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【摘 要】湖南大顺窿白云石大理岩矿位于“有色金属之乡”郴州市桂阳县，区内为了合理利用资源，对区内围岩白云石大理岩矿进行了勘探。本文通过对矿床地质特征，矿床成因类型进行了分析，认为位于长坪乡—洋市镇一带的石炭系壶天群组受热液接触作用蚀变形成白云石大理岩矿具有较好的成矿地质条件，找矿远景好，未来通过工作，位于矿体外围区域有望探获大型—超大型白云石大理岩矿床。

【关键词】大顺窿；白云石大理岩；地质特征；找矿前景

1、区域地质背景

矿区位于南岭多金属成矿带中耒阳-临武南北向成矿带中段，北西向大义山岩体东南接触带上[1]。区域地层有泥盆系—三叠系的一套浅海相夹海陆交互相碳酸盐岩夹碎屑岩系。区内构造构造运动强烈，断层、褶皱发育，主要断层构造有北北西-北北东向走向逆断层、及北东东-近东西向左旋-平移横断层等两组。褶皱有马鞍洞-雷公岭南北向倒转背斜西翼，区内地层倒转，总体为一复式倒转背斜构造[2]。区内岩浆活动频繁，矿区西部为大义山主体巨环斑状黑云母花岗岩，其中印支晚期—燕山期所形成的中酸性侵入小岩体在大义山岩体周围成群成带集中分布，与区内分布的铅、锌、铜、钨、锡、砷等有色金属矿产[3]及白云石大理岩、大理岩非金属关系密切。

2、矿区地质特征

2.1地层

矿区出露地层有第四系（Q）、石炭系中上统壶天群（C2+3ht）、石炭系下统梓门桥组（C1z）、测水组（C1c）、石磴子组（C1s），矿体赋存于石炭系中上统壶天群（C2+3ht）中（见图1）。

①第四系（Q）：本层分布较广，主要分布在河流、沟谷低洼地段， 为冲积及残坡积层，岩性为黄色、褐黄色残坡积粘土、亚粘土及岩石碎块（如碎石、砂、砾石等）组成，该层厚度一般在0～10米之间。

②石炭系中上统壶天群（C2+3ht）：分布于矿区西部，与大义山岩体接触，地表出露明显，大部分蚀变为白色白云石大理岩、大理岩，少部为灰色白云质灰岩；深部与火成岩接触则蚀变为矽卡岩。该层厚度约900米。

③石炭系下统梓门桥组 （C1z）：分布于矿山中部偏西，其岩性上部为浅红色白云岩和致密状灰岩；中部为深灰黑色致密状灰岩；下部以灰色、浅红色细粒白云岩为主，夹灰黑色致密状灰岩。该层厚度约80米。

④石炭系下统测水组（Clc）：分布于矿山中部，其岩性上部为浅灰色细粒石英砂岩、砂质页岩夹炭质页岩，底部以含煤砂页岩，灰黑色粘土页岩为主。该层厚度一般在40～60米之间。

⑤石炭系下统石磴子组（C1s）：分布于矿山中部偏东。上段（C1s3）灰岩：灰色、深灰色灰岩夹黑色薄层炭质页岩，主要成分为方解石、少量铁泥质、白云石，大部分蚀变为角岩或大理岩；中段（C1s2）泥质灰岩：黄褐色、黄色，薄层状泥质灰岩，灰色砂质灰岩，风化后呈碎片或粘土；下段（C1s1）灰岩：灰黑色，厚层状灰岩，层理清晰，含燧石结核，岩石主要成分为方解石、泥炭质。该层厚度一般在270～580米之间。

2.2构造

矿山构造为一走向北北西、倾向北东东方向展布的复式倒转褶皱构造。矿山西部断层发育，主要为一组走向近东西向的平推断层；由于构造的多期多次活动，区内褶皱、挠曲和节理等构造较发育[1]。

1、褶皱

矿山从东至西由人神山倒转倾伏向斜和陡岭上倒转倾伏背斜组成构造骨架，贯穿矿山中部，轴向北北西，倾向北东东，倾角 30～80°，向南倾伏。其次一级褶皱也十分发育。

①人神山倒转倾伏向斜

位于矿山测水组和梓门桥组地层中。纵贯矿山并往南、北方向延伸，全长4800m以上，为矿山一级向斜构造。轴向向北昂起，向南倾伏，倾伏角10°左右。东翼倾向总的向东，倾角60～80°；西翼总的倾向东，倾角10～25°。轴部由测水组或梓门桥组地层组成，两翼由测水组地层和梓门桥组地层组成。向斜形态与地貌形态大致吻合。

②陡岭上倒转倾伏背斜

位于矿山赶岭上—陡岭上一带，与人神山倒转倾伏向斜等长大致平行排列。两轴线相距100～210m，为矿山一级背斜构造，轴向345～10°，背斜向北昂起，向南倾伏，倾伏角10°左右。东翼总的倾向东，倾角10～25°；西翼倾向东，倾角30～50°，深部趋陡，倾角60～70°，局部地段呈直立或反向倾向北西西；轴部由测水组地层组成。西翼和轴部被 F3断层部分或全部破坏。

2、断层

矿山内断裂构造发育，断裂构造纵横交错，按其展布方向，主要有一组走向近东西向的平推断层，也见有走向近南北向的逆断层（F3）由南延伸至矿山内（见表1）。

2.3岩浆岩

矿山内岩体出露有二处：其一岩体大面积出露在矿山南西，与壶天群白云岩接触面走向北北西呈舒缓的波状，倾向北东，倾角 37～68°，上平下陡，出露面积约 0.4Km2，为大义山复式岩体之一部分。其二矿山中部南起 F5北至 F16间，花岗岩沿近南北向的断裂侵入石炭系地层中呈脉状，脉宽 5～50m，在 TC8 处分叉呈 “丫”字状至 F16尖灭，花岗岩脉出露长 700m，倾角 45～60°，接触界线较平直。 岩体沿构造薄弱带上侵隆起，而形成 V 字形的深凹。岩体与成矿关系密切，本区接触带矽卡岩型铜矿就产在该岩体的深部凹带上。

大义山复式岩体[4]按岩性划分：有巨环斑状黑云母花岗岩、细～中粒斑状黑云母花岗岩和细（中）粒黑云母花岗岩三种。巨环斑状黑云母花岗岩，即为大义山南部巨环斑状黑云母岩体的一部分，同位素地质年龄为210百万年，属印支期第二次侵入，呈中深成相岩基产出。细～中粒斑状黑云母花岗岩和细（中）粒黑云母花岗岩，据黑云母K～Ar法则定，同位素地质年龄为264百万年，与大义山岩体北体相当，属燕山早期第一次侵入，呈中深成相岩基产出，与巨环斑状黑云母花岗岩成侵入接触。细～中粒斑状黑云母花岗岩和细（中）粒黑云母花岗岩是互为过渡的相变关系，彼此间无明显的界线。

2.4围岩蚀变

区内按蚀变特点可分为三个带：

①外接触蚀变带：蚀变主要位于接触带的外侧或稍远的碳酸盐岩和碎屑岩中，其蚀变种类主要有大理岩化、矽卡岩化、硅化。

②正接触蚀变带：此蚀变产在接触带，由于强烈的矽卡岩化形成不同种类的矽卡岩[4-5]，矽卡岩化作用常伴生金属硫化物矿化，主要是黄铜矿、黄铁矿、白铁矿、锡石等。

③内蚀变带 ：发生在岩体中的自变作用，主要是云英岩化[4-5]，其次是钾长石化。

3、矿体特征

本次矿区内圈定白云石大理岩矿体 1 个，产于岩体接触带附近，经热接触变质作用蚀变为白色中～细晶白云石大理岩矿。矿体浅部主要受壶天群地层走向和倾向控制，深部受岩体形态变化控制。本次勘查工作利用矿山+177m中段、+249m中段二个民采坑道圈定了Ⅳ号白云岩矿体，矿体分布在53～61线之间。具体由+249m中段穿脉CM1、CM3，+177m中段穿脉 CM1、CM4共计4条近东西向穿脉巷道控制。矿体走向北北东，倾向92～110°，倾角35～42°；控制走向长约820m、坑道段高（倾向）72m，视厚度308～396m，均未封边控制；矿体呈层状、似层状产出。矿体赋存标高+177～+249m；平均含CaO 31.03%、MgO21.30%、白度92.8%；在+249m中段局部裂隙地段含有少量泥质充填物，使白度或 CaO、MgO 含量不达标。

4、矿石特征

4.1矿石矿物组成

岩石矿物成分单一，主要为白云石；白云石重结晶呈半自形—他形粒状，粒度大小由0.1～1.2mm，多数集中在 0.2～0.5mm，粒间彼此镶嵌接触，菱形解理发育；重结晶现象明显，褪色完全。

4.2矿石结构构造

矿石主要为细粒变晶结构，块状构造。

4.3矿石化学成分

白云石大理岩矿体有益组分为CaO、MgO，有害组分为 Fe2O3、SiO2。其中有益组分 CaO平均品位31.03%，MgO平均品位21.3%，平均白度92.8%。有害组分：本次工作采集了 21 个组合样品（+249m中段249CM-H102 至 249CM-187，82个样品每4个/组），分析显示：SO2≤0.01%，Fe2O3≤0.02%，含量极低。

4.4矿石放射性

经FD-3022-1型多道伽马能谱仪测量16组白云石大理岩样的结果显示：总道Ur值为 21.02～24.18，均值为 22.63；钾含量的变化范围是（1.84～2.55）%，均值为2.29%；铀含量的变化范围是（6.03～8.73）×10-6，均值为 7.18×10-6；钍含量的变化范围是（6.42～16.83）×10-6，均值为 12.09×10-6。该组数据基本与湘南地区放射性本底值相近似。说明在该白云石大理岩矿样没有放射性γ辐射异常[1]。

5、矿床成因浅析

大顺窿矿区内白云石大理岩矿体赋存于石炭系中上统壶天群（C2+3ht）中，该段岩石主要类型为出露不全，为白色厚层状细至中晶白云石大理岩，上部夹白色厚层状中至粗粒大理岩，中下部夹浅灰色厚层状细晶质白云岩及灰岩。

中石炭纪时，海侵达到了高潮“江南古陆”大为缩小，接受了中石炭纪的沉积，其中湘中南海域辽阔，海底起伏不大，海水浅而清澈、气候温暖而湿润，普遍发育了台地碳酸盐沉积，主要岩石类型有泥晶生物屑灰岩、生物屑泥晶灰岩、亮晶生物屑灰岩、结晶白云岩等。岩层以厚层、巨厚层状为主，在白云岩中偶见斜层理和水平纹层[6]。

从普遍研究成果可知，白云岩的形成是在温度适宜、扰动适当的浅海域条件下，伴随着海浪一波一波的冲击。而在此过程中，过饱和的碳酸钙增加后，会打破悬浮状态，逐渐下降到海底，最终变为亮晶、泥晶灰岩。当遇到海水浓缩、盐度升高的情形时，大量过盐水中的Ca被沉淀，大大提高了海水中Mg含量，Mg进入沉积物的 CaCO3晶格中，逐渐形成白云石[7-8]。

区内白云石大理岩主要受大义山复式岩体区域热变质作用形成。形成位置主要位于岩体外接触蚀变带，区内白云岩、石灰岩等碳酸盐岩由于热液蚀变使白云石、方解石重结晶并退色，前者经过蚀变形成纯白色的白云石大理岩，后者则形成方解石大理岩。

6、找矿前景分析

区域已发现的白云石大理岩矿床均产于石炭系壶天群组中，矿体的产出严格受含矿地层控制。根据区域含矿地层分布特征及大义山岩体分布，认为在矿区外北部（白沙镇-西岭镇）、南部（雷坪镇-洋市镇）的同地层壶天群组中及东部（雷坪镇-洋市镇）的石炭系下统孟公坳组中有成矿地质条件。该两者层位中均为灰岩、白云岩，受隐伏岩体热变质作用，具有形成良好的白云石大理岩、大理岩矿成矿地质条件，找矿前景好。

【参考文献】

[1] 吴南川．湖南省桂阳县大顺窿矿区和旺铅锌铜、白云岩矿资源储量核实报告[R]．湖南省有色地质勘查局一总队，2018．

[2] 解文敏．湖南省桂阳县雷坪钨锡铅锌多金属矿成矿条件分析及成矿模式研究[J].世界有色金属.2023（20）：77-80.

[3] 赵小明．湖南省桂阳县白沙子岭矿区锡矿控矿因素及深部找矿方向浅析[J].西部探矿工程.2013（11）：171-174.

[4] 武秀平．湖南省桂阳县青兰富民铜锌多金属矿地质特征与控矿因素分析[J].甘肃冶金.2012（34）：58-61.

[5] 曾志方．湖南桂阳县白沙子岭锡矿床地质地球化学特征及其成因[J]中国地质.2008（04）：725-737.

[6] 湖南省地质矿产局，湖南省区域地质志 [M]. 北京 ：地质出版社，1988.

[7] 张道阔．河南鹤壁全寨—田沟一带冶镁白云岩矿床地质特征与找矿前景分析[J].中国非金属矿工业导刊 ，2022（6）：43-45.

[8] 张帅军．河南淇县小柏峪—柳林矿区冶镁用白云岩矿地质特征及找矿前景[J].中国非金属矿工业导刊 ，2024（1）：57-61.

作者简介：朱双，女，湖南永州，本科，工程师，研究方向： 地质调查与找矿。