辽宁本溪草河掌方解石矿矿床成因及找矿标志

刘洪光

摘要：本文通过对草河掌地区方解石资源分析，认为该地区是方解石成矿的有利地区，以草河掌方解石矿为例进行包括区域地质、地层、岩浆岩、构造相互关系分析得出，该地方解石矿床主要可作为添料用大型矿床，有较为可观的经济价值及开发前景。

关键词：草河掌；区域地质；添料

1.区域地质概况

1.1地层

本区区域地层发育较齐全，但对本矿区有影响的地层仅是新元古代地层和早古生界地层，这些地层从老到新简述于下：

1.1.1新元古界青白口系细河群

本群主要分布在中部，由下而上分别为钓鱼台组、南芬组、桥头组和康家组，它们之间均为整合接触，本群与下部地质体均为角度不整和接触关系。

钓鱼台组：岩性为灰白色、浅褐色、厚层、中厚层石英砂岩、间夹页岩。底部为砾岩、含砾砂岩，厚114m～466m。上覆南芬组砂质页岩层。

南芬组：岩性为褐色、淡紫灰色、蛋青色、中厚层、泥灰岩，砂质泥灰岩；灰绿色、暗灰色页岩、砂质页岩、粉砂岩、厚243m～108m。上覆橋头组含岩屑粗砂岩层。

桥头组：岩性为灰色、浅褐灰色，中厚层、厚层石英砂岩，含海绿石石英砂岩与暗绿色页岩、砂质页岩、粉砂岩互层。底部含页岩岩屑石英粗砂岩。厚34m～174m。

1.1.2古生界下寒武系地层

古生界下寒武系地层由下而上分别为碱厂组和馒头组，主要分布矿区东北部，为整合接触，碱厂组与下覆地层平行不整合。

碱厂组：岩性上部为深灰厚层灰岩，下部为暗绿灰色中厚层页岩夹薄层粉砂岩、灰岩。青灰色厚层灰岩，厚4.4m～ 19m。上覆馒头组页岩。

馒头组：岩性为绿灰、暗灰、褐灰色中厚层页岩、暗灰色云母页岩，间夹粉砂岩、泥灰岩，灰色中厚层灰岩夹页岩。厚37m～111m。上覆毛庄组页岩。

1.1.3古生界中寒武系地层

中寒武系地层由老到新为毛庄组、徐庄组、张夏组，主要分布在矿区的东北部，三者整合接触，徐庄组与下覆地层整合关系。它们的岩性特征为：

毛庄组：暗灰色中薄层云母页岩，暗灰色薄层页岩夹薄层粉砂岩。上覆徐庄组砂质页岩。

徐庄组：上部为灰色中层结晶灰岩夹大理岩，下部为砂质页岩。被张夏组灰色灰岩覆盖。

张夏组：上部灰色厚层鲕状灰岩，中部灰白色厚层灰岩，下部灰白色灰岩。上覆崮山组灰岩。张夏组是本区方解石矿的重要含矿层位。

1.2岩浆岩

区域岩浆岩发育，主要分布在矿区西南部及北西部的滚马岭花岗岩超单元，是对方解石成矿具有直接影响的岩浆岩。脉岩有闪长玢岩。滚马岭花岗岩超单元主要以黑云母二长花岗岩和黑云母花岗岩为主，其侵入引起区域接触交代变质作用形成矽卡岩化及热液蚀变作用的变质岩石。

1.3构造

1.3.1褶皱构造

与本区有关的区域褶皱构造主要为向家堡子背斜和李家堡背斜以及西部的单斜构造。向家堡子背斜和李家堡背斜的核部均为新元古代地层。吴家堡向斜以上寒武系地层为核部，呈北西西向脊状展布。向家堡子背斜的核部有燕山期第二阶段的花岗岩侵入，并使核部的围岩发生热蚀变—大理岩化、角岩化。测区西部太平口堡子单斜构造呈东西展布，向北倾斜，倾角约30°，南老北新，由新元古代地层和古生代地层组成。

1.3.2断裂构造

与测区有关的断裂构造主要有虎沟断裂带和向家堡子断裂带。虎沟断裂带展布于太平口堡子—虎沟岭一带，呈东西向展布，切穿新元古代地层和古生代地层，断裂面北倾，倾角60°，表现出较强烈的逆冲挤压构造的特点。向家堡子断裂带呈北西300°走向，倾向南西，倾角60°～70°，为逆冲断裂。南芬组地层被逆冲到中寒武系地层之上。在西侧该断裂汇合于虎沟断裂带中，成为虎沟断裂带的一部分。

1.4变质作用

花岗岩侵位时，为区内带来巨大热能，靠近花岗岩的沉积岩层普遍重结晶，原岩的结构构造被改造。形成了不同颜色、不同粒度的大理岩和结晶灰岩、角岩、角页岩、轻微变质砂岩等。本区方解石矿床为多层位、多矿层、多种颜色、多种组合类型。

2.矿区地质

2.1地层

草河掌方解石矿产于早古生界寒武系中统张夏组地层。矿床顶板为寒武系上统崮山组暗灰色薄层状，竹叶状泥质结晶灰岩、泥质粉砂岩；底板为中统徐庄组和毛庄组。

2.1.2古生界中寒武系地层

中寒武系地层由老到新为毛庄组、徐庄组、张夏组，主要分布在矿区的东北部，三者整合接触，徐庄组与下覆地层整合关系。它们的岩性特征为：

毛庄组：暗灰色中薄层云母页岩，暗灰色薄层页岩夹薄层粉砂岩。上覆徐庄组角页岩。

徐庄组：上部为灰色中层结晶灰岩夹大理岩，下部为砂质页岩。被张夏组灰色灰岩（大理岩）覆盖。

张夏组：上部灰色厚层鲕状灰岩，中部灰白色厚层灰岩，下部灰白色灰岩。上覆崮山组灰岩。张夏组是本区方解石矿的重要含矿层位。

区域和大区张夏组地层外观差别较大。主要是由于热力变质作用改造，使原岩的鲕状构造消失，化石不易辨认，方解石重结晶变粗大，颜色变白，岩石组合有所减少。在矿物方面，方解石含量高，白云石含量少；顶底地层的岩性特征与在化学成分上较纯，镁低、硅铁铝低以及岩石组合等仍是可区别，可以对比的。

2.2岩浆岩

矿区南部西部见到方解石矿与花岗岩直接接触。显然，滚马岭花岗岩的侵位与方解石矿形成有直接关系。在花岗岩热能影响下，含矿灰岩中方解石在构造核部较封闭环境中重结晶成矿。矿区内见SN、NW向中酸性、酸性脉岩为破坏矿层连续性、影响矿石品质的主要因素。

2.3构造

2.3.1褶皱构造

矿区位于向斜构造部位，北翼倾角较陡且倾向与坡向相反；南翼倾角较缓，倾向与坡向同向；褶皱形态呈脊形，向斜核部为晚寒武系地层，两翼为早寒武系地层；向斜北翼陡南翼缓。endprint

2.3.2断裂构造

断裂主要见于测区南部脆性构造及北西向断裂。F1∶北西向走向，北东倾向，倾角70°左右。F2：本区南侧北西向断裂，平行F1断裂。

2.4变质作用

区内变质作用发育，寒武系地层所有岩石发育角岩化，碳酸盐岩石都具有大理岩化现象。重结作用使得原岩结构发生改变。泥岩发育角岩化；碳酸盐岩石颜色暗化或淡化。

3.矿床特征

3.1矿体特征

矿体似层状赋存于寒武纪中统张夏组地层，出露于向斜两翼及转折部位，半弧形展布。寒武系地层构成向斜较小，展布面积约较小。而向斜西南部与深部有被花岗岩熔融的可能性，矿体面积有变小的可能。

3.2矿石质量

矿石主要为块状构造及条纹状构造。结构以自形、半自形为主。粒度1.5mm左右。矿石矿物为含量大于96%的方解石，脉石矿物见少量石英、黄铁矿等。

3.3矿石类型和品级

矿石类型分为纯白色类型和浅灰白色中粗粒方解石矿两类，两类矿层都是纯白色优质矿。工业类型是灰白色--白色方解石大理岩。矿石品级：I级品CaO55.47%，白度95.92%；II级品CaO53.04%，白度92.25%。

3.4矿体围岩和夹石

矿体围岩顶板为崮山组暗灰色薄层黑云母结晶灰岩；底板为下伏徐庄组暗灰色中厚层斑点状黑云母角岩。矿体中无夹石。

4.矿床成因及找矿标志

4.1矿床成因

矿区南部见方解石矿与花岗岩直接接触。显然滚马岭花岗岩超单元的侵位与方解石矿床的形成有直接相关。花岗岩提供的热能使灰岩中方解石在向斜构造核部封闭环境重结晶成矿。优质方解石矿矿石就是巨厚层灰岩变质产物。次级是浅灰白色大理岩。

4.2找矿标志

（1）张夏组地层；（2）中生代侵入的花岗岩超单元；（3）开阔的褶皱向斜；（4）有灰白色白色方解石大理岩；

参考文献：

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