湖南隆回县枫木岭方解石矿矿床地质特征及成因分析

王希林

（湖南省地质矿产勘查开发局四一八队，湖南 娄底 417000）

1 区域地质

区域构造位置处于华南加里东褶皱带、湘中南祁阳弧(祁阳山字型)的前弧和反射弧的褶皱轴部，主要构造形迹呈向西凸出的弧形山字型，即“祁阳山字型构造”（见图1）。该构造南、北端发育有完好的反向反射弧；中部内侧受应力产生共轭扭裂，形成棋盘式断裂构造；前弧和棋盘式构造之间受它形构造影响形成一个形状不规则的马蹄形盾地，盾地内旋转构造和旋扭断裂发育。区域内出露地层较齐全，除志留系和第三系缺失外，由晚元古界的震旦系—新生界第四系均有出露。晚古生界的泥盆至石炭系浅中海相碳酸盐夹碎屑沉积地层组成区域内主要盖层，大面积广泛分布，与区域内外生非金属矿产成矿关系极为密切。

2 矿区地质

（1）地层。矿区出露地层由老至新为泥盆系中统跳马涧组（D2t）、棋梓桥组（D2q）；泥盆系上统锡矿山组（D3x）。现从老至新分述如下：

跳马涧组（D2t）：仅分布于矿区北东角，为紫红色中至厚层状不等粒石英砂岩、中细粒石英砂岩、铁泥质石英粉砂岩、粉砂岩、粉砂质页岩、泥岩呈往复式不等厚韵律；与棋梓桥组（D2q）呈断层接触[1，2]。

棋梓桥组（D2q）：大面积分布于矿区，为本区方解石矿的主要赋矿层位，岩性为灰色厚层状块状粉晶白云质灰岩与含生物屑白云质灰岩、含生物屑灰岩互层。与锡矿山组（D3x）呈断层接触。

锡矿山组（D3x）：仅分布于矿区南东角，为本区方解石矿的次要赋矿层位，岩性为深灰色中－厚层状陆屑灰岩、含陆屑粒屑灰岩、亮晶粒屑灰岩夹瘤状泥质灰岩与钙质泥岩。

（2）构造。勘查区构造形态总体为一倾向南西的单斜构造，岩层倾角28～45°，次级褶皱不发育。断裂较发育，矿区发育9条断裂，2条区域性断裂，7条矿脉断裂，矿脉断裂均为北东向，均为容矿构造，断裂发育破碎带，破碎带以灰岩发生碎裂岩化，裂隙被后期方解石脉充填。另外2条区域性断裂一条分布于勘查区南东部边缘，走向北东，走向长大于7km，倾向南东，具正断层性质，地表表现为地层缺失。另一条分布于勘查区北部边缘，走向近南北，走向长约2km，属西盘上升的走向逆断层。平面上错距约900m。

（3）岩浆岩。矿区无岩浆岩出露[1，2]。

3 矿床地质特征

3.1 矿（脉）体特征

矿体产于棋梓桥组灰岩的张性裂隙中，矿体主要受北西向断裂构造控制。目前矿区已发现方解石矿脉9条，其中具有较大规模的有3条。各矿体主要特征如下:

（1）①号矿（脉）体：地表长800m，出露最高标高432m，控制最低标高348m（ZK10101），走向北东，倾向北西，倾角50～77°，钻孔控制走向长约200m，控制斜深47～57m，见矿厚度5.47～5.86m。平均5.66m。CaO品位54.97～55.80×10-2，平均55.54×10-2，白度86.50～95.80%，平均91.61%。

（2）②号矿（脉）体：地表长2.2km，出露最高标高516m，控制最低标高380m（ZK20102），走向北东，倾向南东，倾角55～70°，钻孔控制走向长约800m，控制斜深30～117m，见矿厚度4.86～9.08m。平均6.61m。CaO品位54.91～ 55.91×10-2，平均55.47×10-2，白度85.00～ 96.40%，平均91.35%。

（3）③号矿（脉）体：地表走向长1.4km，出露最高标高512m，控制最低标高386m（ZK30303），走向北东,倾向北西，倾角57～74°，钻孔，控制走向长约1000m，控制斜深43～97m，见矿厚度4.79～7.28m,平均5.71m。CaO品位54.98～ 55.64×10-2，平均55.47×10-2，白度85.37～ 96.12%，平均91.46%。

3.2 矿石特征

矿石矿物成分：主要矿物为方解石；杂质矿物含量甚微，包括铁质污染物、高岭石、褐铁矿、黄铁矿等；此外，还有黄铜矿、闪锌矿等微量矿物。

矿石结构：自形～半自形粒状结构矿石中大部分方解石呈形态较为规则的自形～半自形晶产出，而它们的集合体则多为不规则的团块状。

矿石构造：浸染状构造铁质物等杂质矿物呈星散浸染状、细脉状集合体沿方解石边缘、粒间或裂隙充填分布。薄膜状构造铁质物呈污染状、皮膜状不均匀分布附着在部分方解石的表面或裂隙。

矿石品位：CaO品位54.91～55.91×10-2，平均55.47×10-2，白度85.00～96.40%，平均91.35%。

矿石围岩：多为灰岩、白云质灰岩，矿体与围岩界线清楚，围岩蚀变主要为碳酸盐化。夹层较少，一般＜2层，主要为（碎裂化）灰岩、（碎裂化）白云岩，厚度一般＜2.00m。

4 矿床成因分析

区内方解石矿床呈厚大脉状产出，其成矿过程主要是：中低温汽水热液沿导矿断裂上升，对两侧的碳酸盐岩产生溶蚀、淋滤和褪色作用；再加上地表水和大汽降水的风化、淋蚀作用，使碳酸盐岩中的碳酸钙重溶；形成富碳酸钙溶液，于半开放式的节理、裂隙、断裂带或岩溶洞穴中聚集；在饱和状态下碳酸钙产生重结晶而形成方解石；呈脉状、带状、层状或岩体状，集中赋存于碳酸盐岩中，形成形态各异的方解石矿床。其成矿过程和产出形态受多种因素控制，最主要的控矿因素为：地层岩性、构造及赋矿场所。

（1）地层岩性因素。区内方解石矿脉体产于泥盆系棋梓桥组灰岩地层中。赋矿围岩岩性主要为浅灰、灰白色厚层灰岩为主夹白云岩、白云质灰岩。围岩岩性对方解石矿石的品质影响较大，即：纯灰岩段内矿石白度及碳酸钙含量明显高于其他岩性段。因此，区内广泛发育的钙质碳酸盐岩，特别是纯灰岩出露地段对高品质方解石成矿最为有利。

（2）构造因素。区内发育的断裂构造是本区内方解石成矿的重要控矿因素。各矿脉断裂严格控制区内方解石矿床成矿，各矿脉断裂发育于灰岩中，两侧形成一系列次级裂隙，为成矿热液和浅表饱和碳酸钙溶液提供了运移通道和存储空间。

（3）赋矿场所。碳酸盐岩发育区的岩石中，方解石脉、团块往往随处可见，但能形成上规模的方解石矿体却很少，其主要原因就是赋矿聚集场所的制约。不论地下汽水热液上升重溶围岩而形成的富碳酸钙溶液，还是大汽降水和浅表水对碳酸盐岩的风化、淋蚀而产生的富碳酸钙溶液，均有就近于储藏空间聚集的特性。即储矿空间的性质、形态、大小决定了饱和碳酸钙溶液重结晶形成方解石矿的产出形态及规模。因此，碳酸盐岩区向上开放的张性区域性断裂和复式褶皱轴部的层间滑动往往易形成厚、大的储藏空间，对形成上规模的方解石成矿有利。

（4）矿床成因类型。本区内方解石矿床形成于泥盆纪的碳酸盐岩中，矿体形态及规模受构造控制，具有以下特征：①发育于岩溶残丘地貌地区；②矿体埋藏较浅，局部露出地表；③矿体规模较大，形态以厚层状、大脉状和厚体状为主；④矿石多呈白色，亦有微透明或半透明者。方解石结晶粗大，均为原地生成。因此，认为本区方解石矿床成因类型为低温热液充填型。