孟萍

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)環(huán)境調(diào)查院，河南 鄭州 450045）

河南省鶴壁梨林頭礦區(qū)水泥灰?guī)r礦床特征分析

孟萍

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)環(huán)境調(diào)查院，河南 鄭州 450045）

鶴壁市西部山區(qū)為下古生界碳酸鹽巖分布區(qū)，水泥灰?guī)r原料資源豐富，是我國重要的建材基地。本文依托《河南省鶴壁市梨林頭水泥灰?guī)r勘探》項目，完成了梨林頭礦區(qū)的1：2000地質(zhì)測量工作，31個鉆孔的鉆探工作，800多件巖樣的化學分析工作。分析得出，該礦區(qū)礦體賦存于奧陶系中統(tǒng)馬家溝組第五段（O2m5），礦體呈單斜層狀，礦石類型為致密塊狀和花斑狀微晶灰?guī)r，礦體層位穩(wěn)定，分布廣，質(zhì)量好，儲量大，開采條件好，適宜籌建大型、特大型水泥灰?guī)r礦山基地。

梨林頭礦區(qū)；水泥灰?guī)r；礦床特征

1 區(qū)域概況

礦區(qū)位于河南省鶴壁市西部山區(qū)，大地構(gòu)造位置處于太行山隆起的東南緣。本地區(qū)奧陶系碳酸鹽巖廣布，層位穩(wěn)定，產(chǎn)狀平緩，露頭良好，地質(zhì)研究程度高，是開展碳酸鹽巖地區(qū)找礦的較理想地區(qū)。

本文依托于《河南省鶴壁市梨林頭水泥灰?guī)r勘探》項目，對礦區(qū)已有地質(zhì)資料進行收集整理及研究之后，在勘探區(qū)進行了1：2000地質(zhì)測量，必要的鉆探、槽探，化學樣品采集分析以及對勘探區(qū)水文地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)調(diào)查相結(jié)合的綜合勘查工作，取得了很多有價值的地質(zhì)資料和研究成果。

2 礦床特征

2.1 礦化特征

礦區(qū)水泥灰?guī)r礦含礦層位的主要礦化巖性為致密狀灰?guī)r，少量的花斑狀灰?guī)r。厚層、巨厚層狀，平行層理發(fā)育，局部見斜層理，表面為深灰色、灰黑色，宏觀特征明顯。橫向上厚度和化學成分穩(wěn)定。

2.2 礦體特征及空間位置

表1 礦體在各勘探線上地表出露寬度統(tǒng)計表

表2 礦體在各勘探線上厚度沿走向變化統(tǒng)計表

礦區(qū)由1個礦體組成。礦體賦存于奧陶系中統(tǒng)馬家溝組五段，由致密狀灰?guī)r和少量的花斑狀微晶灰?guī)r組成并嚴格受地層層位控制，層位穩(wěn)定，產(chǎn)狀平緩，形態(tài)簡單，分布在山脊的中上部，出露良好，最高點海拔標高520m，最低點海拔標高220m。礦體產(chǎn)狀與地層一致，呈層狀，與圍巖地層整合接觸，傾向北東15°-55°傾角4°-10°，沿走向、傾向變化不大。礦體規(guī)模較大，品位較高，達到大型、特大型規(guī)模。

礦體出露寬度約310～841m，長度約4.6 km，厚度11.8～52.6 9m，平均34.27m。礦體厚度由北向南有逐漸變薄的趨勢，東西方向上無變化規(guī)律。礦體出露面積1 666 915m2。

圖1 礦體在各勘探線上沿走向厚度變化圖

圖2 礦體沿傾向厚度變化圖

從圖1中可以看出，礦體厚度15線以北較薄，除07線和09線礦體較厚外，大部分地段礦體厚度變化不大。從圖2中可以看出，礦體厚度總體由西向東有變薄的趨勢，但變化不大。

3 礦石特征

3.1 礦石成分

礦石的礦物成分簡單，成分較均一，主要由方解石組成，次為白云石，硅質(zhì)、鐵質(zhì)、黏土等少量。

方解石：他形粒狀，含量大于95%，d=0.002～0.016mm，多數(shù)d=0.002～0.008mm，晶間界限彎曲。晶體之間為隱晶質(zhì)—泥狀鐵泥質(zhì)充填、渲染。

白云石：自形—半自形粒狀，含量1—2%，d=0.002～0.12mm，多數(shù)d=0.03。充填分布于方解石晶體之間。

鐵泥質(zhì)：隱晶質(zhì)—泥狀，含量1—2%，由隱晶質(zhì)—膠狀褐鐵礦與泥質(zhì)礦物混染，充填分布于方解石晶體之間。

從化學分析結(jié)果得出，礦石中主要化學成分平均含量CaO：52.53%，MgO：0.76%，K2O+Na2O：0.12%，SO3+Cl：0.3%，均滿足一般工業(yè)指標要求。礦石中個別單樣CaO最低含量42.97%，MgO最高含量7.35%，經(jīng)8m段加權(quán)平均后可滿足工業(yè)指標要求，礦石質(zhì)量較穩(wěn)定。礦石化學成分特征值見表3。

表3 礦石化學成分特征值

圖3 CaO含量直方圖

圖4 礦體沿走向CaO含量變化圖

經(jīng)對礦石中CaO組份百分含量進行數(shù)理統(tǒng)計（如圖3）分析后可知：CaO含量集中分布于50%～55%之間，占樣品總數(shù)的91.11%；小于50%的僅占樣品數(shù)的8.9%。礦石質(zhì)量良好。雖然個別樣品CaO含量小于48%，但厚度較小，上下8m平均大于工業(yè)品位，礦石質(zhì)量符合規(guī)范要求，總體質(zhì)量良好。

由圖4可見，沿走向方向各勘探線礦石中主要組份平均含量CaO：51.66%～53.69%，品位變化系數(shù)1.21%。

圖5 礦體沿傾向CaO含量變化圖

由圖5可見，沿傾向方向各勘探線礦石中主要組份平均含量CaO：51.94～53.11%，品位變化系數(shù)2.61%。

礦石的其他化學元素：

光譜半定量分析結(jié)果顯示礦石中存在的其他化學元素有：Mn122、Ni3.1、Zn17.0、Li2.0、Mo0.20、Au0.0005、V0.8、Br1.46（ppm）。

3.2 礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石以微晶結(jié)構(gòu)為主，可見少量生物碎屑結(jié)構(gòu)及少量細晶結(jié)構(gòu)。

微晶結(jié)構(gòu)：為礦石中常見結(jié)構(gòu)，主要由微晶方解石組成，含量94%～100%，粒徑0.016～0.03mm，呈不規(guī)則粒狀，相互齒狀鑲嵌。

生物碎屑結(jié)構(gòu)：礦石主要結(jié)構(gòu)，生物碎屑含量5%～20%，多為三葉蟲、介形蟲、藻類及角石等化石碎片，一般呈不規(guī)則狀，大者可達10 cm，具有較好的分選性和磨圓度。主要由纖維狀或隱晶-微晶方解石構(gòu)成。

細晶結(jié)構(gòu)：局部可見，基質(zhì)多由隱晶-微晶方解石組成，花斑多由泥晶方解石及細晶白云石組成，粒徑0.03～0.08mm。

礦石構(gòu)造以致密塊狀為主，花斑狀構(gòu)造次之，局部可見疊層狀構(gòu)造。致密塊狀構(gòu)造：為礦石中常見構(gòu)造，礦石多呈致密堅硬的塊狀。

花斑狀構(gòu)造：主要分布在礦體的上部，花斑呈不規(guī)則狀或長條狀，由泥晶方解石和細晶白云石組成?；ò呓缇€清楚，多平行層理分布。

疊層狀構(gòu)造：見于礦體上部，系由藻灰?guī)r形成的特殊構(gòu)造，常見形態(tài)有掌狀、丘狀、樹枝狀等。

3.3 礦石類型

根據(jù)礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征，本區(qū)礦石的自然類型可分為致密塊狀礦石和花斑狀礦石，其中以致密塊狀礦石為最多。兩者呈互層狀、漸變關(guān)系，不再單獨圈定。

致密塊狀礦石：灰黑色-黑色，風化面為灰白色，巖石堅硬、性脆、具貝殼狀斷口。礦物成分主要由方解石組成，含微量泥質(zhì)及鐵質(zhì)。

花斑狀礦石：風化面為灰—灰褐，新鮮面為灰－深灰色，摻雜灰色云朵狀及不規(guī)則狀團塊。主要礦物成分為方解石，含量大于85%，粒徑0.04mm?；ò哂晌⒕Х浇馐凹毦О自剖M成。

4 礦體圍巖及夾石

4.1 礦體頂板

礦體頂板由馬家溝組第六段（O2m6）白云質(zhì)灰?guī)r夾薄層致密灰?guī)r組成。局部為馬家溝組第五段（O2m5）上部花斑狀白云質(zhì)灰?guī)r。

白云質(zhì)灰?guī)r：新鮮面淺灰色，風化面呈深灰色，細晶結(jié)構(gòu)，條帶狀構(gòu)造，鏡下觀察主要由65%的粉晶方解石及35%的粉晶白云石組成，含微量赤褐鐵礦；致密灰?guī)r單層厚度2m左右。該層厚度大于50m，在礦區(qū)范圍內(nèi)出露不全。

花斑灰?guī)r：深灰色，細晶結(jié)構(gòu)，花斑構(gòu)造。花斑為不規(guī)則黑色團塊，大致順層分布，長軸3-5 cm，風化面花斑有凸起現(xiàn)象。斑體中的白云石含量達30%以上。由于方解石結(jié)晶顆粒粗細程度的差異，顯示出顏色差異，而形成花斑狀構(gòu)造。一般層厚1～17m，平均厚10.0m。

4.2 礦體底板

礦體底板為奧陶系中統(tǒng)馬家溝組四段（O2m4），為淺灰色或褐紅色薄層狀白云質(zhì)、泥質(zhì)灰?guī)r、角礫狀含云灰?guī)r。地表與上覆礦層致密灰?guī)r界線分明，常呈微負地形。鏡下觀察：白云質(zhì)灰?guī)r主要由70%的粉晶白云石、30%粉晶方解石組成。

角礫狀含云灰?guī)r：巖石呈淺灰色、灰黃色，角礫狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。角礫大小混雜，無任何分選及磨圓，局部有石膏假晶。

4.3 夾層

礦體內(nèi)夾石層呈透鏡狀局部分布。厚1.5～8.5m，平均4.61 m，夾石層主要由灰黃色薄層狀微晶白云巖組成，夾灰質(zhì)白云巖及白云質(zhì)灰?guī)r。白云巖中主要礦物為白云石，次為方解石，含少量泥質(zhì)。夾石層中CaO平均含量42.68%，MgO平均含量10.17%。

白云巖呈灰黑色，風化面呈黑色，細晶粒狀結(jié)構(gòu)，花斑狀構(gòu)造，中厚層狀。發(fā)育有刀砍狀溶溝及蜂窩狀小溶洞?；ò呙芗?，約占50%～70%，形狀不規(guī)則，常突起于巖石的風化面上。鏡下觀察：巖石由方解石粉晶（約占60%～70%）和粒狀自形白云石（約占30%～40%）組成。見有白云石交代方解石現(xiàn)象。

5 礦床成因及找礦標志

5.1 礦床成因

本礦床是中奧陶世的馬家溝期形成的碳酸鹽巖。礦體呈層狀。層位、厚度、巖性及礦層的化學組份無論是沿走向、沿傾向都相當穩(wěn)定，變化不大。

礦石中含有以角石、三葉蟲為主的生物化石及其碎屑?；?guī)r中常見有礫屑、砂屑及粉砂屑，且磨圓度較好。含有以硅質(zhì)為主的結(jié)核，局部地段含有花斑等。這些特征反映當時是一個海水動蕩，溫度適宜，氧氣充足，海洋生物比較發(fā)育，物質(zhì)成份頻繁變化的比較穩(wěn)定的陸表海環(huán)境。

5.2 找礦標志

含礦層位為奧陶系中統(tǒng)馬家溝組第五段（O2m5）地層。其中該層底部的厚層～巨厚層狀致密灰?guī)r、中部的灰黑色白云巖及頂部虎斑灰?guī)r特征明顯，是尋找水泥灰?guī)r礦的直接標志。含礦層之下的馬家溝組第四段（O2m4）薄層狀白云質(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r（負地形）可作為間接標志。

6 結(jié)論與建議

6.1 該礦床礦石類型在本地區(qū)屬于水泥灰?guī)r礦石類型，和其他礦石類型比較CaO品位高，雜質(zhì)含量低，是一種優(yōu)質(zhì)的水泥灰?guī)r原料。

6.2 該礦床為一沉積型水泥灰?guī)r礦床，礦體形態(tài)為層狀體，厚度、品位變化小，覆蓋層小，適宜露天開采。

6.3 礦石礦物成分簡單，礦石自然類型簡單，找礦標志明顯，含礦地層在本地區(qū)分布廣泛，有很好的找礦前景。

6.4 礦石開采過程應注意生態(tài)、環(huán)境保護，對開采形成的礦坑應注意進行地質(zhì)災害防治與治理。

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P619.21

A

1671-0037（2014）08-64-3

孟萍（1964.12-），女，本科，工程師，研究方向：地質(zhì)礦產(chǎn)勘查。