广西来宾市某冶金熔剂用石灰岩矿地质特征及矿床成因简析

何芝慧，孙明行，谭 斌，叶家辉

（广西壮族自治区地质调查院，广西 南宁 530023）

石灰岩是碳酸钙产业发展的重要原料，广泛运用于水泥、冶金、化工等领域。来宾市石灰岩资源储量大，质量优良，近年来，市政府及相关部门大力发展石灰岩加工产业。随着外地玻璃生产厂家、钢企，以及建材、陶瓷、橡胶等工业对碳酸钙的需求增加，目前碳酸钙矿产品产量远远不能满足市场需求。因此增大碳酸钙产能，合理开发利用石灰岩矿，寻找优质矿产，成为了来宾市迫切需要解决的问题[1]。

1 地质背景

该熔剂用石灰岩矿位于来宾市兴宾区蒙村镇，行政区划属来宾市兴宾区蒙村镇管辖，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）。桂中凹陷是晚古生代凹陷最深的地区，基底未露，东部边缘为下泥盆统滨岸相碎屑岩外，广泛分布碳酸盐岩，以平缓开阔褶皱为主，构造线方向为北东和北西向，或南北向和东西向。

下、中泥盆统砂页岩和碳酸盐岩厚达三千余米，晚泥盆世沉积最厚达1800m 的上泥盆统碳酸盐岩。忻城县—来宾市良塘一带，中石炭世—早二叠世碳酸盐岩厚2500m ～3000m，石灰岩矿潜力巨大。

区域矿产资源较丰富，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；非金属矿有灰岩、白云岩等。

2 矿区地质

2.1 地层

矿区地层格上石炭统大埔组（C2d）、上石炭统黄龙组（C2h）、上石炭统—下二叠统马平组（C2P1m）和第四系临桂组（Ql）。

大埔组（C2d）：＞5.2m，未见底。主要分布于矿区东部、东北部，大致呈北北东走向，倾向西西北。主体岩性为浅灰白色厚层状白云岩夹浅灰色中层状白云质灰岩，比例约3：1。

黄龙组（C2h）：主要分布于矿区中部，平面上露头呈南北向横穿整个矿区，走向北北东，倾向西西北。主体岩性为石灰岩，自底部向上白云质含量逐渐增加趋势。下部主体岩性为浅灰—灰色厚层—块状微晶砂屑灰岩、生物屑砂屑灰岩和藻纹层灰岩，向上单层厚度减薄为中层状，夹少量厚层砂屑微晶灰岩、中—厚层含生物屑砂屑微晶灰岩和细晶白云岩；中部主体为灰色中—厚层状含生物屑砂屑灰岩夹薄层状藻纹层白云岩、白云质灰岩和棘屑灰岩；上部主体为厚层状细晶白云岩，夹少量的中—厚层状白云质砂屑灰岩。为半局限半台地相沉积。

本次以厚层—块状细晶白云岩的出现为标志，自下至上，将黄龙组划分为五段，分别列述如下：

黄龙组一段（C2h1）：厚约87.6m，主体为浅灰—灰色厚层—块状微晶砂屑灰岩—生物屑砂屑灰岩—藻纹层灰岩沉积旋回，顶部以藻纹层灰岩或者巨厚层灰岩结束、白云岩的出现为标志。

黄龙组二段（C2h2）：厚约93.90m，主体为灰—深灰中层夹厚层砂屑微晶灰岩、灰色中厚层含生物屑砂屑微晶灰岩，顶部出露一段约3m 厚细晶白云岩[2]。

黄龙组三段（C2h3）：厚约231m，主体为灰色厚层状生物屑砂屑灰岩和粉—细晶灰岩夹薄层藻纹层白云质灰岩岩。

黄龙组四段（C2h4）：厚约263.1m，主体岩性为灰色厚层—块状生物屑灰岩夹棘屑灰岩与中厚层状白云岩、白云质灰岩互层，矿区内大致可分为两个互层。

黄龙组五段（C2h5）：厚约73.5m，主体岩性为灰色厚层状细晶白云岩夹灰色中—厚层状白云质砂屑灰岩。

马平组（C2P1m）：主要分布于矿区的西部，为冶金熔剂用灰岩的主要赋存层位；平面上露头呈南北向横穿整个矿区，走向北北东，倾向西西北。主体岩性为石灰岩，局部出露少量白云岩。其中，下部主体岩性为浅灰色厚层—块状生物屑微晶灰岩夹生物屑砂屑灰岩、蜓灰岩，向上单层厚度略有减薄，呈薄—中层状；中部主体岩性为厚层—块状生物屑灰岩夹灰色厚层状白云质灰岩，局部发育少量薄层状白云岩；上部主体为灰色厚层—块状生物屑砂屑灰岩；顶部出露白云岩和白云质灰岩。此次勘查工作，以单层厚度变化和颜色所代表的沉积环境为标志，将马平组自下至上划分为三段，分述如下：

马平组一段（C2P1m1）：厚约171.1m，主体岩性为浅灰色厚—块状生物屑微晶灰岩夹生物屑砂屑灰岩、蜓灰岩，顶部为灰色薄—中层砂屑灰岩。

马平组二段（C2P1m2）：厚约173.1m，主体岩性为灰色—深灰色厚层—块状生物碎屑微晶灰岩，夹灰色中厚层状砂屑灰岩、灰色中厚层状泥晶灰岩、灰色中—厚层状白云质灰岩，顶部发育中—厚层状白云质灰岩。

马平组三段（C2P1m3）：厚约218.2m，下部主体为灰色厚层—巨厚层砂屑生物屑灰岩；中部局部夹白云质灰岩；顶部出露3m ～5m 厚的白云岩—白云质灰岩。

栖霞组（P2q）：厚度＞14.4m，未见顶。主要分布于矿区外，调查区的西北部，走向北北东，倾向西西北，以盖帽的形式残余分布于和尚岭顶部。主体岩性为深灰色中层状生物屑微晶灰岩夹灰色中层状生物屑灰岩，发育少量硅质岩夹层。

临桂组（Ql）：分布较为广泛，主要分布于矿区范围内山沟及洼地中或主山体的环形外围。主要为强风化残坡积物，成分为棕褐色粘土、亚粘土、砾石等。

2.2 构造

矿区内构造较为简单，地层以单斜产出，总体产状稳定且平缓，倾向北西西，产状变化范围为260°～307°∠10°～30°。

矿区内发育两期主要构造，分别为第一期北东向张扭性断裂和第二期近东西向张性断裂构造，根据揭露工程样品化验分析，断裂对矿石质量影响较小。

3 矿体特征及成因

3.1 矿体形态

本矿床属局限半局限台地-开阔台地相沉积碳酸盐岩露天矿床。矿区属峰丛洼地地貌，由多座呈塔状或锥状的山峰组成，最高峰位于矿区中部，峰顶高程288.80m；最低为西面洼地，高程89.4m。

矿区赋矿层位主要为马平组、黄龙组，分布于矿区中西部，岩性主要为浅灰色厚层—块状微晶灰岩、生物屑微晶灰岩夹生物屑砂屑灰岩，局部夹1 层～2 层中层状白云质灰岩，整体呈单斜层状产出，矿体出露最大标高288.80m，产状与地层产状基本一致，倾向为270°～315°，倾角10°～25°，平均为291°∠18°。根据矿体分布特点和勘查工作特点，熔剂用石灰岩分为：X1、X2 号两个矿体。现将两个矿体主要特征叙述如下：

X1 号矿体：赋存于马平组中，分布于矿区西部，岩性主要为浅灰色厚层—块状生物屑微晶灰岩夹生物屑砂屑灰岩，偶夹1 层～2 层白云质灰岩，整体呈单斜层状产出，矿层东西长超过1100m，南北宽约0m ～130m。矿体出露最大标高288.80m，产状与地层产状基本一致，倾向为270°～315°，倾角10°～25°，平均为291°∠18°。

X2 号矿体：赋存于黄龙组三段中，分布于矿区中部，岩性主要为灰色厚层-块状生物屑灰岩夹微晶灰岩，往上夹有数层薄层纹层状白云岩、白云质灰岩，矿体分布连续，沿大致南北走向长度约2050m，延出勘查区外，矿体宽度215m ～810m，矿体出露最大标高265.3m。产状与地层产状基本一致，倾向为271°～301°，倾角12°～29°，平均为285°∠19°。

3.2 矿石类型

按照矿石的结构、构造、矿物成分及化学成分等特征，按矿石自然类型划主要分为两类，即微晶灰岩和生物屑灰岩。

微晶灰岩：为主要的矿石类型，矿石呈浅灰色、灰色，局部颜色较深为深灰色，多在黄龙组发育，微晶结构，中厚层状构造，矿物成分以方解石为主，含量在95%～99%间，白云石含量在1%～5%间。

生物碎屑灰岩：为主要的矿石类型，矿石以灰色为主，多在马平组发育，岩石中约有22%～67%粒屑，粒屑类型主要为生物碎屑，生物屑主要为棘屑，腕足、三叶虫，偶见有孔虫。粒屑间由微晶方解石充填。

3.3 矿石质量

X1 号矿体：工程控制厚度达38m ～192m，平均厚度为121m，以生物屑灰岩为主，偶夹1 层～2 层白云质灰岩，厚度在3m ～5m 间，作为夹石剔除。矿体品 位 为：CaO48.05% ～55.62%， 平 均 含 量 为54.70%；MgO0.22%～6.58%，平均含量为0.52%；SiO20.01%～1.07%，平均含量为0.04%，矿石质量最好，有害杂质少，满足冶金熔剂用石灰岩矿的工业指标要求，可作为优质有用矿床。

X2 号 矿 体： 工 程 控 制 厚 度 达6.95m ～176.58m，平均厚度为102m，以微晶灰岩为主，偶夹数层白云岩、白云质灰岩，厚度在2m ～6m 间，做为夹石剔除。 矿 体 品 位 为：CaO54.35% ～55.12%， 平 均 含 量为54.00%；MgO0.18% ～20.33%， 平 均 含 量 为1.30%；SiO20.002%～19.64%，平均含量为0.44%，矿石质量较好，有害杂质少，满足冶金熔剂用石灰岩矿的工业指标要求。

3.4 矿床成因

区域上来宾市境内几乎全为沉积岩，自老至新为寒武系-白垩系地层，出露面积以寒武系、泥盆系、石炭系沉积岩为主。来宾市构造上位于桂中盆地，湘桂赣褶皱带与华夏褶皱带的交接处，为碳酸盐岩沉积提供了广泛的沉积空间。

沉积环境和地壳运动直接影响了沉积物质的特征。海水深度变化、沉降中心的变迁也导致了其在市境内分布的较大差异，不同区域及不同年代石灰岩品质亦有差别。

晚石炭世—早二叠世为地壳较稳定、沉积较连续的浅海环境，为碳酸盐沉积。本区马平组层位稳定，沿走向，倾向延伸也稳定，矿石矿物以石灰岩为主，化学组分含量变化较小，根据区域对比，本区X-1 号石灰岩矿体属晚石炭世-早二叠世浅海开阔台地相沉积而成。

中石炭世由于海盆基底地形高低不一，再加上地壳有轻微沉降，导致沉积中心有变化，海水深浅交替。本区黄龙组多发育灰岩→白云质灰岩（白云岩）的沉积韵律，导致X-2 号石灰岩矿体中发育多层夹石，矿石质量相对X-1 号矿体较差，为半局限台地-半开阔台地沉积而成。

综上所述，本矿区矿床成因为海相沉积型石灰岩矿床。

4 结语

该矿区冶金熔剂石灰岩矿床经地质详查表明：①矿体赋存于石炭系黄龙组、上石炭统-下二叠统马平组灰岩中，矿体界线与地质界线重合；②矿体为单斜层状产出，形态简单；③矿体与夹石之间为渐变的过渡关系，以石灰岩勘查规范中的边界品位来划分；④矿区内断裂构造对矿石质量影响较小；⑤矿区内无区域变质、岩浆岩侵入活动。