大四平石灰岩矿区区域地质背景及成矿条件分析

大四平石灰岩矿区区域地质背景及成矿条件分析
作者：王天一
来源：《中国科技博览》2014年第25期
[摘要]石灰岩矿床属层状矿床，严格受地层控制，因此矿床成矿条件主要与地层相关。

通过对大四平矿区的区域地质背景及地层条件进行分析，指出可能的含矿层位及潜在的矿体，为本区的地质找矿工作提供了科学依据，指明了方向。

[关键词]“大四平” “层状矿床” “CaO含量”
中图分类号：P619.14 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）25-0356-01
（一）区域地质背景
工作区位于辽宁省东部抚顺市新宾县境内，矿区大地构造位置处于中朝准地台太子河～浑河台陷辽阳～本溪凹陷北部。

1、区域地层
区域出露的地层有：晚元古界震旦系，古生界寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系，中生界侏罗系及新生界第四系.区域地层由老至新分述如下：
（1）晚元古界
晚元古界震旦系（Z）广泛分布于区域的北部和西部，出露有钓鱼台组（Z1d）、南芬组（Z1n）和桥头组（Z1q），各组岩性主要特征如下：
钓鱼台组（Z1d）：岩性为灰绿色、浅褐色中细粒石英砂岩，灰褐色、灰紫色粗粒含砾长石石英砂岩，具底砾岩。

南芬组（Z1n）：岩性为分为两个岩性段，下段（Z1n1）黄绿色、灰绿色页岩、粉砂质页岩，紫色泥质页岩。

上段（Z1n2）灰褐色页岩夹泥灰岩，灰白色细粒石英砂岩。

桥头组（Z1q）：岩性为灰白色、中粒石英砂岩。

（2）古生界
古生界在区域中部呈近东西向分布，出露有寒武系、奥陶系、石炭系和二迭系，其中寒武系、奥陶系地层出露面积较大，其主要岩性特征如下：
寒武系（∈）
分下、中、上统，下统（∈1）碱厂组、馒头组、毛庄组岩性为紫色页岩，含燧石条带硅质灰岩，泥灰岩，沥青灰岩，黄绿色页岩。

中统（∈2）徐庄组、张夏组岩性为鲕状灰岩，结晶灰岩夹花纹灰岩。

上统（∈3）崮山组、长山组、凤山组岩性为薄层灰岩，竹叶状灰岩，紫色、黄绿色页岩夹花纹灰岩，涡卷灰岩。

寒武系中统（∈2）为本次勘查工作的第二个重点层位。

寒武系地层与下伏震旦系桥头组为平行不整合接触。

奥陶系（O）
自下而上分为下奥陶统（O1）和中奥陶统（O2）。

下奥陶统（O1）分为冶里组和亮甲山组，岩性主要为灰白色中厚层夹薄层含燧石结核灰岩、花纹灰岩、竹叶状灰岩夹页岩。

中奥陶统（O2）由下至上可分为下马家沟组（O2xm）和上马家沟组（O2sm）
下马家沟组（O2xm）：岩性主要为灰色中厚层夹薄层灰岩，花纹状灰岩夹燧石结核灰岩。

上马家沟组（O2sm）：为深灰色中厚层灰岩夹灰黄色白云质灰岩，花纹状灰岩及燧石结核灰岩。

该组是区内最重要的石灰岩含矿层位。

奥陶系地层与下伏上寒武统凤山组为整合接触。

石炭系（C）
为陆相沉积的砂页岩夹煤系地层。

由下至上可分为本溪群（C2b）黄色、紫色页岩、砂岩，夹灰岩、铝土质页岩及煤层。

太原群（C3t）页岩、砂岩，夹煤层、铝土质岩层。

石炭系地层与下伏奥陶系上马家沟组为平行不整合接触。

（3）中生界
中生界侏罗系（J）分布在区域的南部及东部，为砂页岩夹煤系地层。

与下伏古生界各地层均为角度不整合接触关系。

（4）新生界
新生界第四系（Q）主要出露在沟床沟谷中，有上更新统（Q3）和全新统（Q4）。

上更新统（Q3）下部为坡洪积砂砾石，上部为砂质粘土。

全新统（Q4）岩性为棕黄色砂砾石及砂质粘土。

2、区域岩浆岩、混合岩
区域岩浆岩不发育，仅在东南部出露有侏罗纪第二期花岗岩体（γ52（3）2）
及零星出露有前震旦纪闪长玢岩（δμ）、侏罗纪第一期闪长岩（δ52（3）1）等小岩体。

区域混合岩仅在西北部及东北部局部出露（ArantM）
3、区域构造
区域内以近东西向构造展布为主。

由东西向的褶皱及压性断层结构面组成，并伴生有北东向和北西向的扭性断裂，构造形迹显著，活动时间长，由前震旦纪—侏罗纪均有活动。

压扭性断裂构造切割了古生界地层，含矿地层沿走向突然中断，局部对矿体起到一定的破坏作用。

（二）成矿条件分析
区域矿产资源比较丰富，主要有石灰岩矿、煤矿、铁矿以及非金属矿产粘土矿、铝土矿、硅石矿等，其中石灰岩矿床是该区最重要的矿产资源。

石灰岩矿床属层状矿床，严格受地层控制，因此矿床成矿条件主要与地层相关。

根据《辽宁省石灰岩矿成矿区划报告》和本地区小四平水泥石灰岩矿、马架子冶金熔剂石灰岩矿勘查资料，该区石灰岩含矿层位主要为奥陶系上马家沟组和寒武系张夏组二个层位，其中以上马家沟组含矿层位最好，张夏组次之。

大四平矿区地层主要呈北西290°方向展布，总体呈向南倾斜的单斜地层，但局部有向斜褶皱并控制矿体展布。

地层由老至新为：震旦系南芬组、桥头组；寒武系下统碱厂组、馒头组、毛庄组，中统徐庄组、张夏组，上统固山组、长山组、凤山组；奥陶系冶里组、下马家沟组、上马家沟组；石炭系本溪组、太原组和中生界侏罗系大堡组、三个岭组。

石灰岩矿床主要赋存在寒武系中统张夏组和奥陶系上统上马家沟组中。

1、奥陶系上马家沟组石灰岩成矿条件分析
大四平地区石灰岩矿含矿层位主要为奥陶系上马家沟组，岩性以生物碎屑泥晶灰岩为主。

该区现已探明资源/储量的矿床有新宾县小四平水泥石灰岩矿和新宾县马架子冶金熔剂石灰岩矿二处。

奥陶系上统上马家沟组呈北西290°方向分布在矿区中部，东西长4.5Km，南北宽400-1100m。

含矿层位呈向斜展布，向斜北翼地层走向北西295°，倾向205°，倾角一般20-35°；向斜南翼地层走向北西320°，倾向50°，倾角一般25-45°。

含矿层位与下伏下马家沟组为整合接触，与上覆石炭系本溪组（C2b）为平行不整合接触。

向斜南翼沿走向大部分以断层与下伏地层接触，含矿层位受断层影响遭到破坏，但由于断层倾向西南与地层倾向相反，因此破坏作用较小。

由于该矿体受向斜构造控制，矿体向南东120°方向倾没，因此矿层西部2200m地段基本无盖层，只有东部向斜倾没端有少量上马家沟组二段和石炭系本溪组覆盖，因此有利于地质勘查，剥离比低，采矿条件好。

经野外实地踏勘，大四平地区奥陶系上统上马家沟组石灰岩矿层与已探明的小四平和马架子地区石灰岩矿层岩貌和地层特征十分相似。

下部层位为深灰色生物碎屑泥晶灰岩，厚～巨厚层状，地貌上呈陡立石崖，真厚度约60m，大多达到有色冶金熔剂和黑色冶金熔剂矿层，是本次工作的主要含矿层位；上部层位为灰色泥晶灰岩，大多为黑色冶金熔剂和水泥石灰岩矿层，但由于盖层位于向斜核心，因此该层受剥蚀作用较强，向斜两翼缺失较多。

上部矿层之上盖层为上马家沟组二段紫红色泥晶灰岩，在该区由于奥陶系上马家沟组与石炭系本溪组之间的沉积间断较大，因此该层厚度很小。

综上所述，奥陶系上马家沟组石灰岩矿层层位稳定，厚度巨大，质量特优，是本次工作的重点找矿层位。

2、寒武系中统张夏组石灰岩成矿条件分析
寒武系中统（∈2）张夏组分布在矿区北部和西部。

北部张夏组地层呈北西290°方向展布，出露宽度600-1000m，长度10Km；西部地层呈近东西向展布，出露宽度600-800m，长度5Km。

含矿层位形态简单，均向南倾，倾角一般16-22°，与顶底板寒武系下统（∈1）和上统（∈3）均为整合接触。

北部和西部含矿层位东西二端均以断层与其它层位接触。

张夏组岩性主要为鲕状灰岩和结晶灰岩，夹紫红色粉砂岩及砂岩，厚度188-497m，其沉积环境属潮下高能带。

该组鲕状灰岩和结晶灰岩钙质含量较高，达到一级品水泥和黑色冶金熔剂工业指标要求。

张夏组已探明资源量并开采的矿山主要有辽阳县小屯石灰石矿、辽阳县双庙子石灰石矿、灯塔市宝镜山石灰石矿、灯塔市东大山石灰石矿等。

综上所述，寒武系中统张夏组石灰岩含矿层位较稳定，CaO含量较高，是水泥石灰岩和黑色冶金熔剂石灰岩的重要含矿层位之一，是重要的石灰岩找矿层位。