安徽省涡阳县石弓山大理石矿床地质特征及其成因

胡聪聪

摘要：涡阳县石弓山大理石矿床是安徽省发现的重要大理石矿床，本文通过对石弓山大理石矿床地质特征的分析，认为该矿床属于压缩结晶灰岩型的大理石矿床。

关键词：大理石矿床；涡阳县；压缩结晶灰岩型

大理岩作为高级建筑石料畅销国内外，涡阳县石弓山大理石矿的发现推动了当地经济的发展。石弓山探明的矿石资源量约为7879730立方米，其中灰云大理石为3835026立方米，占矿石总量的49%；彩云大理石为3306360立方米，占矿石总量的42%；墨大理岩为738344立方米，占矿石总量的9%。

1.区域地质特征

本区北至永城，南到涡阳，东濒临涣，西到雪枫以西的范围内。经揭露，自二迭系上统到寒武系下统均有分布。永城隐伏背斜纵贯全区。沿隐伏背斜轴部的一些断裂带中，常有闪长岩、闪长玢岩等分布。

区内地形平坦，是淮北平原的一部分。因此，基岩多被第四系掩盖（第四系厚0～240m）只有在平原中的一些残山上才有基岩出露。根据区内对基岩的揭露情况来看，隐伏背斜的西翼地层比东翼完整。按其岩性从新到老包括二迭系上统石千峰组（P2sh）、二迭系上统上石盒子组（P2S）、二迭系下统下石盒子组（P1X）、二迭系下统山西组（P1S）、石炭系中上统太原组和本溪组（C2+3）、奥陶系中统阁庄组（O2g）、奥陶系下统（O1）、寒武系上统（∈3）、寒武系中统（∈2）、寒武系下统（∈1）。

本区在大地构造上处于华北陆台山东台背斜徐蚌凹褶带的北部。永城隐伏背斜纵贯全区。背斜的核部是寒武系，背斜两翼的地层由二迭系、石炭系、奥陶系组成，东翼地层不及西翼地层完整。另在永城隐伏背斜的东翼上的次一级构造——邹楼向斜，是半盆状，向斜轴部属于二迭系，翼部由石炭系、奥陶系、寒武系组成，向斜南部地层完整。见一组张扭性断裂发育在隐伏背斜的轴部和其附近，沿着这一组断裂有岩浆侵入活动。另一组近东西走向断裂将岩层错开。

区内岩浆岩有闪长岩、闪长玢岩、花岗闪长岩和石英闪长玢岩四种。其中以闪长岩以及闪长玢岩为主，是属于燕山期的[1]。

2.矿床地质特征

2.1地层

矿区内部出露第四系的地层以外，其余是寒武系下统馒头组和猴家山组[2]。馒头组按岩性可划分为七个岩性层，按岩性自上而下分别是页岩和粉砂质页岩、泥灰岩和含泥质灰质白云岩；墨大理石；白云质泥灰岩、泥灰岩与瘤状白云质灰质互层；墨大理石；泥灰岩、粉砂質页岩、钙质泥岩；彩云大理石、灰云大理石和墨大理石矿层；粉砂质页岩。其中第二层—第七层地表均有出露（第二层、第四层和第六层为矿层），第一层和猴家山组为钻孔揭露后所得（图1）。

2.2构造

矿床在永城隐伏背斜核部的南部，地层的产状变化不大，走向呈北东，断裂构造较发育，主要为张性断裂为北东向，西北向断裂次之（图1）。

2.2.1单斜构造

经测制1∶2000地质图，在图幅内为寒武系下统馒头组和猴家山组。岩性为页岩，粉砂质页岩、泥岩、泥灰岩、泥质灰岩和灰岩。岩层的走向约为40°～70°，倾向在310°～340之间°，倾角为3°～10°。

2.2.2断裂构造

断层和节理是该矿区的主要断裂构造[1]，区内共有五条断层，现将各断层描述如下：

F1断层：为一条正断层，断层的长度大约为343m，走向35°。断层面的倾角约83°，倾向为南东，断层的上盘是泥灰岩、瘤状泥质灰岩等，下盘为肝紫色页岩，断距约为4m左右。分布于中山北坡。

F2断层：为一平推冲断层，两盘相对错动约44m，是F1断层的派生构造。该条断层的走向为25°，斜交与地层的走向，断层的长度约为230m，倾向南东，倾角在80°左右。断层的上盘为泥灰岩、瘤状泥质灰岩超覆于下盘的页岩、含泥质灰质白云岩、粉砂质页岩和Ⅲ矿层之上，断距约7米左右。分布于中山西北坡上。

F3断层：是一条正断层，其走向约25°，长度约192m，断层面倾向南东，倾角在70°～80°，断层的上盘岩性是泥灰岩、瘤状泥质灰岩；下盘的岩性是粉砂质页岩，断距3米左右。断层面上有擦痕和断层角砾岩。角砾的主要岩性是粉砂质页岩、瘤状泥质灰岩，胶结物为泥钙质。分布于东山北坡之上。

F4断层：为一正断层，断层走向为28°，长度约450m。断层的倾角约70°～80°，倾向为北西向。断层的上盘岩性是紫红色粉砂质页岩，下盘岩性是豹皮状含白云质灰岩，即Ⅰ矿层。断距13m。断层面上擦痕发育，擦痕方向与断层面的倾向一致，在断层面上及其附近普遍见到断层角砾岩，角砾的岩性是粉砂质页岩以及豹皮状含白云质灰岩，胶结物为钙泥质。分布于东山的东部。

F5断层：为一逆断层，断层走向为158°，长110m，是F3和F4的派生构造，断层面的倾角约为50°，倾向是南西向。断层的上盘为紫红色粉砂质页岩，下盘为Ⅱ矿层及紫红色粉砂质页岩.断距4米以上。分布于东山头的西南侧。

（2）节理：在开采场中，观察测得的节理有两类，一类是剪节理，另一类是张节理。剪节理即35°∠80°、86°∠84°和158°∠77°三个节理组，而组成一个共轭节理系。张节理是随着剪节理的构造行迹而出现的派生节理，为局部应力作用形成的节理，其形状一般不规则。裂面不平直，并为张开状，且被方解石细脉充填，脉的宽窄不一，变化较大，一般宽度在1cm～6cm间，垂直于矿层或岩层层面分布。

2.3矿床特征

2.3.1矿床概述

石弓山大理石矿床，属寒武系下统馒头组。矿层呈单斜层状。矿层虽受一些张性断裂构造破坏，但断层两盘相对位移不大，最大的F4断层落差只有13m，一般只有几米的落差，而且断层破碎带不发育，并被方解石细脉及泥钙质物质充填胶结。因此，断层带一般较紧密。所以，矿层在走向和延伸上均未受到大的破坏，其主矿层仍具连续性。

矿层自下而上划分为三层，其中以Ⅰ矿层为主，Ⅱ矿层次之。Ⅲ矿层仅剩下不多的资源量。三个矿层的矿石质量变化不大，矿层的厚度也较为稳定。矿石自然类型主要是以豹皮状含白云质灰岩为主，其次是白云质灰岩、含生物碎屑灰岩、鲕状灰岩、条带状含泥质灰岩以及亮晶砂屑灰岩矿石。在这些自然类型中，采取98块装饰性鉴定样品，经灵璧县大理石厂鉴定结果，定名为：彩云大理石、灰云大理石和墨大理石三种大理石品种，这三种大理石品种与矿石的自然类型之相应关系如表1：

2.3.2矿层特征

Ⅰ矿层，为本矿层的主要矿层。呈层状，长1500m，沿矿层走向由西向东展布。

矿石自然类型：上部主要是豹皮状含白云质灰岩矿石，其次为白云质灰岩矿石；而下部主要是鲕状灰岩矿石，其次为豹皮状含白云质灰岩及白云质灰岩矿石。中部是含泥质灰岩矿石。

矿层按大理石的品种来划分：上部是彩云大理石及灰云大理石；中部是墨大理石；下部是彩云大理石、墨大理石以及灰云大理石。

矿层的顶板岩性主要为瘤状泥质灰岩，粉砂质页岩和泥灰岩；底板岩性是紫红色粉砂质页岩。顶底板和矿层的倾向约为335°，倾角9°。

Ⅱ礦层，本矿床的次要矿层。呈层状，长340m，宽130m，厚1.90m～2.16m。矿石自然类型为含生物碎屑灰岩。经装饰性鉴定矿石质量尚好，可加工成墨大理石。矿石顶板为瘤状泥灰岩；底板为泥灰岩及紫红色粉砂质页岩。顶底板和矿层岩石的倾向为314°，倾角10°。

Ⅲ矿层仅剩下很少的矿石资源量。呈层状，长35m，宽12m，厚2.00m，矿石自然类型为亮晶砂屑灰岩。经装饰性鉴定，矿石质量尚好，可加工成墨大理石。矿层顶底板的岩性是含泥质灰质白云岩；底部的岩性是泥灰岩，粉砂质页岩及瘤状泥质灰岩。矿层及顶底板岩层倾向为335°，倾角10°。

2.3.3矿石的物质组分

矿石中的主要矿物含量，跟矿石自然类型有着密切的关系（表2）。而各矿石自然类型又与它的产品是相依并存的。

从表2中可以看出，矿物大部分呈单个的颗粒状，以方解石为主，白云石次之，石英、尘状氧化铁、黄铁矿等金属矿物少量至微量。矿石中还普遍含有生物碎屑。

2.3.4矿石结构、构造

矿石结构类型有五种：

（1）隐晶—微粒镶嵌结构：为矿石的主要结构，主要的矿物是方解石、次要矿物是白云石。方解石的颗粒直径在0.01mm～0.054mm间，以0.02mm粒径者为主；白云石的粒径在0.02mm～0.13mm间，以0.02mm粒径者为主，并常富集成白云石斑块。方解石和白云石颗粒均很细小，并相互嵌合构成隐晶—微粒状镶嵌结构、豹皮状含白云质灰岩具有此结构。

（2）含内碎屑隐晶—微粒状结构：主要含隐晶质方解石以及部分灰岩内碎屑。方解石粒径在0.02mm～0.03mm间，灰岩内的碎屑多为次棱角状，粒径在0.06mm～0.2mm之间。构成了含内碎屑隐晶—微粒状结构。含生物碎屑的灰岩矿石具有此结构。

（3）生物碎屑结构：主要包含了小于0.01mm的方解石以及少量生物碎屑和砂级灰岩内碎屑。含生物碎屑的灰岩矿石具有此结构。

（4）鲕状结构：以方解石为主要成分的鲕子组成，鲕径0.45mm～1.7mm，鲕子为皮壳状的球形，并为亮晶方解石胶结。鲕状灰岩矿石具此结构。

（5）内碎屑结构：主要由灰岩内碎屑和鲕子组成，灰岩内碎屑直径0.14mm～1.8mm，为隐晶质方解石胶结。亮晶砂屑灰岩的矿石具有此结构。

矿石构造的三种类型有豹皮状构造、条带状与块状构造。其中豹皮状含白云质灰岩矿石具有豹皮状构造；厚层状亮晶砂屑灰岩的矿石具有块状构造；薄层状含泥质灰岩的矿石具有条带状构造。[4]

3.矿床成因

石弓山大理石矿床，产于古生界寒武系下统馒头组中，矿石为隐晶—微粒状豹皮状含白云质灰岩、白云质灰岩与灰岩。矿层产状与围岩的产状一致。矿层在走向上和倾向上其结构构造以及物质组分均无大的变化。另外在采场的陡壁上见有呈雁形排列的垂直于岩层分布的方解石细脉，方解石细脉形状往往呈透镜体，组成一火炬形的节理行迹，这种构造行迹反映岩层受到垂直节理的压缩作用。鉴于以上特征，矿床属压缩结晶灰岩型的大理石矿床。[5]

4.结语

前文对涡阳县石弓山大理石矿床地质特征进行分析，得出此矿床是压缩结晶灰岩型的大理石矿床。

参考文献：

[1]李永明，石磊，等；安徽省宿松县大新屋大理石矿床地质特征[J].西部资源， 2016（03）： 23-24.

[2]朱文根，刘成典，等；安徽省志[S].（2015）32-45， 122-127.

[3]赵来时，朱明，吴立，杨世忠，等；鄂西东岳中低温热液充填型大理石矿床的地质特征[J].矿床地质， 1999（03）： 44-52.

[4]徐俊.安徽省廖河大理石矿床地质特征及矿石工艺性质[J].现代矿业， 2018， 34（05）： 149-154.

[5]李嘉.四川省宝兴县陇东大理石矿矿床地质特征及成因浅析[J].西部资源， 2019（02）： 45-46.