張雪偉 王 奔

（河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第一地質(zhì)大隊(duì) 河南鄭州 450016）

安陽(yáng)縣子針西山水泥用灰?guī)r礦礦床地質(zhì)特征及找礦前景

張雪偉 王 奔

（河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第一地質(zhì)大隊(duì) 河南鄭州 450016）

近年來(lái)，隨著我國(guó)建設(shè)規(guī)模的迅速擴(kuò)大和國(guó)家刺激內(nèi)需的各項(xiàng)政策的出臺(tái)，對(duì)建筑材料特別是水泥的需求越來(lái)越大。我省為縮小與東部地區(qū)的差距，大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和企業(yè)技術(shù)改造已轟轟烈烈展開(kāi)，一大批公路、鐵路、水利設(shè)施及房產(chǎn)建筑項(xiàng)目陸續(xù)開(kāi)工，也需要大量的水泥，特別是高標(biāo)號(hào)的優(yōu)質(zhì)水泥。隨之對(duì)水泥用灰?guī)r礦產(chǎn)原料的需求也大大增加。安陽(yáng)縣子針西礦區(qū)距鐵路支線及公路均較近，交通便利，礦產(chǎn)開(kāi)采所用水、電可在當(dāng)?shù)亟鉀Q，當(dāng)?shù)貏趧?dòng)力資源豐富，用工不成問(wèn)題。本文對(duì)安陽(yáng)縣子針西山水泥用灰?guī)r礦礦床地質(zhì)特征進(jìn)行分析，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)的單位起到一定的積極作用。

水泥用灰?guī)r；地質(zhì)特征

1 礦區(qū)地質(zhì)

子針西山核查區(qū)內(nèi)出露地層有奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組（O2s）、峰峰組（O2f）和第四系（Q）（詳見(jiàn)表1）。核查區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造處于蔡家坡背斜的核部，背斜軸向近南北，背斜南端翹起，向北傾覆；在該背斜的東西兩側(cè)還發(fā)育有規(guī)模較小的背斜。這些褶曲的發(fā)育控制了礦區(qū)內(nèi)的構(gòu)造格架，使得地層產(chǎn)狀形成規(guī)律性變化，同時(shí)也使得褶皺區(qū)的地層變得較為平緩。在平行背斜的軸部的部位存在小型的張性裂隙以及部分小型重力滑脫構(gòu)造。地層傾角5～30°。

區(qū)內(nèi)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)具有一定規(guī)模的斷層，沿背斜軸的走向發(fā)育了一些小型張性高角度層間斷裂，這些斷裂沒(méi)對(duì)地層的連續(xù)性造成破壞。本區(qū)地表見(jiàn)有兩組節(jié)理，但在鉆孔中表現(xiàn)不明顯，其產(chǎn)狀分別為：105°∠75°、35°∠60°。

本區(qū)巖漿巖屬燕山期巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物，以中性淺成巖漿巖為主，呈長(zhǎng)條狀出露于礦區(qū)中部。主要巖性為閃長(zhǎng)玢巖，巖體與圍巖界線明顯，沒(méi)有見(jiàn)熱蝕變和成分改變的現(xiàn)象。地表出露基本已風(fēng)化，巖石疏松易碎。

本區(qū)巖溶不發(fā)育，地表未見(jiàn)有大的溶坑或溶洞，僅見(jiàn)個(gè)別小溶溝，鉆孔內(nèi)亦未見(jiàn)較大的溶洞。本區(qū)巖溶屬不發(fā)育類(lèi)型。本區(qū)黃土覆蓋區(qū)位于礦區(qū)東部鄰村莊和工區(qū)內(nèi)沖溝中，現(xiàn)多為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民耕地。根據(jù)礦區(qū)填圖情況，一般面積不大，厚度較小，局部地段較深，厚度一般小于3m，對(duì)剝離比的影響有限。剝離量估算時(shí)僅對(duì)規(guī)模較大面積的進(jìn)行了估算。

表1 奧陶系中統(tǒng)地層對(duì)比表

1.1 礦床特征

礦床為一巨厚層的碳酸鹽建造，屬淺海——濱海沉積礦床。礦體為奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組第二巖性段的下層和峰峰組上段，區(qū)內(nèi)覆蓋層位于礦區(qū)東部的沖溝內(nèi)，多為耕地，一般面積較小厚度不大，局部地段較深。

1.2 礦體特征

通過(guò)本次核查工作，在最低可采標(biāo)高范圍內(nèi)共發(fā)現(xiàn)兩個(gè)可采礦體。分別為賦存于奧陶系中統(tǒng)峰峰組上段（O2f2）和上馬家溝組中的（O2s2-2）、O2s3地層之中。編號(hào)分別為Ⅰ、Ⅱ?，F(xiàn)自上而下敘述如下：

Ⅰ號(hào)礦體：奧陶系中統(tǒng)峰峰組上段（O2f2）：該層灰?guī)r為層位穩(wěn)定的層狀礦體。該層灰?guī)r礦體位于蔡家坡背斜的北部?jī)A覆端及東翼、大部出露于礦區(qū)東部，呈近南北向展布，長(zhǎng)約2120m，寬200～560m。由于本次工作受勘探深度的限制，該層礦沒(méi)有詳細(xì)的查清厚度情況，在可采標(biāo)高之上，見(jiàn)礦厚度最大為45m，最小20m，平均30m，因?yàn)榭碧缴疃人?，沒(méi)能穿透礦層，厚度變化系數(shù)不具代表意義。礦層傾向東，傾角10～30°。礦石中CaO平均含量為53.85％，品位變化系數(shù)為1.8％；MgO平均含量為0.85％，品位變化系數(shù)為34％。是優(yōu)質(zhì)水泥用礦產(chǎn)原料。

根據(jù)厚度變化特征和品位變化特征，可以看出該層水泥灰?guī)r礦屬于簡(jiǎn)單類(lèi)型。

Ⅱ號(hào)礦體：奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組（O2s），其中包括第二段（O2s2-2）和第三段（O2s3）：該兩個(gè)含礦層因其上下連續(xù)，其區(qū)別是下部含有生物碎屑化石，而上部沒(méi)有，故將其作為一個(gè)礦體進(jìn)行敘述。礦體呈層位穩(wěn)定的層狀礦體，分布于礦區(qū)中南部，是出露于蔡家坡背斜軸部及兩翼的地層。該層灰?guī)r礦體呈北東-南西向展布，長(zhǎng)約1680m，寬300～900m，厚度最大47.80m，最小18.60m，平均33.81m，厚度變化系數(shù)為21％。礦層產(chǎn)狀受向北傾伏復(fù)式的背斜控制，西翼礦層傾向西，傾角5～20°；東翼礦層傾向東，傾角10～30°；中部變化在15°左右。礦石CaO平均含量為51.48％，變化系數(shù)為3％；MgO平均含量為2.28％，變化系數(shù)為52％。也是良好的水泥用礦產(chǎn)原料。

根據(jù)厚度變化特征和品位變化特征，可以看出該層水泥灰?guī)r礦屬于簡(jiǎn)單類(lèi)型。兩礦層厚度變化情況見(jiàn)表2～3。

表2 礦體厚度沿走向變化統(tǒng)計(jì)表

表3 礦體厚度沿傾向變化統(tǒng)計(jì)表

2 礦石質(zhì)量

2.1 礦石物質(zhì)組成

本區(qū)石灰?guī)r礦的特點(diǎn)是質(zhì)純，所以礦石礦物成份比較簡(jiǎn)單，主要礦石礦物為方解石，一般含量在95％以上，脈石礦物主要是自形、半自形的白云石，含量一般＜5％。礦石中另外還含有微量的、分布不均的礦物，如黃鐵礦、石英、褐鐵礦、有機(jī)質(zhì)等，含量一般在＜2％。

2.2 礦石的化學(xué)成分

礦石中主要化學(xué)成分為 CaO、MgO，次要成份為 Si02、Al2O3、Fe2O3、K2O、Na2O、SO3、Cl-等，其平均含量詳見(jiàn)表4。區(qū)內(nèi)主要礦體為Ⅰ號(hào)礦體、Ⅱ號(hào)礦體?，F(xiàn)就該兩個(gè)礦體的化學(xué)成份進(jìn)行敘述。

表4 礦石化學(xué)成份統(tǒng)計(jì)表

CaO：為礦石的主要有益組份。其中Ⅰ號(hào)礦體含量極值為47.33～55.38％，而90％以上為50～54％，平均53.85％，品位變化系數(shù)為2％；Ⅱ號(hào)礦體含量極值為47.97～55.26％，90％以上含量為48～53％，平均含量為51.48％，品位變化系數(shù)為3％。

MgO：為礦石的主要有害成份。其中Ⅰ號(hào)礦體含量極值為0.34～3.00％，平均0.85％，品位變化系數(shù)為34％；Ⅱ號(hào)礦體含量極值為0.49～3.40％，平均含量為2.28％，品位變化系數(shù)為52％。

SiO2、Al2O3、Fe2O3：為礦石中有益化學(xué)成份。其含量：SiO2為 0.60～3.89％、平均 1.80％，Al2O3為 0.12～0.89％、平均 0.32％，F(xiàn)e2O3為 0.19～0.66％、平均0.36％。

FSiO2、K2O、Na2O、SO3、Cl-：為礦石中的有害成份。

礦石中主要化學(xué)成分平均含量分別為：CaO 53.85％和51.48％；MgO 0.85％和2.28％；K2O+Na2O 0.071％；SO30.095％。含量均滿足水泥用灰?guī)r的工業(yè)指標(biāo)要求，礦石質(zhì)量較穩(wěn)定。

經(jīng)過(guò)對(duì)礦石中CaO、MgO組份百分含量進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析，有益組份CaO的含量集中分布在48～55％之間，占樣品總數(shù)的98％，小于48％的只占樣品總數(shù)的2％。MgO的含量集中分布在0.3～2.5％之間，占樣品總數(shù)的86％以上，大于2.5％的只占樣品總數(shù)的14％。

3 礦石類(lèi)型及品級(jí)

礦石自然類(lèi)型：根據(jù)礦石的巖性特征，本礦區(qū)礦石主要可分為致密塊狀灰?guī)r與含生物碎屑化石灰?guī)r兩種自然類(lèi)型。

礦石工業(yè)類(lèi)型：根據(jù)《冶金、化工石灰?guī)r及白云巖、水泥原料礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范》中水泥原料礦石化學(xué)成分的一般要求，確定本礦區(qū)礦石為水泥灰?guī)r礦石類(lèi)型。礦石分兩個(gè)品級(jí)，其質(zhì)量要求為：

Ⅰ級(jí)品：CaO≥48％，MgO≤3％，K2O+Na2O≤0.6％；

Ⅱ級(jí)品：CaO≥45％，MgO≤3.5％，K2O+Na2O≤0.8％。

礦區(qū)工程內(nèi)樣品CaO含量＞50％占91％、MgO含量＜3％的占94％，單工程礦體平均CaO含量均≥48％、MgO≤3％，均為一級(jí)品，僅在個(gè)別工程內(nèi)出現(xiàn)3％＜MgO＜3.5％的Ⅱ級(jí)品樣段，無(wú)論在走向或在傾向上均無(wú)法圈連Ⅱ級(jí)品地段。單工程平均、塊段平均乃至礦區(qū)平均都達(dá)到CaO≥48％，MgO≤3％的Ⅰ級(jí)品礦石。K2O與Na2O最高值分別為0.12和0.055，K2O+Na2O平均含量為0.071％，滿足Ⅰ級(jí)品的工業(yè)指標(biāo)要求。

4 礦體圍巖

礦層與其頂?shù)装鍑鷰r一般界線清楚，而且顏色、化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造存在明顯差別。根據(jù)第Ⅰ、Ⅱ號(hào)礦體圍巖的自然出露情況從下而上簡(jiǎn)述如下：

Ⅱ號(hào)礦體的底板圍巖：即奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組第二段第一層（O2s2-1），與礦層平行整合接觸，為花斑狀白云質(zhì)灰?guī)r，該層全區(qū)穩(wěn)定，厚度一般大于25m，在局部地段有相變現(xiàn)象。由于其大部處于勘探標(biāo)高以下，其具體情況未進(jìn)一步查明。

Ⅱ號(hào)礦體的頂板及Ⅰ號(hào)礦體的底板圍巖：即奧陶系中統(tǒng)峰峰組下段（O2f1），與上、下含礦段平行整合接觸，其巖性以白云質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)白云質(zhì)灰?guī)r為主，夾有薄層質(zhì)純石灰?guī)r、以及鈣質(zhì)泥巖等。顏色呈淺灰、黃灰、淺綠灰等雜色，常含有同生角礫。因其特有的巖性組合和顏色特征易與上下段地層進(jìn)行區(qū)別。該層全區(qū)穩(wěn)定，厚度有一定變化，最小50m，最大120m，常呈 60～80m。

根據(jù)工業(yè)指標(biāo)要求，Ⅰ號(hào)礦體中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)夾層存在；Ⅱ號(hào)礦體中在礦區(qū)西南部分別圈出3個(gè)不連續(xù)夾層，夾層延續(xù)性差，僅在個(gè)別鉆孔中出現(xiàn)。

由以上可以看出，本區(qū)夾層少、延續(xù)性差，夾層產(chǎn)狀與礦層一致，開(kāi)采時(shí)較易剔除。

5 礦山經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

5.1 開(kāi)采技術(shù)條件

礦石質(zhì)量高且加工性能良好。礦體大部出露，適宜露采，剝采比不大。礦石最低開(kāi)采標(biāo)高位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以上，高于地下水位，礦區(qū)地形有利于大氣降水的自然排泄，礦床水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單。礦體及頂?shù)装宸€(wěn)固性強(qiáng)，露天采場(chǎng)邊坡穩(wěn)定性較好，工程地質(zhì)條件亦較簡(jiǎn)單，礦床開(kāi)采不會(huì)造成水的污染，不影響地下水水位，造成地質(zhì)災(zāi)害的可能性小。總之，礦床開(kāi)采技術(shù)條件較簡(jiǎn)單。

本礦區(qū)礦床規(guī)模大，基巖基本裸露，剝采比為0.19，適宜露天開(kāi)采。開(kāi)采方法推薦采用自上而下分梯段開(kāi)采，石灰?guī)r破碎采用單段錘式破碎機(jī)，出料粒度≤80mm。

5.2 問(wèn)題和建議

（1）加強(qiáng)礦山實(shí)際生產(chǎn)中地質(zhì)、采礦、測(cè)量方面的資料收集與管理，以便綜合研究，用以指導(dǎo)礦山生產(chǎn)。

（2）礦山應(yīng)加強(qiáng)對(duì)地表的觀測(cè)，防止地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，以避免影響礦山開(kāi)采而帶來(lái)的損失。

（3）因客觀原因本次核查未能對(duì)部分礦體進(jìn)行實(shí)測(cè)，這對(duì)資源儲(chǔ)量核實(shí)結(jié)果會(huì)帶來(lái)一定的影響。

（4）開(kāi)采過(guò)程中，應(yīng)注意對(duì)環(huán)境的保護(hù)，邊開(kāi)采、邊綠化，美化環(huán)境、造福人類(lèi)。

P619.22+5

A

1004-7344（2016）02-0157-02

2015-12-29