广西平广林场那厘矿区熔剂用石灰岩矿矿床地质特征及成因探讨

陆世才 农良春 叶 胜 江 沙 龙 鹏 聂继绩 陈俊宏

（1.中国冶金地质总局广西地质勘查院；2.中国冶金地质总局矿产资源研究院；3.上思县自然资源局；4.广西水利电力职业技术学院）

石灰岩作为重要的非金属矿产，在建筑、冶金、材料、化工等领域发挥着独特作用［1-4］。平广林场那厘矿区位于广西防城港市上思县思阳镇北西286°，区域上位于上思盆地以北。上思盆地北段是区内重要的非金属矿产出地，分布有十数个熔剂用、水泥用、建筑用石灰岩矿床（点）［5］。前人对该区石灰岩矿研究程度偏低，制约了对成矿特征及成矿规律的认识，因此有必要加强对区内石灰石矿的调查和成因研究。根据区域勘查成果，对平广林场那厘矿区熔剂用石灰岩矿矿床地质特征及矿床成因进行分析，以期指导该区熔剂用石灰岩矿产勘查工作。

1 区域地质背景

矿区位于扬子克拉通与华夏造山带交界处，右江盆地东南缘（图1）。受两大板块长期挤压碰撞影响，晚三叠世印支期后于十万大山至横县西津一带形成由前陆盆地转化而来的中、新生代大型前陆断陷盆地［6-8］。白垩世末燕山运动造成盆地褶皱隆升，形成十万大山复式向斜，受东西向断裂控制，在宁 明—上思一带形成小型断陷盆地。

区域主要出露晚古生界石炭系至新生界古近系地层，由老至新分别为上石炭统黄龙组、马平组，二叠系瓜德鲁普统栖霞组、茅口组及乐平统合山组、大隆组，石炭系黄龙组、马平组与二叠系栖霞组、茅口组为区内主要的石灰岩矿产出层位。

区域以近东西向的上思—在妙断裂带为主（F1、F2、F3、F4、F5），断裂倾向南，倾角60°～80°，具压性及压扭性特征，是主要的控矿构造。北西向枯练断裂（F7）及北东向六色断裂（F6）、百细断裂（F8）均具压扭性特征，切割早期地层及断裂，为次级控矿构造。

2 矿区地质

2.1 地 层

矿区出露地层较单一，主要为二叠系瓜德鲁普统茅口组、乐平统合山组及第四系。

茅口组在矿区大面积出露，呈东西向展布，为一套富含腕足类、珊瑚及䗴等生物化石的碳酸盐岩。岩性主要为浅灰色、灰色、灰白色夹浅褐色、深灰色厚层至块状微晶生物碎屑灰岩、亮晶生物碎屑砂屑灰岩、细晶灰岩等。由底至顶岩性有变化，从浅褐色、深灰色微晶灰岩夹含生物碎屑灰岩过渡为灰色、浅灰色亮晶生物碎屑灰岩。该组为区内石灰岩矿产出层位，与上覆合山组平行不整合接触。

合山组主要分布在矿区南北两侧，根据岩性差异可分为上下两部分，上部为深灰色中薄层含硅质团块生物屑微晶灰岩、硅质灰岩夹泥岩、硅质泥岩；下部岩性为泥岩、硅质泥岩、粉砂质泥岩夹硅质岩。岩性变化表明二叠系晚期该区处于浅海—海陆交互环境。

2.2 构 造

矿内发育近东西向宽缓背斜，属于十万大山复式向斜次级褶皱。核部及两翼地层由合山组与茅口组组成。背斜南翼较完整，倾角稍陡，倾向为135°～226°，倾角为9°～44°；北翼被断裂（F2）错断，倾角较缓，倾向为311°～355°，倾角为8°～15°。

矿区内断裂主要为上思—在妙断裂带一部分（F2）。断裂近东西走向，倾向南东，倾角为45°～85°，切割背斜核部地层。断裂形成2～28 m 宽破碎带，带内构造角砾岩发育，角砾主要为砂岩、硅质岩、灰岩、泥岩等，呈棱角状、次棱角状，尺寸为2～13 cm，被浅红色、浅黄色钙质、泥质填充胶结。

3 矿体地质

本次勘查工作进行了较详细的地质测量，分析矿区主要成矿地质背景及矿床地质特征，通过开展深部钻探工程及采样分析工作，分析矿体特征，评价矿石质量。本次工作共采集6 件石灰岩化学全分析样品，8件石灰岩组合样品，745件主要化学成分含量（CaO、MgO、SiO2）样品，根据分析结果圈定矿体。

3.1 矿体特征

石灰岩矿体赋存于茅口组地层中，矿体产出与地层展布一致，同时受断裂控制。根据矿体分布特征，矿区共圈出石灰岩矿体3 个，编号分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，各矿体特征如下。

Ⅰ号矿体位于矿区南西，产出于F2 断裂南西的背斜南翼。矿体呈厚大层状、板状，出露长1 640 m，宽 400～650 m，倾向为 135°～203°，倾角为 14°～24°。矿体厚45.90～165.27 m，平均厚111.39 m，厚度变化系数为34.72%，属于厚度稳定型。CaO 品位为54.67%～55.45%，平均为54.90%，品位变化系数为0.61%；MgO品位为0.12%～0.75%，平均为0.48%，品位变化系数为 28.70%；SiO2品 位 为 0.037%～0.427%，平 均 为0.175%，品位变化系数为31.62%。CaO、MgO、SiO2品位变化均属均匀型。

Ⅱ号矿体位于矿区北西，产出于F2 断裂以北的背斜北翼。矿体呈层状、板状产出，出露长540 m，宽520 m，倾向为326°～342°，倾角为12°。矿体厚88.44～173.66 m，平均厚131.05 m，厚度变化系数为32.51%，属于厚度稳定型。CaO 品位为54.21%～55.23%，平均为54.98%，品位变化系数为0.37%；MgO 品位为0.19%～1.02%，平均为0.43%，品位变化系数为45.64%；SiO2品位为0.113%～0.766%，平均为0.278%，品位变化系数为47.45%。CaO 品位变化属均匀型，MgO、SiO2品位变化属较均匀型。

Ⅲ号矿体位于矿区南东，产出于F2 断裂南东的背斜南翼。矿体呈厚大层状、板状产出，出露长626 m，宽600 m，倾向为134°～197°，倾角为10°～15°。矿体厚69.61～128.03 m，平均厚87.45 m，厚度变化系数为19.97%，属于厚度稳定型。CaO 品位为54.37%～55.37%，平均品位为54.84%，品位变化系数为0.26%；MgO 品位为0.20%～1.21%，平均为0.74%，品位变化系数为15.97%；SiO2品位为0.035%～0.389%，平均为0.139%，品位变化系数为60.08%。CaO、MgO 品位变化属均匀型，SiO2品位变化属较均匀型。

矿体特征表明，区内3 个矿体规模均达大型，厚度稳定，连续性及完整性较好，矿体CaO 品位较高且均匀（54.21%～55.45%）。

3.2 矿石特征

（1）矿石类型。矿区石灰岩赋存在二叠系瓜德鲁普统茅口组碳酸盐岩地层中，矿石自然类型为微晶生物碎屑灰岩、亮晶生物碎屑砂屑灰岩、细晶灰岩等，工业类型为熔剂用石灰岩。

（2）矿物成分。矿物成分较单一，主要为方解石，约占总含量的98%；次为泥质、炭质，含量少于1%，零星见半自形—他形粒状黄铁矿产出。

（3）化学成分。矿区石灰岩化学成分分析结果表明，主要化学成分为CaO，含量在52%以上，次为少量的 MgO、SiO2、Al2O3、Fe2O3，含量多在 2% 以下，K2O、Na2O、SO3、TiO2、P2O5、Mn3O4、Cl-成分含量极低，均不超过0.2%。石灰岩样品组合分析结果显示，S含量不超过0.06%，P含量不超过0.01%。因此矿区石灰岩矿矿石有益组分含量高，有害组分含量极低，矿石质量好，满足有色冶金熔剂用石灰岩化学成分一般指标要求。

4 控矿因素

矿区周围已知的十数个石灰岩矿床（点）均赋存于上石炭统至二叠系瓜德鲁普统碳酸盐岩地层，其中上石炭统黄龙组、马平组及二叠系瓜德鲁普统栖霞组地层中石灰岩以水泥用、建筑用为主，二叠系瓜德鲁普统茅口组地层中石灰岩则多被作为熔剂用开采。区内石灰岩矿主要受地层控制，整个碳酸盐岩地层均为石灰岩矿体。

十万大山复式向斜在上思盆地以北发育多个近东西向次级褶皱，造成碳酸盐岩地层重复。上思—在妙断裂带以平行褶皱走向切割地层，引起部分地层的缺失，对矿体有一定的破坏作用。褶皱及断裂为石灰岩矿的次要控矿构造。

5 矿床成因

石炭世桂西南以碳酸盐台地为主，局部台盆相沉积，海底地势平坦，处于浅水或潮坪环境，区内台地上沉积黄龙组、马平组浅灰白色生物碎屑泥晶灰岩、生物碎屑微晶灰岩，为次要的石灰岩矿形成期。早中二叠世至中二叠世初，右江盆地演变成相对开阔、台盆相间的裂谷盆地环境，区内形成孤立台地，沉积了栖霞组、茅口组浅水台地相碳酸盐岩，含较多珊瑚、腕足类、䗴类等化石，该时期的碳酸盐岩规模较大，是区内主要石灰岩矿形成期。中二叠世末发生的东吴运动使得地壳上升，在起伏不平的古岩溶基底上，形成滨岸潮坪、沼泽环境，沉积了合山组硅质岩、硅质泥岩和黑色泥岩，与下伏中二叠统呈平行不整合，往上为1套含煤碳酸盐建造，产䗴类、珊瑚和植物化石。因此矿床为裂谷海相沉积型矿床，形成于浅水碳酸盐岩台地。

6 结 论

（1）平广林场那厘矿区熔剂用石灰岩矿主要赋存于二叠系瓜德鲁普统茅口组地层，区内共圈定3 个矿体，矿体规模大，厚度稳定，有益组分CaO 品位高，有害组分含量低，属于优质的有色冶金熔剂用石灰岩矿。

（2）区内石灰岩主要受上石炭统至二叠系瓜德鲁普统地层控制，十万大山复式向斜及上思—在妙断裂带造成区内碳酸盐岩地层的重复、缺失，对矿体有一定的破坏作用。

（3）矿床为裂谷海相沉积型矿床，主要形成于早中二叠世裂谷盆地内的孤立台地，在台地内沉积的一套厚大的、富含生物化石的浅水碳酸盐岩构成了熔剂用石灰岩矿体。