福建省将乐县山精方解石矿床成因及找矿方向探讨

吴 冬

（福建省第八地质大队，福建 龙岩 364012）

通过对矿区控矿因素及成因的研究，矿区北部及西部具有较好的成矿条件。但根据矿区地质特征及成矿地质条件，矿区北部及西部矿体埋藏较深。

1 区域地质概况

山精方解石矿床位于华力西-印支构造旋回大明坑背斜南东翼与九仙山岩体交界地带，师公坛-南仂北东向断裂大明坑段东南部位。区内褶皱、断裂构造较为发育。褶皱主要为大明坑背斜，呈北东向展布。断裂以北东向为主，师公坛—南仂断层、洋坑—万安断层北东向展布，系省内崇安—石城大断裂带的次级断裂，斜贯研究区。该断裂自加里东期来便长期活动，但燕山期活动最强烈，如图1。

图1 研究区区域地质简图

2 矿体地质特征

山精矿区发现方解石矿床1 处，根据矿床的赋矿层位特点，矿床分布规模不等的矿体，矿体数量合计4 个，均为隐伏矿体，矿体展布与地层一致。矿体主要赋存于溪口组（T1x）地层中。矿体产出为接触变质类型，由石灰岩与岩浆岩热接触变质而形成。岩浆活动的热量和析出的气液影响产生石灰岩重结晶作用和褪色作用而形成的方解石[1]。矿体受区内地层岩性及地层的空间展布控制矿床的空间分布。矿体形态呈层状、似层状产出，矿体连续，单个矿体厚度大且变化较小，矿物组合简单，方解石结晶较好。根据矿石矿物组成、结构构造特征，矿石主要为全晶质块状方解石矿。

2.1 矿体规模、形态产状

目前在矿区内4 个方解石矿体，均为隐伏矿体，方解石矿体主要赋存于早三叠世溪口组（T1x）地层中，矿体规模、形态及空间分布特征受沉积建造制约，矿体沿走向长度＞400 m，沿倾向方向宽度＞200 m，矿体厚度3.72～62.05 m 不等。矿体产状走向10°～30°，倾向NW，倾角20°～30°。各矿体具体特征如下：

Ⅰ号方解石矿赋存于溪口组（T1x），厚度3.72～10.78 m，总体走向30°，倾向NW，倾角20°～25°。矿石品位：CaO52.98%～54.72%，平均品位53.65%；白度85.05%～90.23%，平均品位88.23%。达到方解石矿二级品要求。

Ⅲ号方解石矿赋存于溪口组（T1x），厚度39.01～62.05 m，总体走向30°，倾向NW，倾角20°～25°。矿石品位：CaO52.53%～53.53%，平均品位53.28%；白度86.08%～91.52%，平均品位89.04%。达到方解石矿二级品要求。

Ⅳ号方解石矿赋存于溪口组（T1x），厚度27.16～52.01 m，总体走向30°，倾向NW，倾角20°～25°。矿石品位：CaO52.31%～53.20%，平均品位53.15%；白度90.08%～92.04%，平均品位91.94%。达到方解石矿二级品要求。

2.2 矿石矿物组成及化学成分

2.2.1 矿石矿物成分

矿石矿物主要有方解石，脉石矿物为硅灰石、石英等。方解石：呈灰白、白色，形态呈菱面体、粒状集合体，条痕为白色，菱面体解理完全，玻璃光泽，粒度2～5 mm 不等。方解石形态及产出特征具一定的空间分布规律，新鲜面颜色依次为灰-灰白-白色，接近围岩因受温度不均匀，结晶程度也随之不均匀。

2.2.2 矿石化学成分

方解石矿主要组分为CaO、MgO、SiO2。

CaO：含量52.07%～55.20%，平均含量53.29%。

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MgO：含量0.20%～1.13%，平均含量0.45%。

SiO2：含量0.56%～10.09%，平均含量2.78%。

2.3 矿石结构、构造

矿石具自形-半自形粒状变晶结构。矿石发育块状构造，局部少量微条带构造。矿体与围岩接触关系发育渐变过度接触。

2.4 围岩蚀变

矿区内变质作用类型主要为接触变质作用。区内围岩蚀变主要有大理岩化和硅灰石化。此外，矿区内还见零星的黄铁矿化、绿泥石化、角岩化等蚀变现象。

由于受岩浆热源的影响，局部灰岩发生重结晶，形成大理岩化灰岩或大理岩，局部泥质岩发生变质结晶，形成角岩。其中大理岩化与本区的方解石矿体形成关系密切。

大理岩化：常与矽卡岩化相伴出现，分布在矽卡岩和铁矿体的周边。主要表现为微晶方解石进一步重结晶，形成细晶—中晶，少量粗晶的方解石，因而形成大理岩化灰岩或大理岩，方解石的粒度0.05～1.5 mm 不等，长轴具定向排列，常夹炭质或透辉石条带构成条带状构造。大理岩化与方解石矿关系密切。

3 分析与讨论

3.1 控矿因素

3.1.1 矿体赋存的地层

矿体主要赋存于山精地区三叠世溪口组（T1x），岩性为大理岩、大理岩化灰岩、含硅灰石大理岩化灰岩、角岩化硅泥岩。原岩为石灰岩、鲕状石灰岩、硅泥岩、泥岩。矿体赋存于大理岩、大理岩化灰岩中，方解石矿体呈层状、似层状产出，矿体产状与地层产状一致，矿体形态产状明显受地层控制。

3.1.2 燕山早期花岗岩体

山精方解石矿位于燕山早期二长花岗岩体的上部外接触带。当富含热流体的燕山早期酸性花岗岩基或岩株侵入碳酸盐岩建造中时，碳酸盐岩受热而发生重结晶作用即接触热变质作用，原岩粒度变粗，颜色变浅[2-3]，形成大理岩、大理岩化灰岩，进而形成方解石矿体。

综上所述，山精地区接触变质型方解石矿的形成有两个缺一不可的因素：一是沉积建造中有利的地层；二是侵入于其中并使其发生接触变质作用的富含流体的岩体[4]。

3.2 矿床成因

3.2.1 地层条件

早二叠世末，由于东吴运动影响，区域内早二叠世沉积碎屑岩及碳酸盐岩短期隆起并遭受剥蚀，造成早-中二叠世之间的假整合。晚二叠世，区域内接受了新的海侵，并不断扩大，沉积了翠屏山组海陆交互相砂泥岩建造及大隆组浅海相粉砂质泥岩。早三叠世，海水淡化，瓣鳃类繁生，沉积了三叠世溪口组泥岩、钙硅泥岩、灰岩。

3.2.2 温度条件

侏罗世末期，由于燕山运动Ⅲ幕影响，产生了以断裂为特征的构造变形，形成了安仁-西溪北东向断裂带、外垇南北向断裂带及朱口-曹坊北西向断裂带。伴随着构造变形，燕山早期九仙山花岗岩浆侵入。

3.2.3 成矿作用

早三叠世溪口组石灰岩，由于燕山早期岩九仙山花岗岩浆侵入的热量和析出的气液影响，产生重结晶作用和褪色作用形成的方解石矿床。岩体外接触带的碳酸盐岩发生强烈的热接触变质作用，在石灰岩中形成大理岩化蚀变带，在空间上具有侵入岩-粗晶大理岩-细晶大理岩-大理岩化石灰岩-石灰岩的递变特征，并在成分较纯的大理岩带中形成白色方解石矿床。

综上所述，并结合区域地质、地层、岩性、矿体特征，山精矿区方解石矿矿床成因类型为接触变质型方解石矿床。

4 找矿标志及找矿方向

4.1 找矿标志

4.1.1 地层标志

控矿地层为溪口组地层（T1x），也是矿区方解石矿矿体的赋矿层位。该地层属一套滨海相碳酸盐岩、硅泥岩沉积建造，由于受后期岩浆侵入，热液蚀变强烈，碳酸盐岩形成大理岩、大理岩化灰岩。

4.1.2 岩浆岩标志

矿床内与成矿关系密切的岩浆岩主要为二长花岗岩（γJ1），与早三叠世溪口组（T1x ）接触，溪口组灰岩普遍具大理岩、大理岩化，是方解石矿体的主要形成条件，因此二长花岗岩（γJ1）与溪口组地层接触部位也是找矿标志之一。

4.1.3 围岩蚀变标志

由于受热接触变质作用影响，矿床内围岩蚀变较强烈，主要蚀变有大理岩化、角岩化等。大理岩化为近矿围岩蚀变，矿体均产于大理岩化中，为矿体主要的围岩蚀变标志。另矿区大理岩化均赋存于角岩化硅泥岩蚀变下部，因此溪口组地层中的角岩化也是找矿标志之一。

4.2 找矿方向

（1）根据已有钻孔及地表露头显示，方解石矿体由南东至北西沿走向方向，方解石矿体越来越厚大，在北西约2 km地表内发现大量角岩化硅泥岩，且在北西侧约2 km 外发现有二长花岗岩与角岩化硅泥岩接触，与矿区沉积建造相近，侵入接触一致，热接触变质一致。因此，矿区北西侧具备发现厚大方解石矿体的可能。

（2）由于方解石矿体在ZK1504、ZK704 钻孔位置矿体厚大，厚度达62.05 m，根据地质特征分析可知，矿区北部，因有着相似的成矿地质条件，具备了再次发现厚大方解石矿体的可能。

同时，根据地表调查并结合剖面分析：矿区南部及东部，二长花岗岩大面积出露（九仙山岩体），因此在矿区南部及东部不具备形成较大规模方解石矿床的地质条件；早二叠世船山组（P1c）地层碳酸盐岩被燕山早期二长花岗岩（γJ1）破坏而缺失或范围厚度较小，不具备成矿条件。