浅析湘南地区硅灰石成矿地质条件及找矿方向

浅析湘南地区硅灰石成矿地质条件及找矿方向

作者：黄光华

来源：《地球》2013年第02期

[摘要] 分析总结了湘南地区硅灰石矿成矿的地层条件、岩浆岩条件、构造条件，并初步划分了找矿远景区。

[关键字]硅灰石矿地质条件远景预测

[中图分类号] P571 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-2-39-2

1 概述

硅灰石是一种钙偏硅酸盐矿物，作为造岩矿物来研究的历史较长，但作为一种新型的工业矿物来研究是从上世纪三十年代制造矿棉才开始的，至今也不足八十年历史[1]。硅灰石以其自身的物化工艺特性越来越为人们所重视，目前已在许多工业领域中得到应用，并处在不断的开拓发展之中。

1.1 硅灰石资源简况

世界上已探明硅灰石储量约3亿吨，这些资源主要集中在亚洲（占63.8%）、北美洲（占35%）。硅灰石主要消费国家中除美国仅少量进口外，其余的发达国家如西欧国家、日本基本上是依赖于进口或人工合成硅灰石来解决供需矛盾。

我国硅灰石资源丰富，现已探明储量1.3 亿吨，主要分布在东北、华东、华中等地区，构成我国分布不均匀的格局[2]。

湘南地区硅灰石矿产资源在湖南省占主导地位，全省已探明的硅灰石储量均在此区。区内共有矿床（点）12处，其中大型矿床2处，小型矿床1处，其余的为矿（化）点（如表1）。矿床（点）集中分布在湘南加里东印支穿插褶皱带内印支-燕山期中酸性花岗岩与上古生界碳酸盐建造接触处，在地理上主要分布在常宁县、郴县、桂阳县、宜章县等地。矿床类型为接触热变质硅灰石矿床和接触交代型硅灰石矿床[3]。

1.2 硅灰石的开发应用展望

硅灰石作为一种新型的非金属矿物原料，已渡过了它的初期开发阶段，处在迅速的发展之中。目前世界硅灰石的年总产量为60万吨左右，并呈一定比例（约为8%）稳步增长，2020年时消耗可达到100万吨。

我国硅灰石地质工作是从1975年在湖北首次发现硅灰石并开始开发利用的，硅灰石的工业应用研究还要稍晚一些，在这短短的三十多年内，我国在硅灰石的开采、加工、工业应用方面取得了很大的进展，我国至今已具有50万吨年生产能力，约占世界年产量的85%，出口量20多万吨，成为最大的硅灰石出口国。

当今，硅灰石的主要消费领域主要是陶瓷工业，其次是涂料行业，在塑料橡胶、冶金铸造、建筑材料、造纸、玻璃、油漆、磨料、绝缘材料、电焊条、矿棉等工业上也已展现出广阔的应用前景[4]。

2 湘南地区硅灰石成矿地质条件

硅灰石是一种变质矿物，形成于一定的物理化学条件下和特定的地质环境中。它的形成机理可以是一定的物理化学条件下，富含硅质的灰岩或钙质硅质岩石中的石英（游离二氧化硅）和方解石在固体形状下发生化学反应形成硅灰石；也可以是由含有硅酸的溶液进入石灰岩中以交代的方式形成硅灰石，以及当饱和的硅酸钙溶液对富含硅质的岩石进行化学改造形成硅灰石。其化学反应式均为：

CaCO3+SiO2--→CaSiO3+CO2↑

2.1 地层条件

地层是形成硅灰石矿床的主要物质来源，具有良好的岩性组合的地层是形成硅灰石矿床的重要地质条件。它们必须是：A、碳酸盐类岩石，包括富含硅质的碳酸盐类岩石（如硅质灰岩、燧石条带或燧石结核灰岩），具硅质岩石夹层的碳酸盐岩层；B、富含钙质的硅铝质岩石（如钙质砂页岩、钙质硅质岩）。

湘南地区第三构造层第一、第二亚构造层由上古生界泥盆系、石炭系、二叠系地层组成。其中第一亚构造层泥盆系至二叠系下统以浅海相碳酸盐岩建造为主，浅海相砂页岩建造次之，中夹含煤含铁建造，顶部为含铁锰质硅质建造；第二亚构造层二叠系上统上部为浅海相硅质页岩、碳酸盐建造，下部为滨海沼泽相含煤建造。在碳酸盐岩建造和钙质砂页岩、钙质硅质岩与岩体的接触部位是硅灰石的有利成矿地段。

2.2岩浆岩条件

岩浆侵入体一方面可提供形成硅灰石矿床所需的部分成矿物质；另一方面是提供形成矿床所需的热能。

湘南地区岩浆活动频繁。全区已知岩体（群）163处，出露总面积约7317平方公里，岩石类型较复杂，其岩性以酸性、中酸性花岗岩类岩石为主，成岩时代自加里东期到燕山期均有，印支--燕山期岩浆活动达到鼎盛时期，也是成矿最有利时期，它们具有以下特点：

（1）印--燕山期岩体分布广泛，岩体规模较大，一般呈岩基、岩株或岩枝产出，可提供充足的热能。

（2）印--燕山期岩体多侵位于上古生界碳酸盐岩地层中，并形成大面积的接触热变质带。

（3）印--燕山期岩体是岩浆分异达到中、晚期的产物，成因类型多属壳源改造重熔型岩浆，岩石酸度大，稠度低，除富含金属元素外，另有较高含量的挥发分组分，易于与围岩充分交代形成接触交代型金属或非金属矿床。

2.3构造条件

区内构造运动强烈，既具有多期次、多阶段的性质，又具有继承性。它们控制了区内沉积岩的形成与分布，也控制了区内岩浆岩的分布，因而也有着比较明显的控矿作用。

3 湘南地区硅灰石成矿远景区预测

接触热变质型硅灰石矿床和接触交代型硅灰石矿床形成的主要条件是具备成矿物质--钙硅和构造--岩浆事件，具有上述成矿条件且热力变质作用或交代作用强烈的地域是寻找硅灰石矿的主要找矿方向。

3.1 远景区的划分原则

根据区内成矿地质条件和已知的硅灰石矿产地，以及与硅灰石矿有联系的其它矿产的地质资料分析，可将本区硅灰石成矿有利区域划分为三类成矿远景区。其划分原则如下：

Ⅰ类成矿远景区：有较好的硅灰石成矿条件，已知有硅灰石矿床或矿点，且分布比较集中，找矿前景大的区域。

Ⅱ类成矿远景区：有较好的硅灰石成矿条件，已知有或暂时没有硅灰石矿点，找矿前景较大的区域。

Ⅲ类成矿远景区：硅灰石成矿条件一般，具有一定找矿前景，而目前地质工作程度极低的区域。

3.2 远景区预测

根据上述划分原则，将湘南硅灰石成矿远景区初步圈定出7个，其中Ⅰ类成矿远景区2个，Ⅱ类成矿远景区2个，Ⅲ类成矿远景区3个，各成矿远景区地质特征如表2。

4 论与建议