劉溢宣，張緩緩

（江西省地質(zhì)局能源地質(zhì)大隊(duì)，江西 南昌 330002）

1 礦床地質(zhì)背景

石竹山—樟木橋硅灰石礦區(qū)地處萍樂坳陷帶西部的袁水復(fù)向斜北翼，北鄰蒙山復(fù)式背斜，南倚武功山隆起[2,5]。硅灰石礦體在早中生代花崗巖與晚古生代碳酸鹽巖的接觸帶產(chǎn)出[4]，如圖1所示。區(qū)內(nèi)主要地層為二疊系中統(tǒng)茅口組、二疊系上統(tǒng)樂平組、第四系等。其中，茅口組為含硅灰石礦地層，樂平組為含煤地層。區(qū)內(nèi)巖層在北部九嶺逆沖推覆構(gòu)造和南部武功滑覆構(gòu)造的共同擠壓下褶皺、斷裂較為發(fā)育，構(gòu)造線總體呈北東向展布,近東西向與北西向構(gòu)造線次之。蒙山巖體在蒙山復(fù)背斜與近東西向、北東向斷裂構(gòu)造控制的影響下，呈不規(guī)則橢圓形的巖株?duì)钋秩胗谑考o(jì)、二疊紀(jì)地層中,地表出露面積約39 km2,是中—晚三疊世的多期次復(fù)式巖體[2,6,7]，其鋯石U-Pb年齡為（217±1）～（236±3）Ma[3，8]。蒙山巖體巖性以黑云母二長花崗巖為主，次為黑云母花崗巖；圍巖蝕變強(qiáng)烈。

圖1 研究區(qū)區(qū)域地質(zhì)簡圖

2 礦體賦存特征

據(jù)勘查資料[4]顯示，石竹山—樟木橋礦區(qū)揭露硅灰石礦體13條，其中，Ⅰ～Ⅺ礦體為熱變質(zhì)型，呈似層狀、透鏡狀賦存于茅口組下段地層中，距巖體50～300 m范圍內(nèi)。Ⅻ～ⅩⅢ礦體為交代變質(zhì)型，賦存于茅口組下段地層與花崗巖體接觸帶50 m范圍內(nèi)。Ⅳ礦體為主要礦體，Ⅷ、Ⅲ、Ⅻ、Ⅹ、Ⅵ、Ⅶ礦體為次要礦體，其它為小礦體（主、次礦體特征統(tǒng)計(jì)如表1所示）。礦體走向85°～110°，傾向南，傾角20°～65°。礦體最大視厚度38.16 m，真厚度1.00～29.33 m?？刂频V體最低標(biāo)高-606.58 m，最高標(biāo)高為+96.53 m，如圖2所示。從圖2來看，構(gòu)造對(duì)硅灰石礦體的形成有著重要的控制作用，對(duì)礦體的形態(tài)、分布和規(guī)模有著較大的影響。

圖2 研究區(qū)A-A,縱剖面

表1 礦體特征統(tǒng)計(jì)

3 礦石特征

3.1 礦石類型

根據(jù)勘查資料[4]，可將研究區(qū)內(nèi)的礦石類型劃分為如下種類，如表2所示。

表2 研究區(qū)內(nèi)硅灰石礦石劃分類型

3.2 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

區(qū)內(nèi)硅灰石礦石結(jié)構(gòu)主要為柱狀變晶結(jié)構(gòu)和放射狀結(jié)構(gòu)，如圖3所示。構(gòu)造以塊狀為主，似角礫狀次之。礦石多呈似同心環(huán)狀分布，礦物集合體從中心到邊緣大致分布的次序是：硅質(zhì)（石英）核心-硅灰石（或透輝石）-粗晶方解石-大理巖。各礦物集合體組成的環(huán)帶、厚度、形態(tài)不一，變化較大。

圖3 硅灰石樣品照片

3.3 礦石礦物組成

區(qū)內(nèi)硅灰石礦石礦物主要包括5種，其含量由高到低依次為硅灰石、方解石、石英、透輝石、石榴石，其它礦物含量甚微。礦石礦物含量一般為96%～100%，平均為99%，如圖4所示。

圖4 硅灰石礦物顯微鏡下照片

3.4 礦石化學(xué)成分

從全區(qū)全分析樣和組合分析樣、基本分析樣分析結(jié)果如表3所示，SiO2、CaO成份含量表現(xiàn)穩(wěn)定，MgO、CO2成份含量較穩(wěn)定，Al2O3、Fe2O3成份含量不穩(wěn)定，CaO/SiO2比值達(dá)1.03，礦石中方解石含量較高，有害雜質(zhì)TiO2、P、S、P2O5、MnO等含量較低。

表3 礦石化學(xué)成分分析結(jié)果

4 礦床蝕變分帶及成因分析

4.1 礦床蝕變分帶

二疊系茅口組下段為區(qū)內(nèi)賦礦地層，巖性由團(tuán)塊狀及條帶狀硅質(zhì)巖、石灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r組成。因蒙山花崗巖體的侵入，在其外接觸帶發(fā)生了強(qiáng)烈的圍巖蝕變與礦化，如表4所示。

表4 圍巖礦化和蝕變分帶分類

4.2 成因分析

區(qū)內(nèi)硅灰石成礦巖體為蒙山巖體花崗巖，而由于蒙山巖體侵入體的烘烤，使得成礦流體發(fā)生擴(kuò)散、滲濾作用[1,4,9]，再形成富含SiO2和CaO物質(zhì)的變質(zhì)水，使富含硅質(zhì)的灰?guī)r中的游離SiO2和方解石重新組合而形成硅灰石，形成過程按SiO2+CaCO3=CaSiO3+CO2（↑）式進(jìn)行，石英和方解石均由茅口組硅質(zhì)灰?guī)r提供。在硅灰石的形成過程中，吸收熱量，并通過伸展滑脫構(gòu)造（F3）[10]釋放出大量CO2，形成大規(guī)模的硅灰石礦，而處于深度較大的封閉體系內(nèi)，反應(yīng)所形成的CO2無法逸出，不可能形成大量的硅灰石。石竹山硅灰石礦床成礦條件包括成礦原巖硅質(zhì)灰?guī)r（大理巖）、侵入巖體提供熱能、半開放的蓋層系統(tǒng)，即硅質(zhì)碳酸鹽巖＋淺（中）成巖體＋蓋層（構(gòu)造裂隙）控礦因素組合。其中硅質(zhì)灰?guī)r為成礦提供物質(zhì)來源；巖漿熔體的侵位與成礦母巖的距離、巖體的規(guī)模以及與圍巖的接觸形式控制了熱傳遞方式和熱能的大小及圍巖受熱面積；蓋層使侵入巖體與周邊硅質(zhì)灰?guī)r（大理巖）處于一個(gè)高溫低壓的半封閉體系[10]中，蓋層中巖溶裂隙和斷層又是硅灰石礦體形成時(shí)CO2排放的主要通道?？氐V因素組合按硅質(zhì)碳酸鹽巖+淺（中）成巖體+蓋層（構(gòu)造裂隙），構(gòu)成了“碳酸鹽巖+巖體+蓋層+伸展滑脫構(gòu)造”硅灰石成礦模式，如圖5所示。

圖5 硅灰石成礦模式

5 結(jié)論

1）礦床圍巖蝕變分帶特征在水平方向上自巖體向外依次為蝕變花崗巖→矽卡巖化→螢石化→透輝石化→透閃石化→硅灰石化→大理巖化；其中硅灰石礦主要產(chǎn)于硅灰石化分帶，銅多金屬礦主要產(chǎn)于矽卡巖化分帶。

2）該區(qū)硅灰石成礦模式為“碳酸鹽巖+巖體+蓋層+伸展滑脫構(gòu)造”。