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摘要 :本次研究矿区属来宾市兴宾区五山镇管辖,区域上位于华南板块 - 华南活动带 - 桂中 - 桂东褶皱系 - 桂中凹陷,矿体 赋存于上石炭统— 下二叠统马平组(C2P1m)、中二叠统栖霞组 (P2q) 灰岩中,呈单斜层状产出,构造简单,矿石质量好,满足 冶金熔剂用矿产材料的工业指标要求。
关键词 :来宾市,黄埠,矿产材料,冶金熔剂
本次所研究的矿产资源主要是碳酸钙的重要原料,广泛应用于冶金、水泥、化工等领域。来宾市矿产资源分布面积广、资源储量大,矿石质量优良,近年来,自治区自然资源厅、来宾市政府及相关部门大力发展矿产加工产业,尤其是对矿产的深加工产业。随着外地玻璃生产厂家、钢企、建材、陶瓷以及橡胶等工业对矿产材料的需求增加,目前矿产品产量远不能满足市场需求。因此,要增大产能、合理开发利用矿产资源、寻找优质的矿产成为了来宾市迫切需要解决的问题。
1 地质背景
本次所研究的矿产区域位于来宾市兴宾区五山镇黄埠村北侧,行政区划属来宾市兴宾区五山镇管辖,距离来宾市约 30 公 里,交通较为便利。大地构造位置位于华南板块(一级) -华南活 动带(二级) - 桂中 - 桂东褶皱系(三级) - 桂中凹陷(四级)。区域上位于桂中坳陷南部, 出露最老地层为上泥盆统, 以褶皱和断裂均有发育。褶皱为平缓的短轴背、向斜,部分为构造盆地,包括了华力西 - 印支期和燕山期构造,以华力西 - 印支期为主。以总体发育弧形构造带为特色, 发育近南北向宽缓短轴褶皱为主, 部分北东-北东东向, 局部北西向, 因伴生的同走向断层切割破坏, 形态不完整。
下泥盆统、中泥盆统砂页岩层厚达三千余米,晚泥盆世沉积 最厚达 1800m 的上泥盆统岩层。忻城县—来宾市良塘一带, 中石 炭世—早二叠世碳酸盐岩厚达2500m ~ 3000m, 采矿潜力巨大。
区域矿产资源比较丰富, 多金属矿床有 :钨、锡、铅、锌、铜、 金等 ;黑色金属矿床有 :锰矿 ;能源矿床有 :煤矿 ;非金属矿有 : 石灰岩、白云岩等。
2 矿区地质
2.1 地层
矿区内地层,由老到新划分 3 个组级岩石地层单位 :上石炭统—下二叠统马平组(C2P1m)、中二叠统栖霞组(P2q) 和第四系 临桂组(Ql)。根据组内岩性特征,进一步将马平组(C2P1m)划 分为 5 段,矿区内出露2 段~ 5 段 ;同时将马平组五段(C2P1m5) 细分为4 个亚段, 共划分出 8 个非正式填图单位。
现将逐一进行简要描述 :
马平组(C2P1m) :为矿区主要赋矿层位。总体走向北西西, 倾向北北东,产状变化范围 34°~ 75°∠ 6°~ 18°。本次勘 查工作以单层厚薄、颜色深浅、古生物含量多少及沉积特征对其 细分为 5段,再根据白云质含量的变化作为分层标志, 自下至上, 将马平组五段细分为4 个亚段。
马平组一段(C2P1m1) :厚度>25.2m,分布于矿区外内黄埠 一带,主要岩性以深灰色 - 灰色中 - 厚层状生物屑灰岩、砂屑生 物屑灰岩为主,生物碎屑结构、砂屑结构、微晶结构,顶部以深 灰色薄层状含砂屑微晶灰岩层与马平组二段(C2P1m2) 相区分。
生物屑灰岩层为中 - 厚层状构造,单层厚介于 30cm ~ 80cm 之间,生物屑占 45% ~ 60%,以蜓和珊瑚为主。发育鸟眼构造、 窗孔构造。整体属于开阔碳酸盐台地沉积。
马平组二段(C2P1m2) :厚度约 32m ~ 50m,矿产结构出露 面积极小,分布于矿区南部边缘,主要岩性 :浅灰色 - 灰色厚 层 - 块状微晶生物屑灰岩、砂屑生物屑灰岩、微晶灰岩,生物 碎屑结构、砂屑结构、微晶结构,厚层 - 块状构造,单层厚介于 80cm ~ 300cm之间, 生物屑约占 15% ~ 60%, 往上生物屑含量 增多,以蜓及珊瑚为主,少量腕足类。整体属于开阔碳酸盐台地 沉积。
马平组三段(C2P1m3) :厚度约 30m ~ 54m。分布于矿区南 部和西部边缘,主要岩性 :深灰色、灰色中 - 厚层状含生物屑灰 岩、粉晶微晶生物屑灰岩,单层厚介于 30cm ~ 80cm之间。生物 屑主要为海百合茎、腕足碎片和少量珊瑚, 含量介于 5% ~ 30%。 以颜色较深、层厚相对较薄区别于上覆马平组四段地层。受风化 作用影响,局部多发育溶蚀沟,表面呈不规则状、蜂窝状。整体 属于开阔碳酸盐台地沉积。
马平组四段(C2P1m4) :厚度约为 120m ~ 153m, 为矿区主 要出露地层。分布于矿区中部和南部,主要岩性 :浅灰色、灰 色厚层 - 块状生物屑灰岩、生物屑微晶灰岩,以厚层 - 块状为 主,单层厚介于 70cm ~ 200cm之间,顶部局部发育数层厚度在5cm ~ 20cm 厚的条纹状、似层状白云质岩层。生物屑主要为珊 瑚、蜓、海百合茎和腕足碎片, 含量介于20% ~ 60%之间。以中- 厚层状白云质岩层的出现区别于上覆马平组五段地层。发育缝 合线构造、窗孔构造。整体属于开阔碳酸盐台地沉积。
马平组五段(C2P1m5) :厚度约为 92m ~ 107m。分布于矿区 北东部一带,以白云质含量的变化作为分层标志,自下至上,将 马平组五段细分为4 个亚段 :
马平组五段一亚段(C2P1m5-1) :厚度约为 5m ~ 32m, 主要 发育2 个~ 3 个“白云岩(白云质灰岩) →灰岩”的沉积韵律,单 韵律厚度在 3m ~ 15m 间,整体由北西往南东灰岩增多。灰岩段 岩性为浅灰色厚 - 块状含生物屑微晶灰岩、砂屑微晶灰岩,厚 - 块状构造,单层厚介于 90cm ~ 150cm之间 ;白云岩(白云质灰 岩) 段岩性为浅灰色厚 -块状白云质灰岩、浅灰色厚层状灰质白 云岩层,厚度不稳定,厚 -块状构造,单层厚介于 80cm ~ 180cm 之间。此亚段由北西往南东厚度变薄、灰岩变多、白云质变少的 趋势。
马平组五段二亚段(C2P1m5-2 ) :厚度约为 25m ~ 32m, 岩性 为浅灰色厚 - 块状含生物屑砂屑灰岩、微晶生物屑灰岩夹微晶 灰岩,厚层 - 块状构造,单层厚介于 55cm ~ 150cm 之间 ;生物 屑主要为腕足碎片、珊瑚、蜓和海百合茎,含量介于 5% ~ 40% 之间。
马平组五段三亚段(C2P1m5-3) :厚度约为 14m ~ 40m, 岩 性为灰色厚层状含生物屑灰岩夹浅灰色厚 - 块状灰质白云岩 层,局部发育条带状灰质白云岩层。含生物屑灰岩,厚层状构 造,单层厚介于 55cm ~ 90cm 之间 ;灰质白云岩单层厚介于 60cm ~ 180cm之间,岩石表面刀砍纹明显。生物碎屑主要为珊 瑚、蜓和海百合茎, 含量介于 5% ~ 7%之间。
马平组五段四亚段(C2P1m5-4) :厚度约为25m ~ 32m, 岩性 为浅灰色厚-块状生物屑灰岩、含生物屑灰岩, 局部夹微晶灰岩, 厚层 - 块状构造,单层厚介于 60cm ~ 150cm 之间,局部见缝合 线构造。生物屑以蜓及珊瑚为主, 含量介于 5% ~ 30%之间。
栖霞组(P2q) :未见顶,厚度>32m,分布于矿区北东部山 顶。下部岩性为灰黑色中 - 厚层状微晶灰岩、含生物屑微晶灰岩 夹少量硅质团块,灰岩单层厚介于 35cm ~ 90cm 之间,含少量 蜓及珊瑚化石 ;硅质团块为黑色,大小介于 5cm ~ 10cm 为主。 上部为灰黑色中 - 厚层状生物屑微晶灰岩夹黑色似层状硅质岩, 单层厚介于 40cm ~ 90cm 之间,生物屑以海百合茎、珊瑚及蜓 为主,含量介于 32% ~ 45% 之间 ;硅质岩呈黑色,质地坚硬, 似层状, 厚度多介于 10cm ~ 15cm之间。
临桂组(Ql) :主要分布于矿区北西山脚洼地,地表呈面状, 主要为强风化残坡积物, 成分为棕褐色粘土、亚粘土、砾石等。
溶洞角砾岩 :综合填图资料及工程控制情况可知,在马平组四段沿岩层裂隙发育一古溶洞堆积物 , 已固结成溶洞角砾岩, 其发育形状与地下水活动导致的裂隙形状及规模有关。根据目前工程控制情况可知,溶洞角砾岩厚度在 55m ~ 65m 之间,主 要由角砾状岩块及胶结物组成,角砾状岩块成分局部见硅质团块, 多呈次圆状—次棱角状, 大小在 1cm×3cm ~ 12cm×30cm 间,局部为 60cm×100cm,胶结物以钙质为主。根据剥土工程和钻探工程所采集的样品分析结果可知,矿体结构成分不影响矿 石质量。
2.2 构造
矿区构造较为简单,地层均呈单斜产出,总体产状稳定且平 缓,倾向北东,产状变化范围为 34°~ 75°∠ 6°~ 18°,平均 产状为 60°∠ 9°。矿区内目前未发现明显的断层,局部岩层中 多组节理裂隙发育 , 节理方向以北西西向为主。
3 矿体特征及成因
3.1 矿体形态
本矿床属于开阔台地相沉积露天矿床。矿区属峰丛洼地地 貌,由多座呈塔状或锥状的山峰组成,最高峰位于矿区北东部, 峰顶高程 377.38m ;最低为北西的洼地, 高程 152.51m。
矿区赋矿层位主要为上石炭统—下二叠统马平组(C2P1m), 少部分为中二叠统栖霞组(P2q),地层呈单斜层状产出,产状平 缓,平均产状 60°∠ 9°,形态简单。矿区内各岩性段之间均为 整合接触关系。
本次共圈出有色冶金熔剂用矿体 2 个,主要赋存于马平 组二、三、四、五段中,几乎分布于整个矿区,岩性主要为浅 灰色厚层—块状微晶灰岩、生物屑灰岩、含生物屑微晶灰岩、 砂屑生物屑灰岩夹浅灰色厚 - 块状灰质白云岩。出露标高为 +158.1m ~ +332.4m, 矿体出露厚度22.96m ~ 142.57m, 平均厚 度 88.30m,产状与地层产状基本一致,平均产状 60°∠ 9°,形 态简单。根据矿体分布特点和勘查工作特点, 矿区矿体主要用途 为冶金熔剂用, 再细分为有色冶金熔剂用矿产资源, 分别由字母 Y、H 表示,其中有色冶金熔剂用矿产资源是主要勘查矿种,矿 体共 2 个,分别编号为 :Y1 号矿体(主矿体)、Y2 号矿体,黑色 冶金熔剂用矿体 1 个,编号为 :H1 号矿体。各矿体严格受岩层 产状控制,矿体间相互叠加,且均为整合接触。现将两个矿体主 要特征叙述如下 :
Y1 号矿体(主矿体) :赋存于马平组二、三、四段和五段二 亚段中,岩性主要为浅灰、灰色中—厚层(含) 生物屑微晶灰岩、 微晶灰岩、砂屑微晶灰岩,局部发育 1层~ 2层中层状白云质灰 岩夹矿体。矿体剖面形态呈单斜厚块层状、板状产出。矿体沿北西走向长约 910m,倾向延长水平投影宽度约 1200m,沿走向 及倾向出矿区。矿体出露地表,其剖面上的形态与受剥蚀程度 (地形) 有关。产状与地层产状一致,倾向为 34°~ 75°,倾角 6°~ 18°, 平均为 60°∠ 9°。
Y2 号矿体 :赋存于马平组五段三亚段,主体岩性为灰色厚 层状含生物屑灰岩夹浅灰色厚 - 块状灰质白云岩,主体岩性以 含生物屑灰岩为主。矿体出露地表,呈环状分布于矿区北东部 一带。矿体沿北西向走向长约 230m ;倾向延长方向水平投影 宽度约226m,产状与地层产状一致,倾向为 50°~ 72°,倾角 8°~ 9°,平均为 61°∠ 9°。
H1 号矿体 :赋存于栖霞组,主体岩层为灰黑色中 - 厚层 状微晶灰岩、(含) 生物屑灰岩夹少量硅质团块、局部夹似层状 或团块状硅质岩。矿体出露地表,呈圆锥状盖于矿区北东部一 带山顶。矿体规模较小,矿体沿北西向走向长约 129m。产状与 地层产状一致,倾向为 72°~ 90°,倾角 8°~ 9°,平均为 86°∠ 9°。
3.2 矿石类型
有色冶金熔剂用矿层由生物屑微晶灰岩、微晶灰岩、砂屑 微晶灰岩及少量的白云质灰岩等组成,矿物成分主要为方解石 (98% ~ 100%),含少量白云石、高岭石、有机质等,矿石自然 类型划分为微晶灰岩矿石、生物碎屑灰岩矿石、砂屑灰岩矿石 等。矿石平均化学成分(有害、有益) 含量符合有色冶金熔剂用 原料矿石化学成分一般要求,矿石工业类型划分为冶金辅助原 料矿产——有色冶金熔剂用矿产材料。
黑色冶金熔剂用矿层由微晶灰岩、生物屑微晶灰岩夹少量 硅质团块、局部夹似层状或团块状硅质岩组成, 矿物成分主要为 方解石,局部为石英,含少量白云石、高岭石、有机质等。矿石 自然类型划分为微晶灰岩矿石、生物碎屑微晶灰岩矿石等。矿石 平均化学成分(有害、有益) 含量符合黑色冶金熔剂用石灰岩原 料矿石化学成分一般要求,矿石工业类型划分为冶金辅助原料 矿产——黑色冶金熔剂用石灰岩矿。
3.3 矿石质量
Y1号矿体(主矿体) :矿体埋深范围 9.94m ~ 197m, 工程控 制真厚度为 56.26m ~ 142.57m, 平均厚度为 105.00m, 厚度变化 系数为27.76%,属于厚度稳定型(厚度变化系数 <40%),其主要 化学成分的变化特征为 :CaO40.68% ~ 55.69%, 平均 54.98% ; MgO0.17% ~ 7.02%, 平 均 0.57% ;SiO20.001% ~ 5.16%, 平 均 0.22%。矿石质量最好, 矿层最厚, 有害杂质少, 满足冶金熔剂用 矿产材料的工业指标要求, 可作为优质优用矿床。
Y2号矿体 :工程控制真厚度为22.96m ~ 33.16m, 平均厚度为27.11m,厚度变化系数为 19.77%,属于厚度稳定型(厚度变化 系数 <40%) ;矿体埋深范围为 0m ~ 20m。主要化学成分为 CaO 平均 54.99%, MgO 平均 0.52%, SiO2 平均 0.33%,整体矿石质量 较好, 有害杂质少, 满足冶金熔剂用矿的工业指标要求。
H1 号矿体 :工 程 控 制真 厚度 为 14.52m ~ 46.52m, 平 均 厚度为 30.52m。主要化学成分为 CaO50.02% ~ 54.99%, 平均 53.50% ;MgO0.52% ~ 2.17%, 平均 1.03% ;SiO20.22% ~ 6.5%, 平均2.14%,整体矿石质量较好,满足黑色冶金熔剂用矿产材料 的工业指标要求。
3.4 矿床成因
区域上来宾市境内几乎全为沉积岩,由老至新为寒武系 - 白垩系地层,出露面积以寒武系、泥盆系及石炭系沉积岩为主。来 宾市构造位置处于桂中盆地,湘桂赣褶皱带与华夏褶皱带交汇 处,为碳酸盐岩沉积提供了有利的沉积空间。
黄埠矿区冶金熔剂用矿产材料的赋矿层位为上石炭统 - 下 二叠统的马平组和下二叠统的栖霞组,这都是整个广西重要的 碳酸盐岩矿床赋矿层位。
有色冶金熔剂用矿赋存于马平组中,呈层状产出,厚度巨 大,沿走向、倾向延伸较稳定。矿石主要成分为碳酸盐粒屑,粒 屑类型主要为生物碎屑、砂屑及少量藻砂屑, 化学组分含量变化 很小,矿石中含有蜒、珊瑚、有孔虫、棘屑、藻屑等指相生物化 石。根据指相生物化石特征, 为开阔台地相沉积形成。
黑色冶金熔剂用矿赋存于栖霞组中,呈层状产出,出露厚度 不大。矿石主要成分为碳酸盐粒屑,粒屑类型主要为生物碎屑、 砂屑。局部含硅质团块(条带),成分为石英、玉髓。根据区域沉 积环境对比, 为斜坡相沉积、交代而成。
综上所述,本矿床为开阔台地相 -斜坡相生物 -化学沉积型 碳酸盐岩矿床,其中开阔台地相沉积形成的矿床矿石质量良好、 厚度稳定。
4 结语
该矿区冶金熔剂用矿床经地质详查表明 :①矿体赋存于上 石炭统—下二叠统马平组(C2P1m)、中二叠统栖霞组(P2q)灰岩 中,矿体界线与地质界线重合 ;②矿体呈单斜层状产出, 构造简 单,矿石质量好, 满足冶金熔剂用矿产材料的工业指标要求 ;③ 矿体与夹石之间接触关系明显,以矿产勘查规范中的边界品位 来划分 ;④矿区内未发现明显断裂构造 ;⑤矿区内无区域变质、 岩浆岩侵入活动。
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