湖南省涟源市岛石—渡头塘石膏矿床地质特征及赋存规律

(湖南省煤田地质局第二勘探队 湖南 株洲 412000)

一、地质背景

涟源市岛石-渡头塘石膏矿区位于涟邵煤田的涟源含煤区，区域地层出露较全，由新到老依次为第四系(Q)、白垩系(K)、三叠系下统大冶组(T1d)、二叠系上统长兴组(P2ch)、龙潭组(P2l)，二叠系下统茅口组(P1m)、栖霞组(P1q)、中上石炭统壶天群(C2+3)、下石炭统梓门桥组(C1z)、测水组(C1c)、石磴子组(C1s)以及前泥盆系地层。

调查区处于涟源凹陷区中部的隔档式褶皱带的桥头河向斜，该向斜为一轴向呈北东～南西的不对称向斜，向斜东南翼倾角30°左右，西北翼倾角45°左右。次一级褶曲较发育，轴向长约40Km,平均宽约14.7Km,面积590.6km2。向斜两翼沿走向断裂发育，表现为顺层滑动，同时伴有飞来峰构造。

调查区内无岩浆岩出露。

二、石膏矿床地质特征

梓门桥组中下部含石膏矿层2-4层次，其中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ石膏可采，乳白色，中厚层状，呈晶细粒结构，次为纤维状结构，油脂光泽，质纯，中夹泥质夹矸薄层，多为硬石膏，次为含水石膏，石膏层主要用于水泥缓凝剂和H2SO4制造，并可以农用。石膏层主要特征如下：

1.Ⅰ石膏层：乳白色，薄～中厚层状，真丝绢光泽，纤维状，粒状结构，如(图2-1)，夹透镜状含泥灰岩，Ⅰ石膏层距梓门桥组顶部32.00～96.00m，一般厚58m，Ⅰ～Ⅱ石膏层间距10.00～20.00m，一般厚16.00m。

2.Ⅱ石膏层：浅灰～灰白色，中厚层状，油脂光泽，隐晶质结构，质较纯，间夹薄层含泥灰岩，显示水平层理，Ⅱ～Ⅲ石膏层间距12～25m，一般厚20m。

3.Ⅲ石膏层：乳白色，半透明，块状构造，具油脂光泽，夹深灰色，薄层状含泥灰岩，显示缓波状～皱纹状层理，顶板为中厚层含泥灰岩，隐晶质结构，底板为泥质灰岩，缓波状层理，细～隐晶质结构，Ⅲ～Ⅳ石膏层间距11～27m，一般厚16m。

4.Ⅳ石膏层：乳白～白色，半透明，中厚层状，粒状结构，夹透镜状含泥灰岩，呈脉状，透镜状层理，顶板为中厚层泥质灰岩，缓波状层理，细晶～隐晶质，底板为中厚层含泥灰岩，隐晶质结构，局部含黄铁矿结核，Ⅳ石膏层距梓门桥组底部11～37m，一般厚20m。

本次施工的钻孔与收集的钻孔资料所见到梓门桥组中下部Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ石膏层，平均真厚度为1.60～3.48m，厚度可采，质较纯，具工业品位。石膏的化验结果见表：

石膏层工业分析成果表

三、石膏层赋存规律

(一)梓门桥组沉积环境与石膏矿成矿模式

梓门桥组位于石炭系下统上部，为一套碳酸盐岩沉积。主要沉积环境为潮上带、潮间带、潮下带沉积。潮下带为陆盆泻湖低能环境，主要岩性组合为一些灰-灰黑色含泥灰岩、泥质灰岩和生物碎屑灰岩。含腕足、珊瑚、海百合茎等动物化石。潮间带为潮下带到潮上带的过渡带，为薄层纹层状泥质灰岩。潮上带为位于平均高潮面以上的地带，大部分时间暴露水面。由于气候干旱，蒸发作用强烈，使潮上带地下水强烈浓缩形成高浓度卤水，高浓度卤水在同生或准同生阶段与原先沉积的碳酸盐岩物质发生交代作用形成石膏。地壳的升降变化使潮上带、潮间带交替重复，这就使梓门桥组下部形成了多层石膏。潮上带持续时间长、交代作用强烈可以形成厚石膏层，反之形成薄层石膏。

(二)主要可采石膏层赋存规律与后期构造改造

调查区早石炭世梓门桥组的石膏层总厚度变化在0-9米之间，平均3.5米，石膏层主要形成于潮上带环境。实际上，涟源盆地的涟源聚煤中心同样也是梓门桥组地层沉积中心。

涟源梓门桥组沉积中心受沉积环境控制，石膏带的展布还要遭受后期构造改造。调查区自印支期以来经历了多期次构造运动，不仅形成了目前的盖层构造格架，对石膏层厚度变化及石膏层结构变化均有很大影响。印支期南东向北西的顺层推覆构造在局部使石膏层顶、底板间发生顺层滑动，作为软弱层的石膏层成了顺层滑动构造的破碎带而成包状、条带状。重力滑动构造对石膏层产生了进一步的破坏作用。这种破坏作用主要表现在重力滑动构造的后缘拉伸变薄或缺失及张性断裂导水性导致石膏淋蚀。

综上所述，岛石-渡头塘石膏矿主要赋存于石炭系下统上部梓门桥组，为一套碳酸盐岩沉积。主要沉积环境为潮上带、潮间带、潮下带沉积。石膏矿主要形成于潮上带环境。潮上带持续时间长、交代作用强烈可以形成厚石膏层，反之形成薄层石膏。