石灰岩(简称灰岩),是沉积岩的一种碳酸盐岩,以方解石为主要成分的碳酸盐岩。有时含有白云石、粘土矿物和碎屑矿物,有灰、灰白、灰黑、黄、浅红、褐红等色,硬度一般不大,与稀盐酸反应剧烈。
砂岩:是沉积岩的一种碎屑岩,由石英颗粒(沙子)形成,结构稳定,通常呈淡褐色或红色,主要含硅、钙、黏土和氧化铁。砂岩是一种沉积岩,主要由砂粒胶结而成的,其中砂里粒含量要大于50%。绝大部分砂岩是由石英或长石组成的。
大理岩,是变质岩的一种,又称大理石。因在中国由于云南省大理县盛产这种岩石而得名。由碳酸盐岩经区域变质作用或接触变质作用形成。主要由方解石和白云石组成,此外含有硅灰石、滑石、透闪石、透辉石、斜长石、石英、方镁石等。具粒状变晶结构,块状(有时为条带状)构造。 通常白色和灰色大理岩居多。
花岗岩:是一种用途广泛的建筑材料。瓯海花岗石资源蕴藏丰富、分布广、品种多,有白、绿、黑、青、紫红、青花、芝麻花等。民间传统用花岗石建筑房屋、道路、桥梁。据勘测,瓯海东南部的大罗山,范围约109平方公里,花岗石蕴藏达100多亿立方米。经技术鉴定,含石英量高,铁质极少,其结晶结合非常紧固,质地优良,耐酸、耐腐、耐磨损,是一种优质耐腐蚀材料,可用于化工、冶金、酿造、印染、国防设施等方面。
大理岩:大理石之用途颇广,诸如建材、工艺品、炼钢、水泥原料、玻璃、造纸、制糖、制碱、肥料、电石、石灰及化工原料等,与国防及民生息息相关。用於石材之要件为:节理柔软易於切材,无龟裂者,岩质粗密均一,以及色调斑纹美观,研磨后富光泽者。
石灰岩,俗称“青石”,是地壳中分布最广的一种在海湖盆地生成的灰色或灰白色沉积岩(约占岩石圈的15%),是碳酸盐岩中最重要的组成岩石。纯石灰岩中混入物一般少于5%,主要成分为方解石,有时含少量白云石,常混入石英、长石、云母和粘土矿物等。石灰岩一般为浅灰、深灰色等,纯石灰岩为无色或白色。在建筑业中,是制造水泥、石灰、石料的重要原料
砂岩在建筑用途上非常费力,这是由于采石场的切割机和加工机械设备比较落后。最近几年,这些情况得到改善,逐渐能以最高水平的专业知识,根据顾客对色彩的要求向顾客提供高质量的产品。砂岩可广泛应用。甚至有人认为,“人能想到的,它都可用到”。
砂岩是一种沉积岩,是由石粒经过水冲蚀沉淀于河床上,经千百年的堆积变得坚固而成。后因地球地壳运动,而形成今日的矿山。虽然中国的砂岩的品种非常的多,但是主是集中在四川、云南和山东,这是中国砂岩的三大产区,同时河北,河南,山西,陕西等也有,但是产品知名度不高,影响力较小。四川砂岩的颜色可以说是全中国最丰富的,有红色、绿色、灰色、白色、黑色、紫色、**、青色等等,非常的多。2,云南砂岩的颜色也很丰富,常见的有黄木纹砂岩, 由于云南的砂岩行业起步较早,开采加工技术相对较高,能供应1m以上的大板,不过由于泥砂岩质地较软,应用上会受到限制,一般也以规格板为主。山水纹砂岩,红砂岩,黄砂岩,白砂岩和青砂岩。3山东砂岩的颜色就相对叫少,主要有红色,**,绿色,紫色,咖啡色,白色。但是山东砂岩基本都是带纹路的,除白砂岩和紫砂岩外,我没接触过其他纯色的砂岩,山东砂岩基本都能切成12m以上的大板,有些甚至被用做台面板,很多都可以做成25px的薄板。由于其硬度够,所以能进行几乎所有的表面加工。其实这两种砂岩也并非全是纯色,白砂岩带有暗纹,紫砂岩有白点。紫木纹砂岩,产地中国山东,因有木质般的纹理而得名,纹理为直线,所以该砂岩属直木纹砂岩,纹理细、直、密、匀,色调清新明朗,装饰效果极佳,适宜高档写字楼、酒店、别墅装修。
一、矿床概况
1矿床名称
云南省富源县老厂萤石矿床。
2地理位置
位于滇、黔、桂三省交界地带,属富源县老厂乡、十八连山乡管辖。分为老厂矿段和亚德克矿段,地理坐标:东经104°29′39″~104°31′50″,北纬25°05′05″~25°13′13″。
3矿床类型、资源储量、规模、品位、勘查程度和开发情况
富源县老厂萤石矿床属沉积改造型萤石矿床。
1974~1977年,云南省地质局第六地质队对老厂萤石矿床老厂矿段进行了勘探,1977~1979年对亚德克矿段进行了详查,两矿段均达到中型规模(云南省地质局第六地质队,1977;云南省地质局第六地质队,1980)。
目前,老厂萤石矿床正在开采。
4所属Ⅲ,Ⅳ级成矿区带
富源县老厂萤石矿床位于Ⅲ级成矿区带Ⅲ-88,桂西-黔西南-滇东南北部Au-Sb-Hg-Ag-Mn-水晶石膏成矿区,与晴隆县大厂萤石矿床同处一个Ⅲ级成矿区带。
5区域成矿地质条件
大地构造位置:属Ⅵ扬子陆块区Ⅵ-2上扬子古陆块Ⅵ-2-8南盘江-右江前陆盆地。
区域地层和构造:老厂萤石矿床位于一轴向北东-南西的不对称短轴背斜中,出露的地层有二叠纪灰岩、碎屑岩,三叠纪碎屑岩。
二、矿床地质特征
(一)矿区成矿及控矿地质条件
1地层
矿区地层简单,自老至新有下二叠统茅口组灰岩、上二叠统龙潭组中下部地层、下三叠统卡以头组、飞仙关组、永宁镇组(图4-4)。
图4-4 老厂萤石矿区地质略图
(据云南省地质局第六地质队,1977)
1—下三叠统永宁镇组;2—下三叠统飞仙关组;3—下三叠统卡以头组;4—上二叠统龙潭组三段;5—上二叠统龙潭组二段;6—上二叠统龙潭组一段;7—下二叠统茅口组;8—不含矿的正断层和逆断层;9—含矿正断层
下二叠统茅口组灰岩(P1m)浅灰色厚层状石灰岩,质纯,产 类化石。
上二叠统龙潭组(P2l)中下部地层 中部地层为细砂岩、粉砂岩。下部地层为凝灰质砂砾岩、硅化泥质灰岩、粉砂岩与白云质灰岩互层、硅化灰岩等。底部为薄层状硅化凝灰质砂砾岩、硅化灰岩,普遍有萤石矿化、硅化,其下为浸染状、块状萤石矿,呈似层状产出,层位稳定。矿体底板有一层02 m厚粘土,与下伏下二叠统茅口组灰岩假整合接触。
老厂萤石矿床与贵州省晴隆县大厂萤石矿床相距约80km,同处于一个Ⅲ级构造单元,地层可以对比。萤石矿床均赋存于下二叠统茅口组灰岩之上、上二叠统龙潭组底部,呈似层状产出,层位稳定。晴隆县大厂萤石矿区龙潭组中部有一层玄武岩,萤石矿层之上有锑矿层分布,而老厂萤石矿区未见玄武岩层,萤石矿层之上的硅化灰岩含星点状、团块状辉锑矿,与晴隆县大厂萤石矿区相对应。
2构造
1)褶皱:本区的褶皱构造主要是老厂背斜。该背斜是一个向北东、南西两端倾没的短轴背斜,长约15km,宽25~40km,轴向北东。由于受F1,F2,F6断裂的破坏,背斜不完整,不对称,茅口组灰岩组位于轴部,南东翼出露龙潭组、卡以头组,呈一较完整的单斜状。北西翼出露龙潭组、飞仙关组、永宁镇组,两翼倾角较缓,8°~15°。
2)断层:区内断裂较发育,主要有F1,F2,F6三条。
F1断层 位于老厂背斜北西翼,正断层。长约11km,走向北东,倾向北西,倾角55°~80°,断距110~140m,破碎带宽一般数十厘米。沿断层在亚德克、老厂、新寨一带赋存工业萤石矿体。
F6断层 位于老厂背斜南东翼,正断层。长约9km,走向北东,倾向南东,倾角80°~85°,断距300 m以上。断层破碎带发育,宽度可达8~15m,由硅化角砾岩组成,硅化强烈,破碎带内普遍有萤石矿化,并伴生有辉锑矿。
3)岩溶破坏:茅口组灰岩为萤石矿体直接底板,质地较纯,岩溶发育。
(二)矿床特征
1矿体特征
老厂萤石矿床分为老厂、亚德克两个矿段,6个矿体。按产出特征,矿体形态有3种,即似层状矿体、陡倾斜矿体和囊状矿体。矿体底板均为茅口组灰岩,质地纯,岩溶发育,矿体常被分割成长200~600m,宽100~200m的块段。矿体长220~370m,延深55~145m。厚092~1012m。
似层状矿体 产于龙潭组底部,茅口组灰岩顶板假整合面上,呈缓倾斜,与围岩产状一致。矿体走向北东,倾向北西,倾角10°~20°。顶底板界线清楚,在底板茅口组灰岩与矿体之间有一层厚0~05m的次生白色粘土(高岭石)。矿体顶板为硅化灰岩,具萤石矿化或矿化不明显,其间含浸染状萤石。当似层状矿体沿倾向与F1断裂靠近或交会后矿体厚度显著增大,由缓倾斜的似层状矿体骤然沿F1倾斜方向变为陡倾斜矿体,是本区主要的工业矿体(图4-5)。
图4-5 老厂萤石矿548线剖面图
(据云南省地质局第六地质队,1977)
1—岩溶区;2—粉砂岩;3—凝灰质砂岩;4—石灰岩;5—萤石矿体
陡倾斜矿体 产于F1,F2断层中。其产状与断层产状一致,底板为茅口组灰岩,顶板为硅化断层角砾岩、砂页岩(图4-6)。
产于茅口组灰岩裂隙中的囊状矿体:规模小,变化大,数量少,分布零星,无工业意义。
2矿石特征
(1)矿石类型
本区萤石矿石类型有萤石型、石英-萤石型、萤石-石英型、辉锑矿-石英型。
(2)矿石自然类型
有致密块状、梳状、似角砾状、角砾状、砂状和含粘土萤石矿石。梳状、似角砾状矿石是本矿床主要矿石类型。
(3)矿石结构、构造
矿石结构 自形晶粒状结构、半自形晶粒状结构、他形晶粒状结构和交代溶蚀残余结构,以他形晶粒状结构为主。
矿石构造 块状、梳状、似角砾状、角砾状、砂状构造等。
(4)矿物组成
该矿床矿石矿物组分简单,以萤石、石英为主,二者含量达82%~90%,其次为辉锑矿及其氧化物锑华、黄锑华,少量高岭石、褐铁矿、重晶石、水云母等,分布不均匀。
图4-6 老厂萤石矿536线剖面图
(据云南省地质局第六地质队,1977)
1—岩溶区;2—粉砂岩;3—凝灰质砂岩;4—石灰岩;5—萤石矿体
(5)化学成分
矿石中(组合样)CaF2含量4633%~7571%,SiO21907%~3566%,CaO 3289%~5364%,Al2O3200%~719%,Fe2O3138%~443%。
矿体中除CaF2有用组分外,有益伴生组分主要是Sb,极不均匀,含量低,不能构成工业矿体,可综合开采回收利用。
3围岩蚀变
与萤石密切相关的围岩蚀变主要是硅化,其次为高岭土化。①硅化:是矿床内最强烈、最广泛的围岩蚀变。表现为大量石英晶粒组成硅化、全硅化岩石,显示浅色、致密、坚硬、隐晶质结构,并保持沉积层特征。发育范围受F1断层和岩性(含泥灰岩)严格控制。②高岭土化:按蚀变强度,远不及硅化,但与萤石矿化密切。高岭土可以包裹或镶嵌在萤石内部或边缘,也可分别充填在萤石晶洞不同部位。
三、矿床成因与成矿模式
(一)矿床成矿及控矿因素
1地层、岩性对萤石矿床的控制
老厂萤石矿床与贵州省晴隆县大厂萤石矿床一样,萤石矿床均赋存于下二叠统茅口组灰岩之上、上二叠统龙潭组底部,呈似层状产出,层位稳定。萤石矿体受地层和岩性控制。
2断裂对萤石矿床的控制
前已述及,萤石矿床中的陡倾斜矿体,产于F1,F2断层中其产状与断层产状一致。似层状矿体沿倾向与F1断裂靠近或交会后矿体厚度显著增大,由缓倾斜的似层状矿体骤然沿F1倾斜方向变为陡倾斜矿体,这表明断裂对早期形成的矿体具破坏作用,并为后期热卤水成矿提供了容矿空间。
从断层和构造对萤石矿床的控制作用可以认为,本区萤石矿床具有沉积的特征,并受到了后期改造。从宏观角度认为该矿床属于沉积改造型萤石矿床。
(二)地球化学特征
1稀土元素特征
Allegre等建立的全球不同类型岩石的La/Yb-ΣREE图,往往被用来讨论世界不同地区的岩石类型和物质来源。曹俊臣等(1997)做了贵州大厂、云南老厂萤石矿萤石的稀土元素分析。在La/Yb-ΣREE图上,产于这两个萤石矿床的点落入玄武岩区,这可能表明老厂矿区萤石矿中的F主要来源于玄武岩或火山碎屑岩。
2Sr同位素特征
曹俊臣等(1987)做了云南老厂萤石矿床萤石和二叠系灰岩的稀土元素Sr同位素分析,结果显示,两个萤石样品的87Sr/86Sr为070886~070985,一个二叠系灰岩样品的87Sr/86Sr为070825,证明组成该矿床的萤石的Ca来自茅口组灰岩。
3包裹体特征
萤石中纯液体包裹体分布于两相液体包裹体之间,占20%~25%,两相液体包裹体的气液比为5%~15%。形态为规则的多边形或圆形,可见少量有机包体(倪守昌等,1984)。
包裹体测温结果:用均一法测温,温度范围在98~150℃之间,主要集中于120~150℃之间。
包裹体δD测定值为-4784‰,具大气水特征。
(三)成矿期次和成矿时代
富源县老厂萤石矿床的野外宏观观察及硫同位素、稀土元素分析结果表明,该矿床的形成过程主要由早、晚两个阶段构成,即二叠纪晚期萤石矿(源)层形成阶段和燕山期热液改造阶段。
1二叠纪晚期萤石矿(源)层沉积形成阶段
老厂萤石矿床似层状矿体赋存于上二叠统龙潭组底部,严格受地层层位和岩性控制,层位稳定。矿体呈似层状、透镜状产出,矿体产状与地层产状一致,这些现象表明,在本区龙潭组形成时,沉积了萤石矿(源)层。
2燕山期热液改造阶段
燕山期本区造山运动强烈,造成了本区内褶皱、断裂及层间错动,含矿热卤水迁移至成矿有利部位,使原萤石矿层改造、富集,并在断裂破碎带中形成脉状、囊状陡倾斜矿体。
(四)成矿物质来源
1Ca的来源
前已述及,老厂萤石矿床中Sr同位素比值与下二叠统茅口组灰岩的比值相似,分析认为,该矿床萤石中的Ca来自茅口组灰岩。
2F的来源
老厂萤石矿区地层氟含量分析结果显示,在峨眉山玄武岩尖灭地带,玄武岩F含量达583×10-6。在老厂矿区,萤石矿体之上常有两层凝灰质砂砾岩,F含量达0118%。萤石矿体的顶板岩层,均发育强度不等的硅化,并伴有高岭石化,直接底板往往有一层小于05m的白色钙铝氟石,氟平均含量达597%。老厂矿区龙潭组第一段含氟量也较高。
倪守昌等(1986)认为,综合分析该萤石矿床氟来源于峨眉山玄武岩。
(五)成矿作用及成矿模式
火山沉积阶段:该区峨眉山玄武岩喷发时,伴随有SiO2,HF,H2S,SO2,SO3,SiF4,SiCl,HCl气液矿物质及Sb,Au,Cu等金属配合物,它们进入水体后,由于Eh,pH值及压力、温度的变化,氧化还原反应发生矿物沉淀,同生沉积在龙潭组底部地层中,这段地层中CaF2含量较其他地区高出几十倍甚至上百倍,形成萤石矿矿(源)层。
地壳运动阶段:地壳运动形成了老厂背斜和同向压扭性大断裂,茅口组灰岩假整合面上由于岩性的差异,产生层间滑动,形成层间剥离和空隙,为矿液的运移和储存提供了空间条件。
热卤水叠加改造阶段与成矿作用:地壳运动作用力所产生的热能,使地下卤水变成热卤水,当这种热卤水在承压水动力场控制下,流经含CaF2较高的龙潭组底部地层时,从中溶解、富集了氟、锑离子,而具有形成萤石、锑矿床的物质基础。这种含矿热卤水一般为酸性,当它渗流到茅口组灰岩部位时,由于酸碱度、温度、压力的降低,使溶解度降低,有利于萤石、锑矿结晶沉淀和硅化岩石出现,所以,矿体底板均为茅口组灰岩,原来是贫矿或含萤石较高的岩石,经过含矿热卤水叠加改造作用,形成工业萤石矿体。另外,含矿热卤水渗流时,常赖于相对开启的泄压部位或依赖于其较高渗透能力的岩石,由高压部位流向低压部位,由深部流向浅部,使矿体明显受构造及热卤水层系控制,即矿体赋存于构造相对开启泄压热卤水体系中。
综上所述,老厂萤石矿床属于火山沉积热卤水叠加改造矿床(倪守昌等,1984)。
江川-建水澄江砂岩盆地发育的区域背景是昆阳海槽中的易门-石屏海盆南侧。澄江组(也称澄江砂岩)出露面积大约1500km2,呈断续分布的残留块体。较大面积的有江川、通海曲江和建水三大片出露区。澄江砂岩和基底被断层抬升或块体边缘凹陷,多有上震旦统超覆,或有显生宙充填。澄江砂岩为陆相碎屑岩沉积,地层总体产状倾向南东,倾角一般较缓。
4421 基底和不整合面的发育情况
在江川-建水澄江砂岩盆地基底主要为昆阳群中亚群,自下而上为大营盘组、黑山头组、大龙口组和美党组地层(据1∶20 万矿产地质图,云南第一区调队,1973)。岩性如下:
美党组:绢云母板岩与粉砂质板岩互层,钙质板岩(风化后成“空洞板岩”)。
大龙口组:浅变质不纯碳酸盐岩,含层状菱铁矿和叠层石为特征。下部为灰岩夹板岩,含似层状菱铁矿,称为“鲁奎山式铁矿”和“凤山营式铁矿”;上部薄层灰岩、泥质灰岩和泥灰岩组成,含叠层石、砾屑灰岩等。
黑山头组:板岩、粉砂质板岩夹石英岩、凝灰岩。其中富良棚段为火山岩、火山碎屑岩和陆源碎屑岩。火山岩有变基性集块岩、变玄武质凝灰岩、凝灰熔岩和枕状熔岩等。
大营盘组:也称黄草岭组。陆源碎屑沉积岩。岩性为灰色泥岩、粉砂质泥岩、细砂岩夹碳质泥岩、硅质泥岩。底部含铁砂、砾岩及泥岩,局部成铁矿层。
滇中地区澄江砂岩盆地的基底为昆阳群,以板岩、千枚岩和大理岩为主的浅变质岩石组成,其变质作用研究认为经历了浅变质作用。近年来识别出昆阳群岩石中垛堆状绿泥石发育,表明其变质程度为极低变质或近变质作用范围,反映的构造环境属于地壳伸展背景下裂谷环境内的埋藏型变质作用(李志伟等,2001)。所谓极低级变质作用,或近变质作用被认为是从成岩作用向低级变质作用的转变过程。总之,滇中地区澄江砂岩盆地基底昆阳群岩石变质程度整体比较低,在罗茨—武定等地区有绿片岩变质叠加。
江川—建水地区澄江砂岩与基底地层——黑山头组、大龙口组和美党组地层呈角度不整合接触,在峨山,还可见澄江砂岩不整合在峨山花岗岩之上,这表明,该区晋宁-澄江期发育准平原化,存在两个不整合界面。江川—建水三大片澄江砂岩出露区的岩性和组合基本一致,应为同时期同一盆地的产物。澄江砂岩盆地经历了北西向和近东西向后期断裂活动,部分地区有中基性岩脉并有钛铁矿产出。
在江川小麦冲见澄江砂岩与美党组不整合接触。美党组为薄层变质砂板岩,发育揉皱,地层产状倾角70°~80°,乃至直立(照片41)。澄江组紫红色砾岩、砂岩不整合覆盖(照片42)。砾岩砾石呈次棱角状-次圆状。向上为砾岩与砂岩互层(照片43)。剖面如图428所示。
照片41 美党组为薄层砂板岩发育揉皱(江川小麦冲)
照片42 澄江砂岩与美党组不整合接触界面(江川小麦冲)
在晋宁六街,见澄江砂岩与大龙口组不整合接触。大龙口组为白云岩、白云质灰岩。澄江砂岩底部的砾岩或含砾砂岩不整合覆盖。不整合面界线被覆盖,且有后期断层切割,澄江砂岩地层产状变陡(图429)。经追索,不整合接触关系是清楚的。
照片43 澄江砂岩第一段紫红色砾岩与砂岩互层(江川小麦冲)
照片44 澄江组中断裂牵引褶皱(建水青龙镇羊落村)
图428 江川小麦冲澄江砂岩(Zac)与美党组不整合接触示意剖面
图429 晋宁六街澄江砂岩与大龙口组不整合接触示意剖面
在六街,还见暗红色泥岩、粉砂岩,其底部见有冰川条痕石的砾岩,直接覆盖在澄江组紫红长石石英砂岩之上,应为上震旦统南沱组。这样,可以确定紫红长石石英砂岩为澄江组第三段。
在通海曲江—高达乡公路路线剖面观察,见澄江砂岩与黑山头组(Pt2hs)不整合接触,不整合界面起伏不平。黑山头组为薄层砂质板岩、砂岩(石英岩),具有开阔褶皱特点。澄江组紫红色砾岩砾岩,分选差,圆-次棱角状,部分棱角状。砾石成分主要是紫红色砂岩(石英岩),有灰色板岩,岩石胶结致密。黑山头组石英岩、砂质板岩也呈现紫红色,由氧化铁沿裂隙渗透而成,大部分氧化成红色,但仍有灰色残余。我们推测这是现代发生的氧化作用所致,与该区土林广泛发育的气候条件有关。
在建水铁所见有大面积的长石石英砂岩出露。在小矿野一带,澄江砂岩与南沱组、陡山沱组接触。此处,南沱组岩性为褐**泥岩夹含砾砂岩,砂砾岩。砾石成分为铁质。陡山沱组为白云岩、白云质灰岩夹泥岩。后期断裂破碎比较厉害。
在建水县城—石屏坝心镇公路中途,见澄江组与黑山头组地层不整合接触。此处,澄江组岩性为紫红色砂岩,含砾砂岩,未见砾岩。黑山头组为板岩、砂质板岩(图430)。
图430 石屏澄江砂岩与黑山头组不整合面剖面图
在建水青龙镇叶租村邑格一带,我们穿越了澄江组第二、第三段地层。第三段为紫红色长石石英砂岩。第二段以红色砂岩为主,夹有较厚的浅色砂岩(浅色层厚20~40m)。在建水青龙镇天爬寺—羊落村一带,澄江组主要出露第二段。见断裂牵引褶皱(照片44)。澄江组地层内有闪长岩脉,并伴有钛铁矿。
4422 澄江组岩性特征和沉积相分析
澄江组(Zac)可以划分为三段:
第一段(Zac1):主要分布于江川县北西部长岭岗与白马山、建水县南西部新寨—拇指山和建水县北西部大路南—已冲地区。主要为猪肝红色块状砾岩,夹猪肝红色泥岩、粉砂岩、细砂岩、长石岩屑砂岩。砾径一般1~5cm,个别达10cm以上。砾石成分以石英、变质石英砂岩、板岩为主,分选差,次棱角状-次圆状。钙质、铁质、硅质胶结。块状构造,基底式-杂基支撑,局部砂岩中见平行层理。白马山地区发育巨砾岩,砾径一般10~50cm,个别达1m以上。厚度大于500m。第一段(Zac1)地层在江川—建水地区不同地段分别与美党组、大龙口组、黑山头组、黄草组呈不整合接触。
第二段(Zac2):主要分布于江川县北西部白马山与六街、建水县南西部新寨—拇指山地区。主要为灰白、紫红色石英粗砂岩与青灰、灰绿、黑灰色中砂岩、细砂岩、粉砂岩及泥岩互层,局部夹灰白色细砾岩。主要成分为石英、绢云母、黏土。颗粒支撑,砂状、粒状结构,层状、透镜状构造,发育水平层理与波状层理。从区域上看,该套岩石颜色较杂,可称为杂色层。厚度150~270m。与下伏第一段呈整合接触。
第三段(Zac3):工作区内分布广泛。主要为猪肝红色中-细粒长石岩屑砂岩、长石石英砂岩,夹砾岩、粉砂岩透镜体。主要成分为长石、石英、白云母等。钙质、铁质、硅质胶结。颗粒支撑,砂状、粒状结构,块状构造,发育大型槽状交错层理、板状交错层理与平行层理。在断裂构造或裂隙发育部位,该套岩石由于水云母化而褪色。第三段厚度大于600m。与下伏第二段呈整合接触,与上覆南沱组呈不整合接触。
澄江组中发育了冲积扇、辫状河、曲流河、三角洲、湖泊五种沉积相。从沉积相的时空演化与空间配置来看,早期(澄江组第一段沉积时期)以发育冲积扇相为特征;中期(澄江组第二段沉积时期)发育湖盆,以三角洲-湖泊相为特征;晚期(澄江组第三段沉积时期)湖盆消亡,以发育辫状河-曲流河相为特征。
冲积扇相:澄江组第一段以发育冲积扇相为特征。主要发育一套猪肝红色块状砾岩,夹猪肝红色泥岩、粉砂岩、细砂岩、长石岩屑砂岩。砾径一般1~5cm,个别达10cm以上。砾石成分以石英、变质石英砂岩、板岩为主,分选差,次棱角状-次圆状。块状构造,基底式-杂基支撑,局部砂岩中见平行层理。该套地层为扇根相沉积环境,可划分出碎屑流、扇面辫状水系与洪泛沉积三个相构成单元,以碎屑流与扇面辫状水系沉积碎屑岩为主体。
辫状河相:澄江组第三段以发育辫状河相为特征。主要发育一套猪肝红色中-细粒长石岩屑砂岩、长石石英砂岩,夹砾岩、粉砂岩透镜体。主要成分为长石、石英、白云母等。颗粒支撑,砂状、粒状结构,块状构造,发育大型槽状交错层理、板状交错层理与平行层理。以发育心滩沉积砂岩为主,偶见河道底滞流沉积砾岩。单个韵律砂体厚度多小于5m,泥岩厚度20~50cm。
曲流河相:仅在江川县北西部石河水库公路旁澄江组第三段中见到曲流河相。由边滩和天然堤两个相构成单元组成。天然堤中发育了决口扇(顶层面向上凸砂体)与决口河道(底层面向下凸砂体)微相。其他地区也可见类似砂体。
4423 江川-建水澄江砂岩盆地构造演化简史
江川-建水地区中元古界昆阳群基底岩石沉积形成受绿汁江断裂和小江断裂的控制,晋宁运动使其发生北北东向到近南北向褶皱,以及南北向区域断裂,和花岗岩质岩浆侵位(峨山花岗岩体),构成褶皱基底,以挤压背景为特征。随后地壳伸展,造山带基底岩石准平原化,新元古代澄江组陆相砂岩不整合覆盖其上。上震旦统南沱组湖相-冰湖相沉积不整合覆盖澄江砂岩,其上发育陡山沱组灯影组砂岩(石英岩)和碳酸盐岩(白云岩、灰岩)。上震旦统不整合发育在澄江砂岩块体内部或边缘凹陷,有时会直接超覆到基底岩石之上,进入典型地台型沉积阶段。
关于澄江陆相砂岩盆地的性质,认为是夭折大陆裂谷盆地(杜远生等,1999)或断陷盆地。我们注意到江川-建水澄江砂岩盆地发育长轴方向与中昆阳群褶皱轴向接近一致,但又没有明显的盆-山体系,认为盆地性质可能为断陷盆地。
古生代海相沉积在整个江川陆块东部边缘发育。中生代陆相红层广泛发育在陆块内部和边缘,为大型陆相盆地。中生代后,该区褶皱隆起,形成新生代小型山间盆地,发育了一套含煤建造。燕山运动期,该区仍整体受东西向挤压和南北向挤压,形成多样的褶皱和断裂。其中特色的,同时在东西和南北向挤压背景下,部分地区受到三向收缩,褶皱干扰叠加,形成多向褶皱,典型的如江川安化乡多向褶皱,还可以识别出很多的多向褶皱。随后是东西向逆冲断裂,使澄江砂岩盆地块体抬升,在澄江砂岩内发育褶皱、断裂,并使地层产状变陡。稍晚,北西向断裂发育,澄江砂岩地层被切割。局部新构造运动发育,有古近-新近系沉积。
易门-峨山-通海等北西向区域断裂或弧形断裂是本区自燕山期及以后的长期活动的深断裂,控制着对本区基本构造格架;东西向和北西向断裂是本区澄江砂岩盆地抬升、地层褶皱、断裂活动的主要断裂;这两组断裂活动可能受区域北西向弧形断裂的控制和影响,它可能澄江砂岩盆地及基底构造-热水活动的主要通道。
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