摘 要:本溪大地構(gòu)造位于中朝準地臺膠遼臺窿渾江—太子河臺陷遼陽—太子河拗陷中部。范圍西自遼陽市張海屯，東至本溪縣堿廠鎮(zhèn)，北至本溪縣清河城鎮(zhèn)，南至草河掌套岫峪村，東西長80公里，南北寬50公公里，面積4000平方公里。本文旨在對前人取得的地質(zhì)資料進行綜合研究分析，總結(jié)成礦規(guī)律，通過巖相古地理研究，大致查明石膏成礦地質(zhì)條件及控礦地質(zhì)條件，對石膏成礦遠景區(qū)進行予測，為尋找石膏礦提供理論指導(dǎo)。

　　關(guān)鍵詞：本溪太子河 饅頭期巖相 古地理 理論指導(dǎo)

　　Abstract Benxi tectonics in Sino-Korean paraplatform jiao-liao platform construction of Taizi River Station in Hunjiang, Liaoyang Taizi River in central. Range from West Zhang Haitun Liaoyang City, East Benxi County soda plant Township, Benxi county to the north of Qinghe town, South to the Grass River palm sleeve Junxiu village,80 km from east to west, north-south width of50man, an area of 4000 square kilometers. The aim of this paper is to has been achieved for the comprehensive analysis of geological data, the summarization of metallogenic regularities, through the study of lithofacies paleogeography, generally identified gypsum ore forming geological conditions and ore controlling geological conditions, the gypsum mineralization were to measure, to provide theoretical guidance for gypsum mine.

　　Key word：Benxi Taizi River steamed period lithofacies paleogeography academic guidance

　　中圖分類號：P586

　　一、概述

　　震旦系及下古生代地層主要分布在太子河兩岸，呈東西向分布在北緯40°48′—41°35′之間。北部基底為鞍山群，南部基底為遼河群，中部及南部中生代巖漿巖十分發(fā)育，使震旦系地層支離破碎，饅頭組地層主要分布在研究區(qū)北部。

　　饅頭期的古地理環(huán)境是一個成膏環(huán)境，西起遼陽，東至吉林通化均有石膏礦床產(chǎn)出，說明太子河—渾江臺陷是一個成膏礦帶。

　　通過綜合分析研究認為：

　　1、太子河流域饅頭組巖相古地理主要由潮上帶和潮間帶兩個相帶組成。

　　按巖相及古地理位置又可劃分為：

　　①、潮上云灰?guī)r相

　　②、潮上瀉湖膏云巖相

　　③、潮上泥云巖相

　　④、潮上灘脊粉砂質(zhì)泥巖相

　　潮間帶劃分為：⑤、潮間灰?guī)r相，⑥、潮間灘灰?guī)r相，⑦、潮間灘含顆粒灰?guī)r相。

　　2、石膏礦主要位于潮上瀉湖膏云巖相內(nèi)。

　　3、后期向斜構(gòu)造是石膏的儲礦構(gòu)造，已知的大—中型石膏礦床均產(chǎn)于后期向斜盆地內(nèi)。

　　二、研究方法

　　主要采用地質(zhì)剖面法，按沉積旋回劃分。全區(qū)共收集地質(zhì)剖面31條(含三個鉆孔資料)，剖面間距10—20公里。

　　三、相分析

　　饅頭組地層頂?shù)装褰缇€清楚，組內(nèi)有穩(wěn)定的三大標志層，即一段黃褐色角礫狀泥晶灰?guī)r和紫色白云巖，四段底部深灰色中層理鮞狀骨屑泥晶灰?guī)r，四段頂部磚紅色泥晶白云巖，以這些標志層為標準，為垂向單剖面和橫向剖面相分析與對比打下了可靠的基礎(chǔ)。

　　1、單剖面相分析

　　以本溪火連寨石膏礦區(qū)302孔資料為例，饅頭組地層按沉積旋回劃分為四個巖性段：一段為上潮間帶—潮上帶沉積，二段為上潮間帶沉積，三段及四段為下潮間—上潮間帶—潮上帶沉積。

　　下潮間帶(潮間灘)：由深灰色中層理蟲孔泥晶灰?guī)r或深灰色中層理骨屑泥晶灰?guī)r組成，陸源粉砂及粘土較少(5%)，具云斑狀白云巖化，自生礦物為他形細粒黃鐵礦。

　　上潮間帶：為灰色、紫色、黃褐色薄層理泥晶灰?guī)r、白云巖，泥晶灰?guī)r具白云巖化特征，陸源粉砂及粘土10%左右，可見低角度斜層理。

　　潮上帶是厚度最大的一個相帶。下部為紫紅色薄層理含粘土泥晶灰?guī)r，具干裂、雨痕、鳥眼，并有薄層石膏產(chǎn)出，陸源粉砂及粘土10—15%， 部分為咸化瀉湖，由灰色紋層狀硬石膏礦組成，sr/Ba比值、B/Ga比值高達56，上部為磚紅色中厚層理泥質(zhì)泥晶白云巖，具石鹽假晶及鳥眼，陸源粉砂及粘土15—30%產(chǎn)，并有腸狀石膏產(chǎn)出。

　　2、剖面對比相分析

　　為研究各沉積旋回的橫向變化，茲將相應(yīng)剖面繪制成剖面組，以此對各旋回相帶進行橫向分析，結(jié)果如下：

　　(1)、一旋回底部的黃褐色礫屑泥晶灰?guī)r、角礫狀灰?guī)r，是上潮間帶沉積，于近岸地段由礫屑泥晶灰?guī)r向北遞變?yōu)榻堑[狀灰?guī)r，于近海地段則為泥晶灰?guī)r。

　　(2)、二旋回底部在西部九口峪至香山子一線、橋頭以北全部為上潮間帶，而橋頭以南的廟荒溝則為下潮間帶，九口峪為潮下帶。

　　東部套峪至富成峪一帶的二旋回底部在汪溝以南為潮下帶，黃溝、磨石峪及城溝為下潮間帶，而富成峪僅接受上潮間帶沉積，說明二旋回海侵范圍較大，廟荒溝至城溝以北為上潮間帶沉積，有時可見球形藻。九口峪至套岫峪的孤形地段為潮下帶沉積區(qū)。另外二旋回底部的礫屑灰?guī)r，主要分布于磨石峪至富成峪及火連寨至香山子一帶。

　　3、三施回底部在九口峪至香山子一帶，由下潮間帶的鮞粒泥晶灰?guī)r(九口峪)、蟲孔灰?guī)r(廟荒溝)相變?yōu)樯铣遍g帶的薄層泥晶灰?guī)r或角礫狀灰?guī)r。頂部則全部為潮上帶。而套岫峪至富成峪一帶底部全部為下潮間帶，頂部由套岫峪的上潮間帶向北相變?yōu)槌鄙蠋А７从橙睾Ｇ謺r東部面積較大，西部僅局限在廟荒溝及九口峪附近，而海退時則西部退出較早，東部退出較晚。

　　4、四旋回全部是下潮間帶—上潮間帶—潮上帶。生物由南部狹鹽性三葉蟲、棘皮及腕足類向北變化為廣鹽性蘭綠藻，自生礦物由南部的細粒他形黃鐵礦向北變化為石膏、硬石膏。

　　工業(yè)石膏礦位于旋回中部的潮上帶瀉湖內(nèi)，而瀉湖位置在橋頭—磨石峪以北，在東部由向南擴展至黃溝。

　　綜上所述，饅頭期巖相垂向變化是：由四個沉積旋回組成，劃分四個巖性段，每一沉積旋回由潮下帶向上遞變?yōu)槌鄙蠋Щ蛴上鲁遍g、上潮間遞變?yōu)槌鄙蠋В且粋€向上變淺序列。在每一海退期限的潮上瀉湖內(nèi)均有石膏礦層產(chǎn)出，但第四旋回海退時沉積的厚度最大，潮上瀉湖的規(guī)模也廣，是一個重要的成膏時期。

　　饅頭期巖相的橫向變化：總體是自南而北由潮下帶遞變?yōu)槌鄙蠋В恳恍睾Ｇ值囊?guī)模與時間都不一致。第二旋回的潮下帶僅限于九口峪。第三旋回海退時套岫峪退出較晚，而九口峪一帶退出較早，橋頭至磨石峪以北準同生白云巖發(fā)育，淺層標志：低角度斜層理、干裂、雨痕、鳥眼、石鹽假晶出現(xiàn)較多，蘭綠藻分布普遍，石膏礦層主要分布其間。

　　四、饅頭期巖相古地理特征

　　在單因素圖的基礎(chǔ)上，采用定量統(tǒng)計進行綜合分析，得出如下結(jié)論：

　　1、古陸地與古海洋

　　西南部九口峪地層厚度最大(174米)，北部香山子、大干溝地層厚度最小(90—100米)，而大甸子至城溝及馬家溝地層厚度也相對較大(135—169米)，總的趨勢是九口峪附近沉降幅度最大，北部香山子至大干溝一帶沉降幅度最小。

　　北部準同生白云巖發(fā)育，一般20—40%，橋頭至八盤嶺以南以泥晶灰?guī)r為主，準同生白云巖較少，一般小于15%。

　　盆內(nèi)顆粒普遍較細，說明是一個低能環(huán)境，大于5%的量級局限在西部的張海屯至貴家堡子，西南部的廟荒溝至南芬龍頭兩處。大于10%的量級局限在南部的姜家堡子和八盤嶺至胡家家堡子兩處，總的趨勢是南高北低。

　　陸源巖層由南部的5%，向北遞增為30%以上。顏色由南而北氧化色由15%增至70%，還原色則由—35%減弱至—10%。

　　根據(jù)相剖面組的橫向分析，每一旋回自南而北都由潮下帶—下潮間帶—上潮間帶遞變或由下潮間帶—上潮間帶—潮上帶遞變。生物也由南部的狹鹽性三葉蟲、棘皮類、腕足類向北變?yōu)閺V鹽性蘭藻類。

　　綜上所述，北部的香山子至富成峪以北為近古陸地帶，發(fā)育潮上泥云巖相。九口峪至套岫峪以南為為水深稍大地段，發(fā)育下潮間帶、潮下帶的深灰色泥晶灰?guī)r相。反映出南部是海，北部是陸地的巖相古地理特征而海洋性質(zhì)應(yīng)與華北地臺相似，屬于內(nèi)陸海或陸表海。根據(jù)姜家堡子淺灘的存在，推測南部應(yīng)是一個灘間海或局限海。

　　2、淺灘與瀉湖

　　淺灘是根據(jù)盆內(nèi)顆粒和等厚圖確定的，盆內(nèi)顆粒普遍較低，一般1—4%，最高達19%，故把大于10%的盆內(nèi)顆粒分布區(qū)圈定為淺灘。另外橋頭至磨石峪一帶是一個沉降幅度較小的地段，其西南邊緣盆內(nèi)顆粒含量6—7%，視為淺灘，圈出三處：姜家堡子潮間灘、八盤嶺潮間灘和橋頭至磨石峪潮間灘。

　　姜家堡子潮間灘：地層厚度89米，顆粒以生物碎屑、鮞粒及砂屑為主，礫屑次之，總量19%，顏色以氧化色為主(45%)，還原色—26%，說明沉降幅度小，為經(jīng)常暴露的淺水潮間灘。

　　八盤嶺潮間灘：地層厚度112—143米，顆粒以鮞粒為主，生物碎屑次之，總量13—14%，氧化色41—45%，還原色—28%，反映水動力能量相對較高，沉積幅度不大，水下時間多于暴露時間環(huán)境，故不含石膏層，具沉積銅礦化。

　　橋頭—磨石峪潮間灘：地層厚度在100米以下，是一個近園形的潮間灘，在灘邊緣處準生白云巖發(fā)育(24—34%)，南緣小于20%漸減少。盆內(nèi)顆粒以砂屑、鮞粒及生物碎屑為主，總量一般在1—2%，最高6—7%，南緣以還原色為主(—20——30%)，北緣以氧化色為主(46—58%)，反映北緣為暴露環(huán)境，南緣為水下環(huán)境。

　　瀉湖是根據(jù)饅頭組等厚圖、巖相特征、自生礦物和生物標志確定的，據(jù)此在潮上帶圈定了高臺子至城溝及馬家溝兩個瀉湖盆地，南側(cè)有橋頭至磨石峪潮間灘及八盤嶺潮間灘構(gòu)成障壁，造成兩瀉湖的封閉環(huán)境，瀉湖內(nèi)沉降幅度較大(135—169米)，顏色以氧化色居優(yōu)勢(56—68%)，準同生白云巖發(fā)育(20—40%)，鹽度較高，Sr/Ba比值大于3，膏溶角礫巖厚度大于1.5米，并有層狀石膏礦產(chǎn)出，藻分布較廣，淺水層間構(gòu)造和層面標志發(fā)育，故稱潮上瀉湖膏云巖相。

　　高臺子—城溝潮上瀉湖：呈東西向分布，北鄰潮上泥云巖相，南靠潮上云灰?guī)r相，西與遼陽瀉湖相通，東有富成峪灘脊潮上粉砂質(zhì)泥巖相，面積大于500平方公里。

　　本溪地區(qū)大—中型石膏礦床，均產(chǎn)于此瀉湖內(nèi)。

　　馬家溝潮上瀉湖：呈東西向展布，南鄰潮上云灰?guī)r相，西有富成峪潮上灘脊與高臺子—城溝潮上瀉湖相隔。瀉湖內(nèi)準同生白云巖20—27%，盆內(nèi)顆粒4%，能量較低，顏色以氧化色占優(yōu)勢54—73%，是一個良好的成膏盆地。

　　綜上所述，北部為陸地，南部為海洋，潮上瀉湖是成礦有利環(huán)境。

　　潮上灘脊：呈北北西向分布在富成峪一帶，地層厚度116米，以粉砂質(zhì)頁巖、泥巖為主，反映沉降幅度不大的隆起地帶。

　　3、歷史演化

　　饅頭期的沉積是繼承堿廠期的海浸沉積的，表現(xiàn)為兩者為連續(xù)沉積，沒有沉積間斷。饅頭期沉積物分布輪廓大體與堿廠期相當，現(xiàn)根據(jù)饅頭期各旋回巖相特征來探討其歷史演化。

　　饅頭期第一旋回地層厚度30—38米，形成四個沉降幅度較大的地段，即大甸子、大陽、城溝及馬家溝。海退時大甸子、大陽及馬家溝是潮上帶發(fā)育地段，地層厚度20—28米，但城溝不發(fā)育，地層厚度僅3.81米，說明第一旋回基本上是潮上帶和上潮間帶沉積，下潮間帶僅見于九口峪 附近。

　　大甸子、馬家溝一帶潮上帶厚度較大，膏溶角礫巖分布較廣，而大陽附近厚度較小，無膏溶角礫巖產(chǎn)出。

　　饅頭期第二旋回地層厚度11—61米，而沉降面貌與第一旋回差異較大，即第一旋回沉降幅度大的地段反而變小，如大甸子、大陽、城溝、馬家溝。沉降幅度小的地段反而變大。西南部的九口峪及東部的小峪后溝是兩處沉降幅度較大地段，潮上帶發(fā)育區(qū)由第一旋回的大甸子擴展到歡喜嶺以及由馬家溝移至城溝。

　　饅頭期第三旋回的沉積厚度為8—68米，由第二沉積旋回兩個沉降幅度較大地區(qū)，相向向中部移動，即九口峪移向細河，小峪后溝移向馬家溝至八盤嶺一帶，另外歡喜嶺和偏嶺成為沉積盆地，沉積厚度最大達68米，于偏嶺見膏溶角礫巖。大陽附近變?yōu)槌两捣刃〉牡貐^(qū)，沉降幅度大的偏嶺、歡喜嶺一帶是潮上發(fā)育地區(qū)，潮上帶厚度達31—42米，由于潮上帶向南擴展，造成此旋回缺失潮下帶沉積。

　　饅頭期第四旋回沉積在馬家溝至八盤嶺一帶，與第三沉積旋回基本一致，只是范圍有所擴大。偏嶺至歡喜嶺沉積盆地也向西擴展至火連寨，細河北岸第三旋回沉降中心，又移回至九口峪附近，橋頭至磨石峪一帶沉降幅度變小，形成一個東西向高地，而汪溝沉降幅度相對增大，潮上帶發(fā)育區(qū)主要集中在大陽至磨石峪以北的東西向地帶內(nèi)，潮下帶主要位于胡家堡子和汪溝等處。

　　縱觀饅頭期巖相古地理的演化，可以得出如下結(jié)論：九口峪至套岫峪及胡家堡子一帶為潮下帶，沉各了較厚的薄層泥晶灰?guī)r。潮上帶沉盆地雖幾經(jīng)遷移，但基本上是位于橋頭至磨石峪潮間灘以北地區(qū)，由下而上總的趨勢是潮上瀉湖規(guī)模逐漸擴大，到第四旋回達到高峰，沉積厚度達40—54米，反映成膏條件逐漸發(fā)育成熟，沉積環(huán)境逐漸趨于穩(wěn)定。

　　橋頭至磨石峪潮間灘是逐漸發(fā)育起來的，于第四旋回才基本成型，其它淺灘及淺脊也大體如此，對潮上瀉湖起到障壁作用。

　　高臺子至城溝潮上瀉湖在每一旋回上部見有石膏礦層沉積，但大都產(chǎn)于每一旋回潮上帶地層厚度較大部位，由于第一、二、三旋回沉積盆地的規(guī)模較小，而且?guī)捉?jīng)遷移，所以膏層模向變化較大，穩(wěn)定性不好，加上第一、二、三旋回潮間障壁灘尚未完全成型，封閉條件差，所以膏層較薄，品位較低，唯獨第四旋回的末期潮上瀉湖規(guī)模較廣，地層厚度較大，潮間灘發(fā)育成型，封閉條件好，形成了區(qū)域上比較穩(wěn)定的工業(yè)膏層。

　　五、成膏預(yù)測

　　根據(jù)饅頭期巖相古地理特征，膏層預(yù)測如下：

　　1、成膏相帶及分布

　　高臺子至城溝潮上瀉湖膏云巖相及馬家溝瀉湖上瀉湖膏云巖相帶，是主要的成膏相帶，其間準同生白云巖發(fā)育，氧化色巖層含量65—73%，膏溶角礫巖分布及厚度穩(wěn)定，厚度一般1—1.87米(石膏/膏溶角礫巖比值全區(qū)為4.16)，Sr/Ba比值大于3，淺水標志及藻和石鹽假晶分布普遍，火連寨、高臺子大—中型石膏礦位于其中，因此潮上瀉湖膏云巖相帶是最有利的成膏相帶，其中以高臺子至城溝潮上瀉湖膏云巖相帶成膏條件最佳，封閉條件好，規(guī)模大，面積約500平方公里，是石膏成礦的重點地區(qū)。

　　潮上瀉湖膏云巖相帶呈東西向展布，位于本溪至小峪后溝以北地區(qū)，而潮間灰?guī)r相帶及潮間灘云灰?guī)r相帶或含顆粒灰?guī)r相帶，雖然也見有膏溶角礫巖，但厚度小于1米，分布零散，膏層底板以弱氧化色和弱還原色為主，成膏條件較差，故難以形成工業(yè)礦體。

　　2、成膏有利的層段

　　饅頭組一段、二段、三段、四段的潮上紅層內(nèi)，都是成膏的有利地段，這在火連寨、高臺子礦區(qū)已經(jīng)得到證實，但以四段成膏條件為最好，三段較差。

　　四段的潮上帶沉積厚度最大，紅色泥晶準同生白云巖發(fā)育，鹽度高，膏層下部常見有云斑狀白云巖化灰?guī)r，巖層中淺水標志、藻類、石鹽假晶發(fā)育明顯，是饅頭期潮上瀉湖環(huán)境表現(xiàn)最為明顯的一個層段，因此四段具備較好的成膏古地理環(huán)境和干旱的古氣候條件，是成膏的有利層段。

　　3、儲膏的構(gòu)造條件

　　石膏礦體的儲存或流失與后期構(gòu)造運動密切相關(guān)，有工業(yè)意義的石膏礦層均賦存在斷裂構(gòu)造不發(fā)育的向斜盆地內(nèi)。凡是潮上瀉湖膏云巖相帶中有構(gòu)造簡單的向斜盆地，便是賦存石膏礦層的良好構(gòu)造條件。

　　4、石膏礦預(yù)測及遠景

　　按上述石膏礦成礦的有利相帶、層段和構(gòu)造條件分析，高臺子至城溝潮上瀉湖膏云巖相帶中深窩向斜、火連寨向斜、高臺子向斜、牛心臺向斜及城溝向斜，是石膏成礦的重點區(qū)域。馬家溝潮上瀉湖膏云巖相帶及八盤嶺等地，具有成膏的古地理環(huán)境，也是石膏成礦的較重要區(qū)域。

　　根據(jù)饅頭期潮上瀉湖膏云巖相帶的分布特點推測本溪周邊地區(qū)如撫順的大四平、寬甸的步達遠和桓仁等地，也應(yīng)存在潮上瀉湖環(huán)境及發(fā)育相應(yīng)的膏云巖相帶，故上述地區(qū)是石膏礦成礦的遠景區(qū)。

　　參考文獻:

　　1、馮增昭、王英華：《碳酸鹽及巖相古地理》1982年版

　　2、華東石油學(xué)院：《沉積巖石學(xué)》石油出版社1981年

　　3、何起祥：《沉積巖及沉積礦床》地質(zhì)出版社1978年

　　4、《本溪市火連寨石膏礦詳查報告》1990年提交