康 增，王錫榮

(中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心甘肅總隊(duì)，甘肅 天水 741000)

甘谷縣小池溝水泥用大理巖礦位于甘肅省天水市甘谷縣武家河鎮(zhèn)南約2km處。礦區(qū)內(nèi)地質(zhì)工作始于1984年，先后進(jìn)行了調(diào)查評價、普查、詳查等地質(zhì)勘查工作，累計(jì)查明水泥用大理巖礦資源量1 235.96萬t，屬中型礦床[1]。為當(dāng)?shù)氐乃嗌a(chǎn)企業(yè)提供了原料保障，支撐了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展。本文通過對礦區(qū)成礦地質(zhì)背景、礦區(qū)地質(zhì)的分析研究，總結(jié)了礦體地質(zhì)特征[2-4]及構(gòu)造對礦體的影響等，為研究鴛鴦鎮(zhèn)—關(guān)子鎮(zhèn)蛇綠混雜巖帶中大理巖礦的地質(zhì)特征提供一定的理論依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

該礦床大地構(gòu)造位于柴達(dá)木—華北板塊(Ⅲ)—北秦嶺新元古代—早古生代造山帶(Ⅲ-6)—北秦嶺早古生代弧溝系(Ⅲ-6-1)—鴛鴦鎮(zhèn)—關(guān)子鎮(zhèn)蛇綠混雜巖(Ⅲ-6-1-2)中[5]?？傮w構(gòu)造方向?yàn)楸蔽鳌蠔|向，發(fā)育有程度不同的扭性斷裂，呈北北東走向。賦礦地層呈北西走向產(chǎn)出，分布于秦州區(qū)藉口鄉(xiāng)鄭集寨至甘谷武家河之間長約18km、寬約8km的范圍內(nèi)。由多次變質(zhì)的碎屑巖夾碳酸鹽巖組成[6]，以綠片巖化和夾火山巖為特征，其中部所夾大理巖可作為水泥用原料。在向斜南側(cè)與上泥盆統(tǒng)大草灘群(D3dc)[7]粗碎屑巖呈斷層接觸。區(qū)域西南有二疊紀(jì)的中—細(xì)粒黑云二長花崗閃長巖侵入。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)內(nèi)出露地層主要為寒武系關(guān)子鎮(zhèn)蛇綠巖(?YGsl)變質(zhì)碎屑巖[11]夾碳酸鹽巖和第四系全新統(tǒng)(Qh)殘坡積物及黃土(圖1)。

圖1 甘谷小池溝水泥用大理巖礦區(qū)地質(zhì)簡圖

(1)寒武系關(guān)子鎮(zhèn)蛇綠巖(?YGsl)。

第一層〔?YGsl(Chsc+ahsi)〕：角閃片巖、綠泥片巖。主要分布于礦區(qū)北部，東西長約200m，南北寬在20～90m之間。在礦區(qū)的東部為第四系所覆蓋，僅在局部地段有零星出露。巖性以角閃片巖及綠泥片巖為主，局部夾混合巖化黑云母片麻巖，綠泥絹云母石英片巖、鈣質(zhì)綠泥片巖。綠泥石片巖呈灰綠色，細(xì)?！[晶變晶結(jié)構(gòu)，巖石堅(jiān)硬，片狀構(gòu)造，礦物成分為角閃石72%～79%，斜長石20%～25%，石英及少量磁鐵礦；角閃片巖呈灰綠色，纖狀變晶結(jié)構(gòu)、變余斑狀結(jié)構(gòu)、片狀構(gòu)造，礦物組成為角閃石77%，斜長石20%，綠簾石2.6%，磁鐵礦微量。

第二層〔?YGsl(Mb)〕：大理巖。主要分布在礦區(qū)中部，走向北西西向，區(qū)內(nèi)出露長度約1 200m，寬60～120m，東段局部被第四系覆蓋?？傮w產(chǎn)狀200°～224°∠46°～63°。該層巖性為大理巖，呈乳白色、淺粉色，中—粗粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦物成份以方解石為主，含量在98%以上，有時可見微量石英，偶見極少量絹云母礦物，這些副礦物總量＜2%，方解石粒徑一般在0.15～0.3mm。表面偶見少量淺黃色臘狀鈣質(zhì)薄膜或重結(jié)晶方解石網(wǎng)脈。該層厚度約40～62m，為區(qū)內(nèi)的主要賦礦層位。

第三層〔?YGsl(ahsi)〕：斜長角閃片巖。該層為大理巖層的下覆地層，分布范圍較大，主要在礦區(qū)西南部和中部與大理巖層接觸。地層走向呈北西西向，地表出露長度約900m，出露寬50～300m不等。中東部大部分地區(qū)被第四系所覆蓋。主要巖性為斜長角閃巖，灰綠色，結(jié)晶細(xì)小，其礦物晶徑多＜0.1mm。粒狀、纖狀變晶結(jié)構(gòu)、變余斑狀結(jié)構(gòu)、片狀構(gòu)造。主要礦物成分角閃石77%、斜長石20%、綠簾石2.6%，磁鐵礦微量。

(2)第四系。

全新統(tǒng)(Qh)：殘坡積物及黃土，大面積分布在勘查區(qū)的東北部和東南部。厚度2～8m。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造相對簡單，賦礦地層呈單斜層狀產(chǎn)出，總體走向110°～126°，傾向南南西，傾角50°～70°。發(fā)育有F1、F2兩條斷層，由于構(gòu)造影響，賦礦地層局部有扭曲、錯動、變寬(窄)等現(xiàn)象。

F1斷層位于礦區(qū)的外圍，為平移斷層，斷距約20m。走向145°～158°，延伸長度約160m。對礦體無影響。

F2斷層為逆斷層，分布在勘查區(qū)中部，長約600m，走向?yàn)?00°～106°，傾向10°～16°，傾角43.7°～52.3°；斷層破碎帶寬約3.8～9.4m，主要由角礫和膠結(jié)物組成，成分多為大理巖，另含有少量泥質(zhì)物及重結(jié)晶的方解石團(tuán)塊。該斷層對礦體影響較大，使礦體發(fā)生扭曲變形。

2.3 巖漿巖

本礦區(qū)內(nèi)未見巖漿活動。

3 礦體地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

小池溝水泥用大理巖礦賦存于寒武系關(guān)子鎮(zhèn)蛇綠巖帶(?YGsl)第二層[8]。礦體分布于礦區(qū)中部，礦體受地層控制，呈單斜層狀產(chǎn)出(表1)[9]。

表1 礦體特征一覽表

礦 體 在6線 以 西 沿105 °方 位 延 伸，在6W線(圖2)和8線 之 間 向 北 凸 起，在8線 以東又沿129°方位向東南方向延伸，礦體延伸長度＞1 200m。8線以西礦體較薄，8線以東逐 漸 變 厚，變 化 于58.05～77.09m，平 均 厚66.42m。礦體西部沿傾向延伸較小，中東部較大，其中礦區(qū)中部8線沿傾斜延伸最大，礦體長度沿傾向總體變化于44.31～149.74m。產(chǎn)狀200°～224°∠46°～63°。

圖2 小池溝礦區(qū)6W線地質(zhì)剖面圖

由于F2斷層影響，礦體的連續(xù)性遭到破壞，礦體在標(biāo)高+1 900～+1 860m段被向北錯到標(biāo)高+1 860～+1 862m的位置,斷距為20m。

3.2 礦石質(zhì)量

(1)礦石礦物成分及結(jié)構(gòu)構(gòu)造。

礦物主要成分為方解石，含少量白云石、石英等，副礦物有磁鐵礦等。巖石中交代結(jié)構(gòu)發(fā)育，表現(xiàn)為白云石被方解石沿解理縫交代。礦石為中細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu)，中厚層—塊狀構(gòu)造，局部見有條帶狀構(gòu)造。

(2)礦石的化學(xué)成分及品位變化特征。

區(qū)內(nèi)礦石總體CaO含量41.50%～55.70%，變化系數(shù)2.13%；MgO含量0.11%～1.47%，變化系數(shù)45.68%；K2O含量0.03%～0.54%，變化系數(shù)102.58%；Na2O含量0.007%～0.15%，變化系數(shù)65.72%。礦石化學(xué)成分CaO、MgO穩(wěn)定，K2O和Na2O變化較大(表2)。

表2 主要有用和有害化學(xué)成分變化特征一覽表(單位：%)

根據(jù)采樣測試分析，區(qū)內(nèi)礦石有用組分CaO的變化特征見表3。通過對地表和深部礦石有用組分CaO含量的對比發(fā)現(xiàn)，區(qū)內(nèi)礦石質(zhì)量總體較好，其中地表礦體礦石質(zhì)量較深部更好、更穩(wěn)定。

表3 礦石主要有用組分(CaO)的變化特征一覽表

(3)礦石類型及品級。

根據(jù)礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造等特征，水泥用大理巖的礦石自然類型為乳白色中厚層—塊狀中細(xì)粒大理巖。礦區(qū)內(nèi)礦石平均品位：CaO 54.19%、MgO 0.36%、K2O+Na2O 0.05%,為水泥用大理巖Ⅰ級品。

4 礦床成因

該大理巖所處的寒武系關(guān)子鎮(zhèn)蛇綠巖帶(?YGsl)西段出露在武山縣鴛鴦鎮(zhèn)茍家河—華靈山一帶，中部在關(guān)子鎮(zhèn)—甘谷古坡—武家河一帶，東段在光王山一帶斷續(xù)出露，多呈大型構(gòu)造巖塊或巖片產(chǎn)出。該含礦層是秦嶺商丹洋盆在新元古代—早古生代期間擴(kuò)張過程中巖漿活動的產(chǎn)物，其形成環(huán)境為洋盆環(huán)境，屬于商丹蛇綠巖帶的西延[10]。礦區(qū)地層巖相建造屬中深變質(zhì)火山碎屑巖夾少部分碳酸鹽巖，為一套優(yōu)地槽的沉積物，在火山活動間歇階段在海底形成一層穩(wěn)定的碳酸鹽巖沉積層，之后又接受了火山噴發(fā)沉積。因而該大理巖的分布出現(xiàn)局部的不連續(xù)性，在地表呈狹長條帶狀等特征，形成一海相化學(xué)沉積變質(zhì)型礦床[11]。

4 結(jié)論

小池溝水泥用大理巖礦賦存于寒武紀(jì)關(guān)子鎮(zhèn)蛇綠巖地層中，屬東秦嶺早古生代商丹蛇綠巖帶在西秦嶺的西延部分，屬于海相化學(xué)沉積變質(zhì)型礦床。

礦體呈層狀、厚度較為穩(wěn)定，礦石質(zhì)量較好，達(dá)到水泥用大理巖Ⅰ級品的工業(yè)要求。但后期構(gòu)造運(yùn)動對深部礦體有較大影響。在實(shí)際勘查和生產(chǎn)活動中應(yīng)加強(qiáng)對礦體深部延伸方向的斷裂構(gòu)造研究。