吳興濤

吉林省水泥用灰?guī)r、大理巖礦床特征及評價時應(yīng)注意的問題

吳興濤

（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心吉林總隊，吉林 長春 130033）

通過對吉林省33個大—中型水泥用灰?guī)r、大理巖礦床的統(tǒng)計與分析研究及筆者對水泥用灰?guī)r礦的勘查經(jīng)驗，從地槽區(qū)和地臺區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造—沉積環(huán)境中總結(jié)了吉林省地槽區(qū)和地臺區(qū)水泥用灰?guī)r、大理巖礦床地質(zhì)特征及礦床勘查評價時應(yīng)注意的問題，希望能為今后水泥用灰?guī)r礦產(chǎn)的找礦及勘查評價提供借鑒。

水泥用灰?guī)r；大理巖礦床；特征；吉林省

1 礦床分布

通過對吉林省33個水泥用灰?guī)r礦及大理巖礦床的分析研究，可以看出礦床主要分布在長春(雙陽區(qū))、吉林(磐石市、永吉縣)、延吉(汪清、圖們)、遼源(東遼)、通化(輝南、通化)、白山(八道江、江源)、四平7個地區(qū)，特大及大型礦床主要分布在長春(雙陽)和吉林(磐石)兩個地區(qū)(見右圖)。

礦床主要分布在北部地槽區(qū)及南部地臺區(qū)兩個大的地質(zhì)構(gòu)造區(qū)中，北部地槽區(qū)包括長春、吉林、遼源、延吉(汪清、圖們)、四平地區(qū)，南部地臺區(qū)包括通化、白山地區(qū)。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 地層

從礦床的分布特點中不難看出，含礦層位也有地槽區(qū)和地臺區(qū)的特點。地槽區(qū)主要含礦層位為石炭系(鹿圈屯組、磨盤山組、山秀嶺組和石咀子組)和二疊系(廟嶺組、范家屯組)；地臺區(qū)的含礦層位主要為寒武系(堿廠組)、奧陶系(冶里組和馬家溝組)，震旦系八道江組、萬隆組。

吉林省大—中型水泥用灰?guī)r礦床分布圖

2.2 礦層特征

2.2.1 礦層形態(tài)、規(guī)模、產(chǎn)狀

礦層除下二疊統(tǒng)廟嶺組、范家屯組多呈大的透鏡體外，其余皆為層狀、似層狀。厚度一般53～267m，長度一般700～2 000m，產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀一致。

2.2.2 礦石自然類型

礦石主要分為淺灰—深灰色隱晶質(zhì)、泥晶、粉晶灰?guī)r和灰白—白色大理巖兩種自然類型?；野住咨罄韼r是由于灰?guī)r受巖漿熱液作用變質(zhì)形成的，變質(zhì)作用使灰?guī)r的顏色變淺，礦物顆粒變粗(大)。另外還有灰色—黃白—黃灰色豹皮狀(團(tuán)塊狀)含白云質(zhì)灰?guī)r和含硅質(zhì)條帶兩種特殊類型礦石。

2.2.3 礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造

淺灰—深灰色隱晶質(zhì)、泥晶、粉晶灰?guī)r：為隱晶質(zhì)、泥晶、粉晶結(jié)構(gòu)，致密塊狀、中薄—中厚—巨厚層構(gòu)造、豹皮狀(團(tuán)塊)、條帶狀構(gòu)造。

灰白—白色大理巖：多為中—細(xì)粒結(jié)構(gòu)，致密塊狀、中薄—中厚—巨厚層構(gòu)造。

2.2.4 礦石礦物成分

礦物成分主要為方解石，次為石英及白云石，微量的鐵質(zhì)等。

需要說明的是對于豹皮狀(團(tuán)塊狀)灰?guī)r和含硅質(zhì)條帶灰?guī)r兩種特殊類型礦石，兩種礦石主要礦物成分皆為方解石，但豹皮狀(團(tuán)塊狀)灰?guī)r的次要礦物以白云石為主，而含硅質(zhì)條帶灰?guī)r的次要礦物以石英為主。

2.2.5 礦石化學(xué)成分及變化規(guī)律

從統(tǒng)計結(jié)果看(見下表)，地槽區(qū)與地臺區(qū)相比，地槽區(qū)的礦石有益組分CaO含量高、有害組分MgO含量低、Cl含量低的特點。

礦石化學(xué)成分統(tǒng)計(%)

2.3 夾層及特點

地槽區(qū)夾層多為硅質(zhì)和板巖、鎂質(zhì)及脈巖四種。以硅質(zhì)夾層為主，巖性為硅質(zhì)條帶灰?guī)r或硅質(zhì)結(jié)核灰?guī)r兩種。硅質(zhì)結(jié)核一般大小在2cm×1cm，新鮮面致密堅硬光滑，地質(zhì)錘刻劃后，巖石表面留有鋼灰色條痕，新鮮面多呈深灰—灰黑色，風(fēng)化后多呈灰黑色凸起疙瘩狀，結(jié)核礦物成分為玉髓和蛋白石。硅質(zhì)條帶呈斷續(xù)條帶狀，平行層理分布，一般長5～50cm，寬0.5～10cm，新鮮面較堅硬，地質(zhì)錘刻劃后，巖石表面也留有明顯鋼灰色條痕，新鮮面多呈淺灰—淺粉色，風(fēng)化后多呈黃白色凸起不平狀，條帶的礦物成分60%～70%為微粒石英，30%～40%為微粒方解石。

地臺區(qū)夾層多為鎂質(zhì)和硅質(zhì)及脈巖三種。以鎂質(zhì)夾層為主，鎂質(zhì)夾層的特點是巖性為豹皮狀(團(tuán)塊狀)灰?guī)r，巖石多呈淺灰—灰色，豹皮(團(tuán)塊)新鮮面呈紙袋黃色，不規(guī)則分布，硬度小，鐵錘易刻劃，風(fēng)化后呈土黃色，巖石表面多呈現(xiàn)小的坑洼不平現(xiàn)象。豹皮(團(tuán)塊)的礦物成分主要為白云石60%，泥晶方解石30%，鐵泥質(zhì)10%。豹皮(團(tuán)塊)大小一般為：長軸3～10mm，短軸0.5～2mm。

2.4 成礦規(guī)律

礦床受地層控制，在地槽區(qū)受下石炭統(tǒng)石咀子組，上石炭統(tǒng)石縫組、山秀嶺組和下二疊統(tǒng)廟嶺組、范家屯組的控制。礦床沉積環(huán)境為水域開闊水流通暢的淺海相。

在地臺區(qū)受下寒武統(tǒng)堿廠組、下奧陶統(tǒng)冶里組和中奧陶統(tǒng)馬家溝組的控制。礦床沉積環(huán)境為水域較窄、海流較不通暢的淺海相，從礦床的圍巖和夾層多為白云質(zhì)灰?guī)r及礦石中MgO含量較高也反映了沉積環(huán)境的特點。

3 礦床評價時注意的問題

3.1 地槽區(qū)灰?guī)r礦床

對于地槽區(qū)灰?guī)r礦床應(yīng)注意如下問題：

(1) 礦體中往往含有硅質(zhì)條帶，相應(yīng)的化學(xué)成分中的SiO2、f SiO2含量偏高，評價時應(yīng)準(zhǔn)確掌握SiO2、f SiO2組分的含量。因SiO2既是有用組分，也是有害組分，當(dāng)SiO2適量時在水泥生產(chǎn)中形成有用的硅酸鹽礦物，成為有益組分；當(dāng)SiO2過高時在水泥生產(chǎn)中形成過剩的游離硅，既影響水泥熟料的產(chǎn)量，又不易粉磨，成為有害組分。正因SiO2的特殊性，在評價時需考慮周全，才能對硅質(zhì)夾層得出正確的評價。對于含硅質(zhì)條帶和硅質(zhì)結(jié)核灰?guī)r取樣時，要按規(guī)范要求，采用刻槽法，保證樣品的代表性；防止采用連續(xù)撿塊法，因硅質(zhì)成分堅硬，不易取樣而造成的樣品性缺失而失真，導(dǎo)致錯誤的評價。

(2) 因夾石多為硅質(zhì)條帶及硅質(zhì)結(jié)核灰?guī)r，其化學(xué)組分中除了f SiO2含量高，超出工業(yè)要求外，其他組分卻符合工業(yè)要求，所以部分夾石(硅質(zhì)灰?guī)r)與含CaO含量高的礦石，按適當(dāng)?shù)谋壤钆浠靹蚝螅杀还I(yè)利用，評價時應(yīng)加強(qiáng)硅質(zhì)條帶灰?guī)r的分析研究，考慮綜合利用，提高資源的利用價值。

(3) 對礦床的圍巖，尤其是板巖及頁巖因其礦物成分主要為粘土礦物，次為石英及磁鐵礦、褐鐵礦等，化學(xué)組分中的硅酸率和鋁氧率多數(shù)達(dá)到水泥配料的要求，所以評價時也應(yīng)考慮綜合利用的問題。

(4) 對礦體上覆的蓋層(第四系的粘土及殘積物)，特別是蓋層較厚時，因其成分是由粘土礦物、灰?guī)r及夾層組成，所以化學(xué)組分中的硅酸率和鋁氧率多數(shù)達(dá)到水泥配料的要求，只要嚴(yán)格搭配使用，可以代替部分粘土。

(5) 礦床中褶皺構(gòu)造較發(fā)育，評價時要加強(qiáng)對褶皺的控制和研究。

3.2 地臺區(qū)灰?guī)r礦床

對于地臺區(qū)灰?guī)r礦床除了需注意對礦床的圍巖和礦體上覆的蓋層等問題外，還應(yīng)注意以下問題：

(1) 礦石中往往含有豹皮(團(tuán)塊)，相應(yīng)的化學(xué)成分中的MgO、Cl含量偏高，評價時應(yīng)注意MgO、Cl有害組分的含量，在普查階段，組合分析時一定要做Cl。因水泥生產(chǎn)時對灰?guī)r中Cl的含量要求很低(≤0.015%)，當(dāng)Cl的含量超出時，會造成結(jié)窯堵塞，停產(chǎn)去結(jié)，影響水泥的生產(chǎn)效率，增大生產(chǎn)成本。

(2) 礦床中斷裂構(gòu)造較發(fā)育，往往錯斷礦層，破壞礦體連續(xù)性，評價時要加強(qiáng)對斷裂構(gòu)造的控制和研究。

Issues on Characteristics and Evaluation of Cement-used Limestone and Marble Deposits in Jilin Province

WU Xing-tao
(Jilin Branch of China National Geological Exploration Center of Building Material Industry, Changchun 130033, China)

In the environment with geological structure and sedimentation in geosynclinal area and platform region, through analyzing the statistics collected from 33 large and medium sized cement limestone and marble deposit as well as the author's exploration experiences with the cement-used limestone, the geological characteristics of cement-used limestone and marble deposit in geosynclinal area and platform region in Jilin province are summarized. The cautions when make evaluations to the explorations of ore deposits are raised as well with the aim to provide guidances for evaluation of prospecting and exploring cement-used limestone mining in future.

cement-used limestone; marble deposit; characteristic; Jilin province

P619.223；P619.225

A

1007-9386(2014)06-0039-02

2014-05-16