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云南省永仁县猛虎砂岩矿床地质特征及成矿模式研究

林旭 杨胜强

中国建筑材料工业地质勘查中心云南总队,昆明,650106

摘要: 猛虎砂岩矿床矿体赋存于侏罗系中统蛇店组(J2s)中,赋矿岩石主要为暗紫红色中至厚层状石英砂岩。矿体呈矿体呈单斜层状逆坡产出,平面上呈不规则长条形;区内砂岩属典型的沉积岩矿产,其成矿控制条件主要是地层条件。猛虎砂岩矿床为碎屑岩沉积建造,各种陆源碎屑物经过风和水流的搬运作用,在海盆中堆积、压实、成岩。为中生代中侏罗世沉积的一套河流冲积平原相泥岩、砂岩,属沉积型矿床。
关键词: 矿床地质特征;矿床成因;成矿模式;猛虎砂岩
DOI:10.12721/ccn.2022.157060
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1.区域地质简况

猛虎砂岩矿床位于矿床地处Ⅵ-扬子陆块区(一级构造单位)Ⅵ-2上扬子古陆块(二级单元),Ⅵ-2-12楚雄陆内盆地(三级单元)[1-2],具有双基地双盖的结构[3],区域长期受扬子陆块径向断裂影响,地质构造较为复杂,断裂、褶皱发育密集排列,区域主体构造线骨架呈南北向展布。区域地层主要以中生代为主,区域地层分布主要有三叠系(T)、侏罗系(J)、白垩系(K)、第四系(Q)。区域地质特征复杂, 矿床所处大地构造位为扬子准地台川滇台背斜。为滇中“红色盆地”的东北边缘,该区是在地台盖层之上,中生代的强烈坳陷,区域内构造以褶皱为主,断裂不发育;区域岩浆岩主要为海西期喷出岩-峨眉山玄武岩。区域变质作用发育。

2.矿区地质特征

2.1地层

矿区出露地层简单,出露地层及岩性分别为:(1)侏罗系中统张河组(J2z)岩性主要为黄绿夹紫红色粉砂岩、泥岩,黄绿色厚层状至块状中粒硬砂质长石砂岩,紫灰色中厚层状至块状长石砂岩,紫红、灰绿色泥岩(2)侏罗系中统蛇店组(J2s)岩性主要为暗紫红色至灰紫红色中厚层至块状细至粗粒石英砂岩、薄层至中厚层石英砂岩、铁泥质粉砂岩,暗紫红色、灰紫红色石英砂岩、含长石石英砂岩,含铁泥质粉砂岩(3)侏罗系上统妥甸组(J3t)岩性主要为暗紫红色夹黄绿色含灰质泥岩(4)第四系(Q)残坡积物。其中侏罗系中统蛇店组(J2s)为赋矿层位。

2.2构造

矿区内构造不发育,对矿区影响较大的为中和街向斜,褶皱形态规则,近南北向,轴长14km,核部宽5km。核部地层为白垩系普昌河组,两翼为白垩系高丰寺河组,两翼地层倾角均为20°~30°。含矿层位于向斜东翼,对砂岩成矿有一定影响。矿区内较发育的二组节理裂隙产状分别为:①160°~183°∠54°~85°; ②32°~100°∠30°~71°。

2.3岩浆岩及变质作用

矿区岩浆岩不发育,仅在矿区外围沿断裂走向,有花岗岩分布。矿区变质作用不发育。

3.矿床地质特征

矿体赋存于侏罗系中统蛇店组(J2s)中,岩性为暗紫红色中至厚层状石英砂岩、薄层状含铁泥质粉砂岩,其中石英砂岩为矿层。本次工作以石英砂岩出露较好,自然块度较大作为矿体,分矿体I、II、III,矿体呈单斜层状逆坡产出,总体产状265°~290°∠35°~46°,平面上呈不规则长条形,矿体I、II南北延伸长6.2km,矿体III南北延伸长1.2 km,东西向宽58~260m,厚度36~220m,厚度不稳定。矿体顶、底板均为侏罗系中统蛇店组(J2s)含铁泥质粉砂岩夹少量石英砂岩,厚度不均,与矿体呈渐变过渡接触,局部被第四系残坡积层覆盖。

4.矿石特征

4.1矿石类型及质量

综合矿石的颜色、结构特征等因素,将该矿山的矿石类型划分为暗紫红色石英砂岩,矿石结构、构造、化学成分分别如下:

矿石岩性为暗紫红色、紫红色石英砂岩,具细粒-中粒结构,中厚至厚层块状构造,矿物成分主要为石英、长石、铁泥质。据偏光显微镜下鉴定:石英颗粒呈棱角状,大小较均匀,颗粒大小0.06~0.2mm,占量95%,长石呈棱角状分布于石英颗粒之间,占量3%~5%,黑白云母呈不规则片状,占量1%(见照片3-2、3-3)。化学成分主要有:SiO258.74-84.96,平均75.02,CaO 4.76-17.44,平均9.46,MgO 0.52-2.09,平均1.19,其余化学成分,见表1。

表1 岩石化学分析结果表

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4.2矿石物理、机械加工技术性能 

① 矿石物理技术性能

据本次采样分析测试,矿石物理技术性能如下:小体重2.37~2.73t/m3,平均2.59 t/m3;湿度0.12~0.50%,平均0.25%;吸水率0.33~2.14 t/m3,平均1.50 t/m3;抗压强度23.15~288.30MPa,平均154.56 MPa;抗折强度13.83~40.8MPa,平均29.67 MPa;抗剪强度32.3~75MPa,平均46.63 MPa;耐磨率0.003~0.076 g/cm3,平均0.021 g/cm3;耐酸率98.81-100%,平均99.21%;耐碱率99.99-100%,平均值100%;肖氏硬度85~92,平均88.45。放射性检测结果属于A类建筑装修材料,其产销与使用范围不受限制。可见区各类矿石体重适中便于搬运;吸水率低,抗风化能力强;抗压、抗折、抗剪强度满足饰面石材工业技术指标要求,肖氏硬度较高,便于切割分离;耐磨率较大,不便于打磨抛光。

② 机械加工技术性能

由于矿区各类矿石矿物成分单一,分布均匀,无软硬交错现象,矿石机械加工技术性能良好。板材厚薄均匀,切边平直,无跑锯、缺角、掉边现象。据标准样加工统计,精板成材率为25-30m2/m3,高于工业技术指标≥18 m2/m3要求。

4.3 矿石荒料率

本次工作进行了25个节理裂隙面统计,统计面编号为Mt1、Mt2 、……Mt25,均为水平面,共统计面积2500 m2,叠合方法采用体图解荒料率叠合图法,测定结果:荒料率20.57~28.26%,平均为23.33%。

5成因机制及成矿模式

成矿作用主要受到岩相古地理、岩性、层位、区域构造等因素控制。矿体产于河流冲积平原相沉积环境形成的沉积岩中;赋矿层位主要为:侏罗系蛇店组(J2s);岩性主要为: 暗紫红色、紫红色石英砂岩;沉积成岩后受绿汁江断裂、普渡河断裂和三岔河断裂的影响,沉积原岩发生破碎;该区主要发育近南北向的断裂,受断裂影响沉积原岩发生破碎对破坏了原岩的完整性。同时控制了矿体的空间产状。

综上所述可将猛虎砂岩矿床成矿模式描述为:中侏罗世广泛海侵,原有的潞西-镇康浅海向东扩展到临沧、沧源一带。临沧剥蚀区此时已沦为一群呈链状展布的障壁岛。岛屿西侧发育滨海陆屑滩沉积,其东侧则为兰坪-思茅滩(岛)后潮坪、泻湖沉积区。哀牢山以东的滇中及滇东北区仍保持陆相河湖沉积,此时在猛虎砂岩矿床所在区域内沉积了一套河流冲积平原相细碎屑岩,主要为紫红、灰色中-细粒砂岩与紫红、杂色粉砂岩、泥岩;中侏罗世晚期海退后,澜沧江断裂以西的陆地连成一片,潞西一带成为狭小的残留海湾,兰坪-思茅盆地仍属南、北与广海连通的陆间断陷海湾。滇中盆地和滇东北盆地大体轮廓不变,只是局部山地和丘陵地带的扩大,使河湖沉积区的范围有所收缩。此时在猛虎砂岩矿床所在区域内沉积了一套河流冲积平原相细碎屑岩,楚雄盆地的蛇店组仍为河流沉积的砂、泥岩韵律互层;早白垩世早期,位于玉龙山海湾哀牢山剥蚀区以西的兰坪-思茅沉积区,基本保持晚侏罗世的盆地范围,变化不大。盆地的南、北两方仍为与海域连通,发育滨海相陆源碎屑沉积。滇中地区受燕山中期构造运动的影响较强,元谋断裂以东的昆明拗陷抬升成陆,并于滇东牛头山剥蚀区连成一片,沉积区收缩于西部的楚雄盆地,发育河湖相沉积,此时在猛虎砂岩矿床所在区域内沉积了一套河流沉积平原相,岩性为灰紫、灰色含砾中-细粒长石石英砂岩与紫红、灰绿色粉砂岩、泥岩韵律互层夹少量同生角砾状泥灰岩,中侏罗世为矿体的沉积形成时代,该时期沉积的石英砂岩即为矿体。

参考文献

[1]中国建筑材料工业地质勘查中心云南总队. 《云南省石材潜力评价》[R]. 2018

[2]中国建筑材料工业地质勘查中心云南总队.《云南省矿产志-非金属矿产研编及数据库建设》[R]. 2018.

[3]中国建筑材料工业地质勘查中心云南总队.《云南省永仁县猛虎砂岩矿预查报告》[R].2014.

[4]中国建筑材料工业地质勘查中心云南总队.《云南省建材非金属矿矿床成因类型及成矿预测研究》[R]. 1994.

[5]云南省地质矿产局.《云南省岩相古地理图集》[M].昆明:云南省科技出版社1995.

[6]刘心开、林旭。云南省贡山县丙中洛砂岩矿床地质特征及矿床成因研究;科技资讯[J] . 2018.