河南省淅川县金华山水泥灰岩矿床地质特征与矿床成因研究

武守荣 常晓磊 毕 翀

（河南省地质矿产勘查开发局第一地质勘查院，河南 郑州 450000）

1 区域地质背景

矿区位于秦岭复杂造山带东段南支，扬子地块北缘，荆紫关—师岗复式向斜内。区内地层出露齐全，构造发育，成矿地质条件有利。地层属秦岭地层区南秦岭地层分区淅川小区。矿区地层以区域性淅川断裂带为界，以北为元古界结晶基底，以南为沉积盖层，主要有震旦系，寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系、白垩系及新生界。

2 矿床地质

2.1 矿区地质

矿区地层走向总体与区域构造线方向一致，呈北西～南东向展布。出露的地层主要为石炭系下集组、梁沟组、三官垭组、缸窑组、周营组和新生界第四系。

石炭系（C）：该套地层沿荆紫关～师岗复向斜核部分布，在区内分布最广，水泥灰岩即赋存于石炭系地层中。

1、下集组（C1x）：分布于矿区南部和北部，主要岩性为细晶白云岩、灰色薄板状灰岩、角砾状砾石层等，

2、梁沟组（C1l）：出露于普查区中部，岩性组合为灰（黑）色厚层细晶灰岩、灰黑色厚层含生物碎屑微晶灰岩、灰（白）色薄板状生物碎屑灰岩，向上薄板状灰岩发育。梁沟组分布稳定，顶底界线清楚，底界以灰色厚层灰岩作划分标志与下集组白云岩整合接触；顶界以富含生物化石条带的灰岩或泥岩作划分标志，为本区主要含矿层位。

3、缸窑组（C2g）：岩性以深灰色～灰（黑）色厚层含燧石条带含生物碎屑灰岩及薄层泥岩为主。

4、三官垭组（C2s）：岩性以灰色中薄层含泥屑、砂屑生物碎屑颗粒灰岩、灰（白）色薄板状含生物碎屑灰岩为主，夹薄层土黄色、灰白色或紫红色薄层泥岩，顺灰岩层面多发育紫红色泥膜。为主要含矿层位。

5、周营组（C2z）：稳定分布于复向斜的核部，岩性主要以杂色、紫红色、土黄色泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、薄层泥灰岩等。

矿区内荆紫关～师岗复式向斜为其主控构造格架，褶皱总体走向北西西，南翼为单斜北倾，北翼地层经过多次褶皱，总体北倾，接近直立，局部倒转。石炭系地层在复向斜南北两翼对称分布。复向斜核部相对较为开阔，总体为一向西低角度翘起的开阔复式向斜构造。

2.2 矿体特征

矿区内圈出两个矿体，K1-1、K2-1矿体。

K1-1矿体赋存于“荆～师复式向斜”的南翼，出露位置及形态严格受荆紫关师岗～复式向斜控制，赋矿层位为石炭系梁沟组、缸窑组和三官垭组。矿体总体呈北西～南东向展布。矿体呈层状产出，厚度368.59m～556.93m，平均459.65m，厚度变化系数17%；K1-1矿体矿石中CaO含量最高55.84%，最低45.29%，平均52.03%，品位变化系数 2.0%。沿走向及倾向品位均较稳定。总体而言，K1-1矿体中 CaO与MgO含量变化呈负相关关系，即，矿石中MgO含量越高，CaO含量则越低，反之越高；fSiO2含量单样最高3.18%,最低0.21%，矿体平均2.47%，品位变化系数23%。

K1-2矿体赋存于荆紫关～师岗复式向斜北翼，出露位置及形态严格受荆紫关～师岗复式向斜控制，赋矿层位为石炭系梁沟组、缸窑组和三官垭组。矿体总体呈北西～南东向展布，矿体呈层状产出，厚度524.02m～847.09m，平均701.65m，厚度变化系数18%；K1-2矿体矿石中CaO含量最高58.58%，最低41.98%，平均51.92%，品位变化系数 2.0%，沿走向及倾向品位均较稳定；fSiO2含量单样最高12.10%,最低0.26%，矿体平均2.49%，品位变化系数25%。

2.3 矿石特征

矿石中矿物成分：矿石由灰岩构成，主要矿物为方解石，含量 95%左右，呈它形、半自形粒状，粒径一般 0.1～0.5mm，紧密镶嵌分布。次为白云石和少量硅质。

矿石化学成分平均含量为 CaO平均含量 52.03%～55.92%；MgO平均含量0.56%～0.67%， SiO23.63%、Al2O30.74%、Fe2O30.30%、K2O+Na2O 0.19%、SO30.04%、P2O50.01%、Cl-0.01%、烧失量57.10%。

矿石结构以细晶～粉晶结构、砂屑、碎屑结构为主。矿石构造主要有层状构造、条带状构造等。

2.4 矿石类型

矿石自然类型为中厚层状细晶～粉晶灰岩、含生物碎屑灰岩、中厚层状含燧石结核（团块、条带）灰岩、含泥屑、砂屑、生物碎屑颗粒灰岩4类。

矿石工业类型属高钙、低镁、低钾钠的水泥原料灰岩。

2.5 矿体围岩及夹石

矿体直接顶、底板围岩分别为粉砂质泥岩和白云质灰岩，二者与矿体呈整合接触关系，界线清楚，易于识别。

3 矿床成因

矿区位于秦岭复杂造山带东段南支，扬子地块北缘，荆紫关～师岗复式向斜内。前寒武纪时期，该区为一沉降带，海水从东南方向侵入，形成一个近东西向的局限海盆，盆地中先是沉积滨岸海滩相的近陆碎屑沉积，随着海水的不断侵入，转为潮下沉积环境，主要为碳酸盐建造。随着地史的变迁，海进海退，沉降逐渐隆起，后经区域构造作用形成沉积矿床。该矿床为稳定边缘台地～斜坡沉积碳酸盐岩，后经区域构造作用形成的沉积矿床。

4 找矿标志

矿区内水泥灰岩矿主要赋存于石炭系下集组、梁沟组、缸窑组和三观垭组地层中，岩性主要为细晶灰岩、含生物碎屑灰岩、含燧石结核（条带、团块）及含砂屑、泥屑灰岩。矿层层位稳定，大都裸露地表，风化面多为灰色～浅灰色，且岩石表面光滑，遇酸起泡，肉眼极易辨认。上述特征可作为直接找矿标志。

5 结论

l、地层控矿：矿层赋存于石炭系梁沟组、缸窑组、三官垭组地层中，严格受石炭系地层控制，矿层连续、稳定，夹层较少，地表基本无覆盖层，矿体大都裸漏地表。

2、岩性控矿：岩性为高钙、低镁，低有害组份的灰岩。矿石质量优良且稳定，主要有益、有害组份变化不大，是难得的高品质水泥原料矿石。

3、构造控矿：区内水泥灰岩严格受控于区域性构造“荆～师”复式向斜”，矿体赋存于该复式向斜的两翼。