武乡县南郊矿区冶镁白云岩矿地质特征

冯 宇 翔

(山西省地勘局二一二地质队地勘处，山西 长治 046000)



武乡县南郊矿区冶镁白云岩矿地质特征

冯 宇 翔

(山西省地勘局二一二地质队地勘处，山西 长治 046000)

通过探查武乡县南郊冶镁白云岩矿矿区内地层、构造、含矿层位及矿体空间展布，大致查明了矿体形态、规模、产状、厚度、矿石成分、矿石类型及分布；矿体覆盖层的分布及岩性特征，了解了矿体中夹石的种类、分布、夹石的矿物成分、化学成分、结构和构造，为在该地区开展岩矿调查工作提供了很好的依据。

矿体形态，冶镁白云岩，地层

0 引言

武乡县南郊冶镁白云岩矿区调查评价及勘查工作始于二十世纪五六十年代，1953年山西省工矿研究所薄绍宗同志曾在其所著的《黎城、襄垣、武乡一带白云石报告》中，对包括普查区有所叙述。1957年北京地质学院在该区(包括普查区)做了一定的地质调查工作，1959年晋东南专员公署地质局黎城地质队姚禹钦、张崇淦等圈出了含矿地层(寒武系三山子组一段)的顶、底界，最近的勘查工作于20世纪90年代后期，山西地质矿产勘查开发局二一二地质队曾于黎城县南委泉乡茶棚滩一带开展过提炼金属镁用白云岩的地质检查评价工作。综上所述，本地区及周边地区地质勘查工作程度较低，对本次工作的借鉴意义较低。经过本次的勘查工作，通过分析冶镁白云岩矿的成矿地质特征，在该区发现了较好的找矿线索，因此在该地区开展冶镁白云岩矿调查工作具有很好的找矿意义。

1 区域地质背景

研究区位于太行山块隆的西缘，晋获褶断带的西侧，沁水块坳的东翼娘子关坪头坳缘翘起带。区域地层总体走向北东，倾向北西，晋—获褶断带北北东自沁水块坳东缘通过。区域内出露地层由老至新有长城系、寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系、新近系及第四系等。其中区域寒武系三山子组一段地层为冶镁白云岩的含矿层位。

2 矿区地质

2.1 地层

研究大部分为基岩裸露区，主要出露地层为中元古界长城系常州沟组，古生界寒武系下统馒头组、寒武系中统张夏组、寒武系上统崮山组、寒武系上统三山子组一段，奥陶系下统三山子组二段、奥陶系中统下马家沟组地层，其中寒武系上统三山子组一段中上部白云岩品质优良，为本次工作的重点对象。第四系黄土及基岩残坡积物沿山坡和冲沟分布。

现根据区域地质特征及研究区实测地层剖面将普查区地层由老至新分述如下：

1)长城系常州沟组(Chc)。

出露于研究区东北角，顶部主要岩性为灰白色巨厚层状石英岩，中部岩性主要为浅红色厚层状石英岩夹浅黄色或灰绿色薄层钙质页岩，底部为中厚层石英岩状砂岩，岩层局部可见小型交错层理，波痕等构造，本组岩性较单一，岩石碎屑几乎全为石英颗粒，顶部岩层中SiO2含量达到98%以上，可作为优质的硅质原料。出露最大厚度105 m左右。

2)寒武系下统馒头组(∈1m)。

寒武系下统馒头组零星出露于研究区的东部，下部主要岩性为灰黄色薄层状泥灰岩、白云质泥灰岩夹紫红色泥岩为主，夹有少量的薄板状泥质微晶灰岩、泥质条带微晶灰岩、薄板状粉砂岩；中部岩性主要为砖红色泥岩、粉砂质泥岩夹鲕粒灰岩为主，局部可见水平层理以及波状层理；上部岩性主要为灰紫色泥岩、页岩夹砂岩。本组地层出露最大厚度50 m左右。

3)寒武系中统张夏组(∈2z)。

寒武系中统张夏组下部主要岩性为深灰色厚层状鲕状灰岩，深灰色泥质条带灰岩夹薄层灰绿或灰紫色薄层状泥岩；中上部岩性主要为深灰色厚层状鲕粒灰岩、砂屑灰岩、泥质条带泥晶灰岩，沉积构造主要见水平层理、板状交错层理、槽状交错层理等，本组地层地貌下部呈一缓坡，中上部呈一陡崖。本组地层厚160.41 m。

4)寒武系上统崮山组(∈3g)。

下部主要岩性为灰色泥质条带泥晶灰岩夹竹页状灰岩，竹页状砾屑一般呈水平排列，砾径0.5 cm～2 cm左右，向上竹页状灰岩减少；中上部岩性主要为含白云质灰岩、泥质条带灰岩,本组沉积构造发育，可见水平层理、板状斜层理等。本组地层厚43.13 m。

5)寒武系上统三山子组一段(∈3S1)。

该组为冶镁白云岩矿含矿层位，其下部岩性主要为浅灰绿、浅黄色中～薄层细晶白云岩夹中层状泥质细晶白云岩，局部夹灰绿色白云质泥岩。中下部岩性主要为灰白色厚层状中粗晶钙质白云岩，多见褐色铁质薄膜，局部见后期溶蚀坑洞，为冶镁白云岩矿体底板。中上部岩性主要为灰白色厚层状中粗晶白云岩，局部见少量白色燧石团块，局部见水平层理、板状交错层理等沉积构造，该层为冶镁白云岩矿体层位,地貌上呈一陡坎。该段地层厚69.3 m。

6)奥陶系下统三山子组二段(O1S2)。

主要岩性下部为灰白色中～厚层状中细晶白云岩，多含燧石团块或燧石条带，燧石大部呈白色，少量呈黑色，多为蜂窝状呈层状分布；上部岩性为浅灰色中层状细晶白云岩夹中薄层含泥质条带细晶白云岩，发育水平层理、波状层理等沉积构造。与下伏寒武系上统三山子组一段地层呈整合接触。该段地层厚71.37 m。

7)奥陶系中统下马家沟组(O2x)。

主要岩性下部为浅黄色中厚层状白云质泥灰岩、浅黄色角砾状泥灰岩，上部岩性主要为中薄层状白云质灰岩、角砾状灰岩，偶见生物屑灰岩及豹斑状灰岩，发育水平层理。主要分布于普查区西部及零星残留于普查区中西部山包。残留最大厚度约25 m。

8)第四系(Q)。

主要岩性为沿山坡及冲沟分布的浅红色粉质亚粘土，粉质亚砂土，其顶部多为黑色腐殖土，植物根系发育，中部多为粘土层，局部见灰白色钙质结核，似层状分布；另于沟谷中多见砂、砾石层，砾石大小混杂，磨圆度不一。厚0 m～10 m。

2.2 构造

研究区位于太行山块隆的西缘，晋获褶断带的西侧，沁水块坳的东翼娘子关坪头块坳翘起带，普查区内地层走向北北东，倾向300°左右，倾角5°～12°，普查区构造总体呈北西倾斜的单斜构造。另于研究区南东部见一条正断层，走向北东42°，延伸长度1 200 m左右，倾向310°，倾角75°，北西盘下降，南东盘上升，落差40 m左右。总体来说研究区构造简单。

3 矿体地质

3.1 矿体特征

普查区白云岩矿体呈层状赋存于寒武系上统三山子组一段，位于寒武系上统三山子组一段的中上部，总体上呈一层矿，根据研究区矿体自然剥蚀分布特征，分为三个矿体。

1)Ⅰ号矿体。Ⅰ号矿体位于研究区的北部，矿体最大厚度61.47 m，矿体最小厚度11.65 m，矿体平均厚度40.58 m，矿体厚度稳定，结构简单，局部见1层～2层白云岩夹层。矿体顶板为三山子组二段含燧石中细晶白云岩，底板为中厚层状含泥质细晶白云岩。矿体总体走向北东，侵向西或北西，产状与围岩岩层一致，倾角5°～12°左右。矿体底部局部见溶蚀坑洞。矿体赋存标高1 630 m～1 855 m。

2)Ⅱ号矿体。Ⅱ号矿体位于普查区的中北部和南部，其上覆盖层较厚，矿体主要为沿沟谷两侧分布的矿体露头，矿体最大厚度64.69 m，矿体最小厚度24.50 m，平均为49.53 m，矿体厚度稳定，结构简单。冶镁白云岩矿体顶板岩性主要为浅灰黄色中厚层状含燧石条带细晶白云岩，在研究区的东部，第四系黄土或基岩残坡积物直接覆盖于矿体之上。矿体底板岩性主要为灰黄色薄层状泥质细晶白云岩。矿体总体走向北东，侵向西或北西，产状与围岩岩层一致，倾角10°～12°。矿体赋存最低标高位于研究区北西部南郊村南侧山坡，矿体赋存最高标高位于研究区的东部，矿体赋存标高1 450 m～1 930 m。

3)Ⅲ号矿体。Ⅲ号矿体位于普查区的中西部，由于剥蚀作用，矿体露头主要分布于冲沟两侧，矿体中上部厚度41.08 m，Ⅲ号矿体未见底板，而其上覆盖层较厚，Ⅲ号矿体厚度稳定，结构简单，局部见1层～2层白云岩夹层。冶镁白云岩矿体顶板岩性主要为浅灰黄色中厚层状含燧石条带细晶白云岩，底板岩性主要为灰黄色薄层状泥质细晶白云岩。矿体总体走向北东，侵向西或北西，产状与围岩岩层一致，倾角8°～12°，矿区中西部局部岩层扭曲，形成宽缓的向斜构造。矿体赋存最低标高位于普查区中西部冲沟，矿体赋存最高标高位于普查区的中部山坡，矿体赋存标高1 470 m～1 600 m。

3.2 矿石的矿物成分、结构、构造

普查区冶镁白云岩矿石自然类型单一。主要为中粗粒结晶白云岩，呈灰白色，中粗粒结构，致密块状构造，矿层呈巨厚层产出。矿石主要矿物成分为白云石，占95%以上，有少量硅质矿物和褐铁矿细小颗粒占2%左右，还有微量其他杂质，粒径多在0.1 mm～0.5 mm之间，大者为2 mm。偶见褐铁矿质点，硅质矿物充填于白云岩矿物颗粒之间。

3.3 矿石类型及质量变化特征

研究区冶镁白云岩矿石自然类型单一，矿石呈灰～灰白色厚层状中粗粒或中细晶结构、块状构造，矿物成分为自形、半自形白云石，白云石颗粒彼此镶嵌，大小溶蚀坑发育，局部见褐色铁质薄膜。化学成分含量按15个探槽单样品统计MgO：19.19%～21.68%，平均21.02%；SiO2：0.04%～3.02%，平均0.8%；Na2O+K2O：0.03%～0.29%，平均0.12%。

据现有工程控制总体分析，主要化学组分MgO含量于纵向上及横向上变化较小，无明显变化规律，SiO2与Na2O+K2O含量在矿体中也无明显变化规律。

3.4 矿体结构

普查区内矿体内部结构属简单类型，15个控制工程中有夹层的工程数为6个，含夹层率40%。夹层数0层～2层，厚度0.5 m～7.50 m，岩性为灰白色厚层含燧石中粗晶白云岩，化学成分MgO：18.45%～21.52%，平均20.38%；CaO:28.99%～30.19%，平均29.56%；SiO2：0.60%～4.44%，平均1.62%；Na2O+K2O：0.11%～0.82%，平均0.25%。

3.5 矿床成因

普查区冶镁白云岩矿体位于寒武系上统三山子组一段中上部，三山子组是以次生准同生的白云岩为主的地层，其岩石组合表现为结晶白云岩组成，底部含少量泥质白云岩、灰质白云岩和白云质泥岩组成，结晶白云岩可分为细晶、中晶、粗晶白云岩等，呈厚～巨厚层状，由于白云石化强烈，沉积构造已很少保留，仅下部见水平层理、板状交错层理。常含白色燧石团块，原生晶洞发育，充填有亮晶方解石、石英、泥质白云岩、灰质白云岩，呈中薄层状，具水平层理，竹叶状构造、缝合线构造、豹斑状构造，层面有时见铁质泥岩。根据本段岩石组合，结合区域资料，本段沉积环境为两类：局限台地潮间云泥坪环境和局限台地环境，潮间云泥坪环境相当于本段底部；局限台地为本段主要沉积环境，沉积物为厚～巨厚层状，常含燧石结核，可见水平层理，而咸化海水的出现，表明已处于局限海环境。

冶镁白云岩矿体顶板岩性为奥陶系下统三山子组二段地层，岩石组合表现为含燧石条带细晶白云岩～细晶白云岩或具水平层理、波状纹层理的泥质细晶白云岩～块状层理、风化面发育刀砍纹的泥质细晶白云岩。结合区域地质背景，本段沉积环境为潮间～潮下云泥坪环境。

总之，本组地层形成于咸化海域的潮间～潮下局限台地环境下，碳酸盐沉积后在成岩过程中由于混合水的作用，整体受白云石化作用改造而成。其中一段为潮间～潮下局限台地环境沉积而成，二段为潮间～潮下云泥坪环境沉积而成，两者以角砾状泥晶白云岩为界，分别归属寒武系和奥陶系。

4 找矿标志

冶镁白云岩矿体赋存于寒武系上统三山子组一段，严格受层位控制，因此寒武系上统三山子组一段层位是最重要的找矿标志，此外白云岩矿体地形、地貌特殊，表现为大的陡坎，在阳光的照耀下呈灰白色宛如白云，另外原生露头、冲洪积物中的白云岩转石、民采白云岩矿的采坑也是良好的找矿标志。

[1]申黎明，王 峰.山西省武乡县南郊矿区冶镁白云岩矿普查地质报告.长治:山西省地勘局二一二地质队，2014.

[2]山西省地质矿产局.山西省区域地质志.北京:地质出版社，1989.

Geological characteristics of electrolytic magnesium dolomite in southern suburb of Wuxiang county

Feng Yuxiang

(DepartmentofGeologySurvey,GeologicalTeamNo.212,ShanxiGeologySurveyBureau,Changzhi046000,China)

Through investigating stratum, structure, mineral stratum and orebody space layout of electrolytic magnesium dolomite in southern suburb of Wuxiang county, the paper generally clarifies orebody shape, scale, production condition, thickness, mine components, mine categories and distribution, basically surveys orebody cover distribution and geotechnical characteristics, and commonly grasps orebody rock categories, distribution, rock mineral components, chemical components and structure, which has provided basis for launching geotechnical survey in the region.

orebody shape, electrolytic magnesium dolomite, stratum

1009-6825(2015)18-0083-03

2015-04-18

冯宇翔(1985- )，男，助理工程师

P966

A