-塊狀生物屑灰?guī)r夾白云質(zhì)灰?guī)r，局部含燧石團塊，厚62～127.8m[2]；建德地區(qū)以深灰色中厚層狀泥晶生物屑灰?guī)r為主，另有生物屑泥晶灰?guī)r，偶爾夾白云質(zhì)灰?guī)r或白云巖、硅質(zhì)灰?guī)r夾層，厚67～272m；浙西江山地區(qū)泥晶灰?guī)r中燧石團塊增多，夾有礫屑灰?guī)r和鈣質(zhì)泥巖，厚51～58.5m[2]。

2 黃龍組賦存主要礦床地質(zhì)特征

浙江黃龍組地層中賦存的礦產(chǎn)資源主要有石灰?guī)r礦（熔劑、水泥用）、大理巖礦、方解石礦、硅灰石礦、硫鐵礦及銅礦等。石灰?guī)r（熔劑、水泥、電石用）礦床分布最廣，在浙西長興、桐廬、建德、衢州等地皆有分布，大型礦床有數(shù)十處；硅灰石礦床（點）較少，集中分布在長興李家巷一帶，規(guī)模較大的為李家巷硅灰石礦；銅礦床（點）主要分布在建德嶺后一帶，規(guī)模最大的為建德嶺后中型銅礦床；大理巖礦床集中分布在建德欽堂等地，礦床規(guī)模可達大、中型；方解石礦在建德李家、衢州上方等地皆有產(chǎn)出，規(guī)模以中小型為主。

2.1 沉積礦床特征

浙江黃龍組中最主要的沉積礦床為熔劑用、水泥用石灰?guī)r礦床，集中分布在長興、富陽、建德、衢江等地。以浙江長興鷹洞山熔劑用石灰?guī)r礦床為例，介紹黃龍組沉積礦床特征。礦床位于長興縣煤山向斜南東翼，出露下石炭統(tǒng)葉家塘組（C1y）泥巖、泥質(zhì)粉砂巖，上石炭統(tǒng)老虎洞組（C2l）白云巖、灰質(zhì)白云巖及黃龍組（C2h）灰?guī)r，下二疊統(tǒng)孤峰組（P1g）硅質(zhì)巖及第四系（Q）沖洪積物。

受F1逆斷層影響，黃龍組地層重復出現(xiàn)，分北西及南東兩個條帶（圖2）。地層走向NE，傾向NW，傾角30°～55°，南東帶傾角稍陡，北西帶傾角較緩（圖3）。底部為粗晶灰?guī)r層，層厚9.2～35.4m，方解石晶徑0.4～10mm，自形程度高，解理較發(fā)育，呈緊密鑲嵌分布；下部為含硅質(zhì)條帶泥晶生物碎屑灰?guī)r層，厚24.7～35.3m，以含硅質(zhì)條帶泥晶生物碎屑灰?guī)r為主，次為泥晶生物碎屑灰?guī)r，少量硅質(zhì)灰?guī)r；中部為泥晶生物碎屑灰?guī)r層，厚29.6～60.7m，以泥晶生物碎屑灰?guī)r為主，間夾少量微晶灰?guī)r，局部見少量硅質(zhì)灰?guī)r夾層；上部為泥晶生物灰?guī)r層，厚35.7～81.3m，出露不全，主要為泥晶生物灰?guī)r、生物屑泥晶灰?guī)r、生物屑微晶灰?guī)r，內(nèi)含大量的生物化石。

圖2 長興鷹洞山熔劑用石灰?guī)r礦床地質(zhì)圖 Fig.2 Geological map of limestone deposit for flux in Yingdongshan, Changxing County

圖3 長興鷹洞山熔劑用石灰?guī)r礦床1線剖面圖Fig.3 No.1 profile of limestone deposit for flux in Yingdongshan, Changxing County

熔劑用石灰?guī)r礦體賦存在黃龍組中，除少數(shù)硅質(zhì)、白云質(zhì)夾層，其余皆為礦體。北西側(cè)礦體長810m，厚48.8～175.5m，南東側(cè)礦體長1120m，厚70.8～191.8m。礦石礦物為方解石，含量大于98%。礦石結(jié)構(gòu)有泥晶、粉晶和粗晶結(jié)構(gòu)，以泥晶為主；礦石構(gòu)造主要為塊狀構(gòu)造。礦石化學組分平均含量：CaO 55.32%；MgO 0.26%；SiO20.59%；P 0.001%；S 0.011%。分析結(jié)果表明TFe2O3、Al2O3、MnO、K2O、Na2O等含量均較低（表1）。

表1 熔劑用石灰?guī)r礦石分析結(jié)果 Table 1 Analysis results of limestone ores for flux

礦床形成主要受古地理環(huán)境制約。晚石炭世威寧期，海侵自北東向南西持續(xù)擴大，揚子和華夏陸地面積大幅縮減，碳酸鹽巖臺地空前發(fā)育，形成統(tǒng)一的碳酸鹽巖臺地海[14]。礦床遠離陸源區(qū)，海水淺而海面開闊，生物繁盛，沉積形成含大量生物碎屑的石灰?guī)r，為海進體系域的沉積。

2.2 燕山期與黃龍組石灰?guī)r有關的熱液改造礦床

主要有兩個亞類：一是熱接觸變質(zhì)礦床，如建德欽堂大理巖礦床、長興李家巷硅灰石礦床、建德后洞山方解石礦床等，巖漿活動只起到熱源作用[13,15]，主要發(fā)生熱變質(zhì)重結(jié)晶作用，接觸交代作用十分微弱；二是接觸交代型礦床，如建德嶺后銅礦床、石耳山銅礦床、湖州黑龍洞硫鐵礦礦床，此外還有西銅官、鐵山塢銅礦點等共計近10處礦床（點），均分布在燕山期中酸性小巖體與黃龍組的外接觸帶附近，矽卡巖化、綠泥石化等圍巖蝕變與成礦關系密切。

2.2.1 熱接觸變質(zhì)礦床

欽堂大理巖礦床位于桐廬火山-構(gòu)造洼地南部，建德大巖山背斜兩翼。區(qū)內(nèi)出露上奧陶統(tǒng)長塢組二段（O3c2）泥巖、長石石英砂巖；上泥盆統(tǒng)西湖組（D3x）石英砂巖、石英礫巖，間夾砂質(zhì)泥巖；上石炭統(tǒng)黃龍組（C2h）灰?guī)r（受熱接觸變質(zhì)作用，形成大理巖）；第四系（Q）殘坡積物（圖4）。

圖4 建德欽堂大巖山礦段大理巖礦床地質(zhì)圖 Fig.4 Geological map of marble deposit in Dayanshan ore section of Qintang mine area, Jiande County

黃龍組下部為灰白色、淺白色硅化、硅灰石化白云質(zhì)大理巖，偶見星點狀黃鐵礦化白云質(zhì)大理巖，厚10.2～10.5m，局部見鈣質(zhì)砂巖夾石層；中部為灰白色、白色塊狀大理巖礦，局部夾有硅化大理巖和硅灰石化大理巖團塊或條帶，厚約105m；上部為淺灰白色夾淺灰色大理巖，厚百米以上。由于熱變質(zhì)作用，巖石大部分層理已消失，且未見頂?shù)?，總厚度大?00m。

燕山晚期火山侵入活動較強烈，發(fā)育碎斑熔巖、安山玢巖及細?；◢弾r。碎斑熔巖沿NE向斷裂構(gòu)造侵入地層中，呈不規(guī)則團塊或細脈狀，長數(shù)百米至上千米，寬數(shù)米至數(shù)百米，具中細粒斑狀-碎斑結(jié)構(gòu)，基質(zhì)具霏細結(jié)構(gòu)。斑晶約占30%～50%，成份為鉀長石、斜長石、石英、黑云母等；基質(zhì)成份為石英、堿性長石，斑晶粒徑0.2～2.5mm，呈碎裂狀。按巖石類型歸屬，為花崗閃長斑巖類。

礦體整體呈似層狀產(chǎn)出，具分支復合現(xiàn)象，走向NE，傾向SE 118°～160°，傾角34°～60°（圖5），受碎斑熔巖體侵位影響，傾角變化較大。礦體長約1000m，厚60.8～150.2m，平均厚約100m，傾向延深大于400m，礦體規(guī)模達大型?？傮w走向約NE50°，傾向SE，傾角34°～60°。礦體內(nèi)部含多個不連續(xù)夾石，巖性為白云質(zhì)大理巖、硅灰石大理巖、石英質(zhì)大理巖，局部見碎斑熔巖侵入，礦體內(nèi)部結(jié)構(gòu)較復雜。礦體頂?shù)装鍘r性與夾石巖性相似，少數(shù)為鈣質(zhì)砂巖。

圖5 建德欽堂大巖山礦段大理巖礦床1線剖面圖Fig.5 No.1 profile of marble deposit in Dayanshan ore section of Qintang mine area, Jiande County

礦石呈淺灰色-白色，變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造?？煞譃榫蘧Т罄韼r、粗晶大理巖、中晶大理巖、細晶大理巖等自然類型，其中中晶大理巖為礦床主要礦石類型，方解石晶徑約2～3mm，彼此緊密鑲嵌，呈糖粒狀。

礦石礦物主要為方解石，一般大于96%，常呈半自形粒狀。脈石礦物為白云石、石英、硅灰石、透閃石等。礦石有用成分為CaO，平均含量54.8%，有害組分鹽酸不溶物平均含量0.76%，礦石白度平均為90.6%（表2）。

表2 大理巖礦石分析結(jié)果（單位：%）[13] Table 2 Analysis results of marble ores

原巖成分是影響大理巖礦石質(zhì)量的決定因素，原巖方解石含量高、成分均一有利于形成優(yōu)質(zhì)大理巖礦石。碎斑熔巖侵出過程中形成的冷凝殼起到保溫作用，不斷上涌的巖漿為方解石重結(jié)晶提供了持續(xù)熱源，二者是形成礦床的必要條件[13]。礦床是依靠黃龍組原巖組分，借助燕山期碎斑熔巖巖漿活動提供的熱能而形成的。

2.2.2 接觸交代型礦床

建德嶺后銅礦床位于松坑塢向斜核部及兩翼，區(qū)內(nèi)出露上泥盆統(tǒng)西湖組（D3x）含礫粗粒石英砂巖，上泥盆統(tǒng)珠藏塢組（D3z）砂質(zhì)頁巖和細砂巖互層，上石炭統(tǒng)黃龍組（C2h）質(zhì)純灰?guī)r、灰質(zhì)白云巖，分上下二段（圖6）。黃龍組下段（C2ha）巖性較簡單，為灰質(zhì)白云巖，是主要賦礦層位，厚30～35m；黃龍組上段（C2hb）底部為角礫狀灰?guī)r，常見灰黑色燧石團塊，厚0.5～2m，中上部為灰黑色泥狀灰?guī)r和灰白色細晶灰?guī)r互層，層厚2～5m，見鐵質(zhì)、鈣質(zhì)砂巖夾層，上部為純灰?guī)r夾泥灰?guī)r或硅質(zhì)灰?guī)r，見有燧石和硅質(zhì)小團塊，含海百合莖、?類、珊瑚、腕足類化石，厚約150m。

圖6 建德銅礦礦床地質(zhì)簡圖[16] Fig.6 Geological sketch map of Jiande copper deposit

區(qū)內(nèi)出露的晚古生代地層強烈褶皺，形成NE向緊密排列、互相平行的傾伏復向斜構(gòu)造，主要為松坑塢向斜、銅山背斜等；發(fā)育NE向、近NW向斷裂外，還有多條平行的EW向斷裂，切割礦體及脈巖，斷裂性質(zhì)以壓性、壓扭性為主，次為張性，具多期次活動特征。

巖漿巖主要為中酸性巖脈（體），巖性主要分三種：①花崗閃長斑巖（成巖年齡169.9±1.4Ma），巖體中常見灰?guī)r、大理巖和砂巖等捕虜體，與銅礦體空間關系密切[16]；②細晶花崗閃長斑巖；③嵌晶花崗閃長斑巖。此外還有呈脈狀產(chǎn)出的安山玢巖。

圍巖蝕變較發(fā)育，主要有矽卡巖化、綠泥石化、絹云母化、綠簾石化、硅化、大理巖化及磁鐵礦化等。其中矽卡巖化、綠泥石化-綠簾石化、大理巖化等蝕變與礦化密切相關。

共發(fā)現(xiàn)大小礦體30個，其中主要礦體有2個，即嶺后礦段I號單銅礦體、Ⅱ號銅鋅硫礦體（松坑塢礦段I、Ⅱ礦體為嶺后礦段對應礦體向北延伸部分[17]）。I號單銅礦體賦存于黃龍組下段灰質(zhì)白云巖層位的下部，總體呈似層狀產(chǎn)出，沿走向和傾向方向，皆有膨大和收縮現(xiàn)象（圖7）。礦體總體走向NE16°，傾向NW，傾角57°～72°；礦體走向長350m，沿傾最大延深136m，一般厚5.35～31.2m；礦石銅品位一般0.80%～3.0%，平均品位1.80%，變化系數(shù)為73.26%，組分分布屬較均勻型；礦體內(nèi)部無夾石。礦體下盤為珠藏塢組細砂巖，界線清晰，礦體產(chǎn)狀嚴格受層位控制。

圖7 建德銅礦礦床剖面圖[18] Fig.7 Section of Jiande copper deposit

Ⅱ號銅鋅硫礦體賦存于黃龍組下段灰質(zhì)白云巖地層的上部，底板受斷層控制。礦體形態(tài)較復雜，呈上小下大的不規(guī)則透鏡狀，向斜核部厚度最大。礦體走向NE15°～40°，傾向NW，在向斜軸部處傾角最緩，近乎水平，最陡達73°，一般頂板緩、底板陡；礦體走向長466m，沿傾向最大延深154m，一般厚6.0～30m；銅平均品位3.71%，品位變化系數(shù)115.1%，鋅平均品位3.58%，硫平均品位26.10%。典型礦石化學成分見表3。

表3 大理巖礦石分析結(jié)果[18] Table 3 Analysis results of marble ores

礦石礦物復雜，主要金屬礦物有黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦，次為方鉛礦，少量黝銅礦、斑銅礦及輝銅礦等。脈石礦物主要有白云石、方解石，次為石英，少量絹云母、高嶺石等。

礦床成因尚無定論，主要有中低溫熱液接觸交代型[19]、海底熱水沉積-熱液疊加改造型[20]等觀點。接觸交代觀點認為，灰質(zhì)白云巖巖性易裂、易碎，為礦液運移及交代作用提供了通道和空間；巖石含較多炭、泥質(zhì)，化學活動性較強，易發(fā)生交代、蝕變和沉淀成礦。熱水沉積-熱液疊加改造的觀點認為，成礦物質(zhì)受海水熱循環(huán)而活化，形成高鹽度的含礦熱流體并發(fā)生噴氣作用，遇到溫度較低的海水后迅速冷卻，形成結(jié)晶較差、粒度極細的硫化物，燕山期中酸性巖漿活動使早期形成礦（化）體疊加富化，沿斷裂充填形成硫化物礦脈。無論哪種觀點，黃龍組灰質(zhì)白云巖都與成礦密切相關。

由此可見，黃龍組中賦存礦床類型主要可分為沉積礦床與熱液改造礦床兩大類。沉積礦床形成主要受古地理環(huán)境制約，熱液改造礦床受黃龍組地層及燕山期中酸性巖漿活動控制。

3 勘查、開發(fā)利用建議

3.1 加強勘查研究工作

相對水泥（或熔劑）用石灰?guī)r礦床，黃龍組方解石（大理巖）礦床勘查研究程度較低。如欽堂大理巖礦床雖開展過詳查工作，但查明資源儲量主要集中在大巖山礦段，涼坑礦段僅達到普查程度，資源儲量不清，碎斑熔巖控制程度較低，對礦體的破壞程度不明。低溫熱液充填的脈狀方解石礦床，規(guī)模較小，變化較大，部分礦床控制程度明顯不足，對后續(xù)開發(fā)利用影響較大。應加強該類型礦床的勘查研究工作，以滿足不斷增長的原料需求。

與黃龍組有關的銅多金屬礦床僅在建德嶺后一帶規(guī)模較大，勘查研究程度較高，其外圍仍有較好的找礦前景，但一直未有重要突破。應進一步加強嶺后銅礦控礦要素研究，掌握花崗閃長斑巖體、黃龍組下段灰質(zhì)白云巖的三維空間分布特征，繼續(xù)開展勘查找礦工作，力爭實現(xiàn)找礦突破。

3.2 優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，合理利用資源

石灰?guī)r除了可用做水泥、熔劑、電石等生產(chǎn)原料，其深加工的方解石礦產(chǎn)品工業(yè)用途更廣泛，重質(zhì)碳酸鈣[21]可用于食品添加劑、造紙、涂料、塑料、橡膠及牙膏等；輕質(zhì)碳酸鈣（普通工業(yè)沉淀碳酸鈣）[22]可用于橡膠和塑料、涂料、造紙、醫(yī)藥等；納米碳酸鈣粉體用途更廣泛，可用于注塑、管材、汽車涂料、密封膠、粘結(jié)劑涂料、油墨等。當前，黃龍組優(yōu)質(zhì)石灰?guī)r資源主要用于水泥、熔劑等生產(chǎn)，少數(shù)用于重質(zhì)、輕質(zhì)碳酸鈣加工。應根據(jù)全省石灰?guī)r加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要，做好開發(fā)利用規(guī)劃，指導上下游產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展；加強方解石應用礦物學研究，分析不同用途對方解石結(jié)晶度及含量高低的要求，進一步加強優(yōu)質(zhì)石灰?guī)r資源加工、應用研究，確保優(yōu)質(zhì)優(yōu)用。

此外，熱接觸變質(zhì)礦床中往往伴生有其他礦產(chǎn)資源。如長興李家巷硅灰石礦床中伴生優(yōu)質(zhì)大理巖，以往將大部分大理巖作為廢石剔除，硅灰石礦回采率低[23]；又如方解石（大理巖）礦床中的夾石，一般能達到水泥用石灰?guī)r指標要求，但一直未利用或用作普通建筑石料。應加強伴生礦產(chǎn)勘查研究，查明其規(guī)模和礦石質(zhì)量特征，提高資源綜合利用率。

4 結(jié)論

（1）浙江黃龍組石灰?guī)r質(zhì)純，CaO含量高，有害組分含量低，是水泥（熔劑）用石灰?guī)r、硅灰石、方解石等重要的非金屬礦床含礦層位。

（2）黃龍組中賦存的礦床類型可劃分為兩類：即與黃龍組有關的沉積礦床和燕山期與黃龍組石灰?guī)r有關的熱液改造礦床。

（3）應進一步加強與黃龍組有關礦產(chǎn)資源的勘查研究，做好伴生礦產(chǎn)綜合利用，提高資源利用率。加強優(yōu)質(zhì)石灰?guī)r資源加工應用研究，做到優(yōu)礦優(yōu)用。