呂純青 / 寧夏回族自治區(qū)國(guó)土資源調(diào)查監(jiān)測(cè)院

寧夏中衛(wèi)市油井山大泉子溝陶瓷粘土礦床地質(zhì)特征及開發(fā)前景分析

呂純青 / 寧夏回族自治區(qū)國(guó)土資源調(diào)查監(jiān)測(cè)院

通過對(duì)礦區(qū)地層、構(gòu)造、礦層規(guī)模、形態(tài)、礦石質(zhì)量、礦石加工技術(shù)性能、礦石可利用性及開發(fā)條件研究分析。認(rèn)為：該礦床陶瓷粘土礦體形態(tài)規(guī)則，呈層狀、似層狀，礦層厚度較穩(wěn)定；礦石質(zhì)量較好；內(nèi)外部開發(fā)條件良好，可建設(shè)中型規(guī)模露天礦山，具有良好的開發(fā)前景。

大泉子溝；陶瓷粘土礦；開發(fā)前景分析

寧夏中衛(wèi)市油井山大泉子溝陶瓷粘土礦床位于寧夏中衛(wèi)市南部，行政區(qū)劃屬中衛(wèi)市管轄。為發(fā)展中衛(wèi)市地方經(jīng)濟(jì)，解決企業(yè)陶瓷粘土資源短缺，2013-2014年寧夏國(guó)土資源調(diào)查監(jiān)測(cè)院對(duì)中衛(wèi)市油井山大泉子溝陶瓷粘土礦床開展了詳查工作，求得陶瓷用粘土礦資源量為中型規(guī)模。筆者通過對(duì)油井山大泉子溝陶瓷粘土礦床的礦層特征、開采技術(shù)條件等初步分析，認(rèn)為油井山大泉子溝陶瓷粘土礦床礦石質(zhì)量好，具一定規(guī)模，內(nèi)外部開發(fā)條件良好，具有良好的開發(fā)前景。

1.礦區(qū)地質(zhì)

1.1 地層

礦區(qū)位于香山弧后盆地北側(cè)，早古生代為強(qiáng)烈沉陷區(qū)，沉積了巨厚的寒武奧陶系，加里東運(yùn)動(dòng)使得早古生代地層褶皺。華力西早期復(fù)又沉降，沉積了上泥盆統(tǒng)、石炭系、二疊系和三疊系，晚期華力西、印支和燕山運(yùn)動(dòng)使區(qū)內(nèi)再度隆起，中斷沉積。喜馬拉雅期區(qū)內(nèi)仍為隆起區(qū)，除在山間盆地有少量沉積外，大部分地區(qū)遭受剝蝕，未接受沉積。

礦區(qū)內(nèi)出露地層有奧陶系香山群狼嘴子組黃河井段、磨盤井組；石炭-二疊系太原組；二疊系大黃溝組、紅泉組；古近系寺口子組和清水營(yíng)組；第四系上更新統(tǒng)馬蘭組、洪積層和全新統(tǒng)沖積層。

1.2 構(gòu)造

礦區(qū)位于油井子溝向斜西翼，構(gòu)造較簡(jiǎn)單，除礦區(qū)中部小型褶皺外，出露巖層多呈單斜層狀產(chǎn)出。總體走向?yàn)楸睎|-南西向，傾向南東，傾角25-58°。礦區(qū)中部發(fā)育有小型向斜及背斜褶皺構(gòu)造，規(guī)模較小。斷裂構(gòu)造較發(fā)育，主要斷裂方向與地層走向基本一致，為北東向的正斷層和逆斷層，傾角30-65°，斷層對(duì)含礦地層有破壞作用。

1.3 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)未見巖漿巖出露。

2.礦床地質(zhì)

2.1 礦層特征

礦層賦存于石炭-二疊系太原組（C2P1t）中細(xì)粒砂巖夾泥巖、粉砂巖泥巖中，礦區(qū)內(nèi)共有一層陶瓷粘土礦，為灰白、灰綠、青灰色為主的粘土巖，礦層底板為中細(xì)粒砂巖夾泥巖、粉砂巖泥巖，礦層頂板為石炭-二疊系太原組（C2P1t）灰、灰白色石英砂巖。礦體呈層狀產(chǎn)出，除中部小褶曲外，產(chǎn)狀變化不大，傾向南東，傾角25-58°。礦層不含夾層、無蝕變現(xiàn)象、礦石成分單一、顏色相近、結(jié)構(gòu)構(gòu)造相同、較穩(wěn)定，礦層走向長(zhǎng)約3.53km平均厚度1.77m。

2.2 礦石質(zhì)量

2.2.1 礦石礦物組成及結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石主要為灰白、灰綠、青灰色軟質(zhì)粘土巖，斑點(diǎn)狀泥質(zhì)結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造，含鐵質(zhì)鮞粒者為含球粒泥質(zhì)結(jié)構(gòu)。局部礦石中見有不均勻呈星點(diǎn)狀分布的小孔，孔徑一般在0.05mm以下，手摸具滑感，手能掰碎。

2.2.2 礦石的化學(xué)成分

礦區(qū)陶瓷粘土礦Al2O3含量約30.11%，TFe2O3含量≤3.5%，SiO2含量約60.00%，K2O含量穩(wěn)定在1～3%，符合陶瓷粘土礦工業(yè)指標(biāo)。礦石的組合樣品分析結(jié)果表明，礦石中有害雜質(zhì)含量均很小。根據(jù)物性試驗(yàn)樣分析礦石干燥收縮率-0.3%，耐火度1760℃～1780℃，自然白度25.7～28.3，煅燒白度在950℃時(shí)為74.3，在1000℃時(shí)為75.7。

2.3 礦石自然類型

礦區(qū)的的陶瓷粘土礦石為灰白、灰綠、青灰色軟質(zhì)粘土巖，呈層狀產(chǎn)出，斑點(diǎn)泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦石中礦物成分主要為高嶺石，含少量石英，易掰碎，礦石質(zhì)軟，可塑性較強(qiáng)。礦石中的礦物成分單一，礦物組成差異較小，結(jié)構(gòu)構(gòu)造、顏色相近，因此，礦石的自然類型為粘土巖。

2.4 礦石加工技術(shù)性能

礦石類型為陶瓷粘土礦，礦石質(zhì)量穩(wěn)定，礦石具有較高的粘結(jié)力、可塑性和良好的燒結(jié)性能，在1360℃時(shí)能燒成白色的坯，燒結(jié)溫度和耐火度間隔大，焙燒后無疤痕和斑點(diǎn)?？芍圃旄鞣N工業(yè)技術(shù)陶瓷、建筑衛(wèi)生陶瓷和日用陶瓷的主要原料。符合陶瓷粘土礦工業(yè)要求，質(zhì)量較優(yōu)。

2.5 礦石可利用性

礦石主要組分為高嶺石，礦石的抗壓強(qiáng)度屬軟弱型，易形成碎塊和粉未，礦石具有較高的粘結(jié)力、可塑性和良好的燒結(jié)性能，可塑性較強(qiáng)。在1360℃時(shí)能燒成白色的坯，燒結(jié)溫度和耐火度間隔大，焙燒后無疤痕和斑點(diǎn)，試制陶瓷產(chǎn)品具白度高，透光性好，瓷質(zhì)細(xì)膩，成瓷范圍寬等特點(diǎn)，是理想的陶瓷原料。它是制造各種工業(yè)技術(shù)陶瓷、建筑衛(wèi)生陶瓷和日用陶瓷的主要原料。礦區(qū)內(nèi)礦石有害元素TFe、Ti含量在適宜范圍內(nèi)，總體上符合陶瓷粘土礦石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。礦石通過制陶工業(yè)試驗(yàn)，生產(chǎn)陶瓷制品質(zhì)量良好，制陶成品率較高。

3.礦床開發(fā)前景分析

3.1 資源形勢(shì)分析

3.1.1 自然地理、經(jīng)濟(jì)和建設(shè)條件

礦區(qū)交通方便，有簡(jiǎn)易公路與G109國(guó)道，S202省道相接，可達(dá)中衛(wèi)市、同心縣、海原縣等地，距中衛(wèi)火車站52km，區(qū)內(nèi)資源由鐵路、公路運(yùn)往全國(guó)各地。礦區(qū)電力由寧夏電網(wǎng)供給，電力充足，區(qū)內(nèi)飲用水及工業(yè)用水由興仁鎮(zhèn)拉運(yùn)，成本較低。礦區(qū)所在地鄰近中衛(wèi)市興仁鎮(zhèn)，當(dāng)?shù)貏趧?dòng)力富余。礦山基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)所需建筑材料：水泥、塊石、砂、白灰等可就近在中衛(wèi)市興仁鎮(zhèn)等地解決，投入不大。礦山生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)開發(fā)多處礦山，積累有多年的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，礦山開發(fā)生產(chǎn)所需的機(jī)械設(shè)備（挖掘機(jī)、運(yùn)輸車輛等）齊全。礦山開發(fā)條件理想。

3.1.2 礦產(chǎn)資源經(jīng)濟(jì)形勢(shì)分析

陶瓷粘土適于作陶瓷原料，主要礦物為高嶺土。具有高的粘結(jié)力和可塑性，良好的燒結(jié)性能，在1360℃時(shí)能形成白色的坯，燒結(jié)溫度和耐火度間隔大，焙燒后無疤痕和斑點(diǎn)，化學(xué)成分中Fe2O3、TiO2等有害雜質(zhì)含量甚微。陶瓷粘土是制備各種工業(yè)技術(shù)陶瓷，建筑衛(wèi)生陶瓷和日用陶瓷的主要原料。中衛(wèi)泰合耐火材料有限公司擬使用該原料生產(chǎn)集實(shí)用性、裝飾性和節(jié)能保溫性于一體的陶瓷器具，使用前景光明。目前中衛(wèi)市興仁鎮(zhèn)油井山地區(qū)，寧夏益泰礦山開采有限公司開采油井山陶瓷粘土礦供應(yīng)外省區(qū)陶瓷加工廠，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，需求量還將增加。

3.1.3 資源量

礦區(qū)求得陶瓷用粘土礦資源量為中型陶瓷粘土礦床，可滿足礦山所需。

3.2 礦山開發(fā)的可行性

本礦床礦層及厚度均較穩(wěn)定，與圍巖平行展布。礦層底板為中細(xì)粒砂巖夾泥巖、粉砂巖泥巖，頂板為細(xì)粒石英砂巖，巖石完整性好，傾角25～58°，小于采場(chǎng)最終邊坡角（55°）的一般要求；礦層最低開采標(biāo)高1800m；剝采比不大于21:1，符合露天開采技術(shù)條件一般要求；遠(yuǎn)離公路、鐵路、高壓線、居民區(qū)和其它建筑物，完全符合爆破安全距離（一般不小于300m）的技術(shù)要求。

礦層主體位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面之上，水文地質(zhì)條件屬簡(jiǎn)單類型。礦層底板為礦層底板為中細(xì)粒砂巖夾泥巖、粉砂巖泥巖；礦層頂板為石英砂巖，抗風(fēng)化強(qiáng)，屬于較高強(qiáng)度的硬質(zhì)巖石。

礦區(qū)水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，工程地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，開采對(duì)周邊環(huán)境影響不大。礦床開采方式為露天開采，開采方法選用自上而下水平分段采礦法，臺(tái)段高度應(yīng)不大于10m。用潛鉆鑿巖爆破，然后原礦石經(jīng)水沖洗選，裝車運(yùn)輸至廠?？傮w來講，油井山大泉子溝陶瓷粘土礦礦石為較優(yōu)質(zhì)的陶瓷粘土原料。因此，礦山開采條件良好。

4.結(jié)論

寧夏中衛(wèi)市油井山大泉子溝陶瓷粘土礦床陶瓷粘土礦層形態(tài)規(guī)則，呈層狀、似層狀，礦層厚度較穩(wěn)定；礦石質(zhì)量較好；內(nèi)外部開發(fā)條件良好；礦區(qū)探明的資源儲(chǔ)量可滿足建設(shè)中型規(guī)模露天礦；礦區(qū)具有良好的開發(fā)前景。