遼西葫蘆島市白楊村石英巖礦地質特征及開發利用前景

高中昱，柳忠杰

（1.內蒙古有色地質勘查局七隊，內蒙古烏蘭浩特市 137400；2.中國建筑材料地質勘查中心遼寧總隊，遼寧沈陽 110004）

遼西葫蘆島市白楊村石英巖礦地質特征及開發利用前景

高中昱1，柳忠杰2

（1.內蒙古有色地質勘查局七隊，內蒙古烏蘭浩特市 137400；2.中國建筑材料地質勘查中心遼寧總隊，遼寧沈陽 110004）

葫蘆島市白楊村石英巖礦賦存于遼西筆架山向斜北翼，青白口系景兒峪組中.礦層呈單斜狀東西向展布，為一連續的、厚度穩定的單一礦層.礦石類型以巨厚層、厚層灰白—白色石英巖為主，礦石質量特點是硅高堿低，是與遼西地區高堿水泥用灰巖相匹配的硅質原料礦.通過對白楊村石英巖礦床產出層位、礦床特征及高硅低堿的礦石質量特點進行分析，并針對遼西水泥用石灰巖堿高的實際情況，探討了該礦床開發利用前景.

石英巖；景兒峪組；礦層特征；開發利用；遼寧省

1 區域地質背景

1.1 地層

葫蘆島市白楊村石英巖礦床位于遼西筆架山向斜北翼.礦區地層呈近東西向分布，主要有寒武系下統老莊戶組（C1l）、青白口系景兒峪組（Qnj）和薊縣系霧迷山組（Jxw）［1］.

1）寒武系下統老莊戶組：主要分布于礦區南部，巖性為灰—深灰色、中厚—厚層狀白云石大理巖.厚度大于60 m.與下伏青白口系景兒峪組為平行不整合接觸.

2）青白口系景兒峪組：為含礦層，分布于礦區中部，多呈陡山地貌出露.出露面積0.2 km2，厚度36～53 m，平均厚度41.96 m.節理發育.與下伏薊縣系霧迷山組為平行不整合接觸.巖性以石英巖為主，頂部局部地段分布有不連續的含石英巖角礫變質石英砂巖透鏡體，厚度0.5～6 m；底部見有不穩定的石英角礫巖薄層，厚度0.5～4 m.3種巖性間呈不規則漸變關系.

石英巖為主要含礦巖性，灰白色—白色，呈巨厚層、厚層產出，厚度32～49 m.石英角礫巖與含石英巖角礫變質石英砂巖為次要含礦巖性.

3）薊縣系霧迷山組:分布于礦區北部，巖性為灰白—淺灰色、薄—中厚層狀燧石條帶白云石大理巖.厚度大于110 m.

區內巖石大面積裸露，第四系僅見于沖溝及低洼處.

1.2 構造

礦床在區域構造上位于筆架山向斜北翼，地層呈單斜產出，總體走向近東西，傾向160～180°，傾角多為35～55°.局部受斷裂錯動，產狀變化較大.區域斷裂——上黑魚溝斷裂由礦區南1 km處近東西向穿過.

區內未見明顯的褶皺構造，斷裂構造發育.

1）斷層：礦區較發育的斷層為一組斜向壓扭性斷層，共4條，均為上黑魚溝壓性斷裂的次級斷裂，由東向西呈雁行排列.走向5～50°，傾向南東，傾角35～87°.長130～640 m，斷距13～40 m.斷裂帶擦痕破碎帶發育，地層界線被錯開，景兒峪組局部有被拉伸變寬的現象.

沿斷層分布4條肉紅色花崗斑巖脈，產狀（100～280°）∠（58～89°），長42～140 m，寬4～6 m.上述構造及巖脈使礦層局部受到破壞，但未影響礦層的連續性.

2）節理：礦區內，特別是礦層內節理發育.主要見有：①兩組斜向共軛X型剪節理，將山頂巖石切成菱形塊體；②一組近于縱向張節理，傾角近于直立，山頭巖石沿此組節理面風化，形成陡砬子地貌.

2 礦層特征

礦層賦存于景兒峪組地層中，主要由巨厚層、厚層石英巖及少量石英角礫巖、含石英巖角礫變質石英砂巖組成，為一連續的、厚度穩定的單一礦層（表1）.總體走向近東西，傾向160～180°，傾角多為35～55°，與地層產狀一致.局部因構造錯動，產狀變化較大.東西延長170 m，南北寬50～120 m，厚21.10～45.75 m，平均厚度34.87 m，厚度變化系數22%.

表1 礦層厚度及變化情況Table 1 Thickness of ore beds

礦層頂板為老莊戶組中厚—厚層狀白云石大理巖，礦層底板為霧迷山組薄—中厚層狀燧石條帶白云石大理巖.礦層中除花崗斑巖脈穿插外，未見其他夾層分布.

3 礦石特征

3.1 礦石類型

按含礦層的3種巖性將礦石劃分為3種自然類型.其中以石英巖型為主，約占90%，石英角礫巖型約占7%，含石英巖角礫變質石英砂巖型約占3%.具體特征分述如下.

1）石英巖型:灰白色—白色，不等粒變晶結構，塊狀構造.局部見少量不連續的、黑白相間的條紋狀構造.鏡下觀察可見石英占90%，玉髓5%以上，有微量鐵、泥質星點狀分布.石英呈不規則粒狀，粒徑一般0.015～0.3 mm，彼此呈平直、鑲嵌或不規則狀接觸.玉髓呈隱晶質狀.局部顆粒大的石英呈脈狀產出，形成條紋狀石英巖.

2）石英角礫巖型：灰白色、白色，角礫狀結構，塊狀構造.角礫僅在風化面上明顯，大小多為0.5～10 cm，大者可達20 cm.鏡下觀察可見角礫成分為石英巖.礦物成分石英占80%，玉髓5%～20%，泥鐵質微量.石英呈不規則粒狀，顆粒大小不等，彼此呈平直或鋸齒狀接觸.玉髓呈隱晶質狀.填隙物主要為硅質，泥鐵質微量.

3）含石英巖角礫變質石英砂巖型：灰色、淺灰色，變余砂狀結構，塊狀構造.鏡下觀察可見礦石由石英巖角礫、砂屑及填隙物組成.角礫占5%～20%，砂屑65%～85%，填隙物10%～15%.角礫大小0.5～10 cm.砂屑呈次圓狀，大小0.03～0.25 mm.礦物成分石英占90%，玉髓占5%，長石少量.填隙物由硅泥質組成.石英多波狀消光，長石及泥質已變為絹云母及黏土礦物.

3.2 礦石化學成分

各礦石類型主要化學成分見表2.

表2 各礦石類型主要化學成分含量Table 2 Main chemical components of ore types

礦層化學成分含量及變化情況見表3.

經對樣品主要化學組分數理統計，SiO2含量變化系數為1.0%，K2O+Na2O和MgO含量變化系數分別為29%和35%.各組分變化系數均小于40%，屬分布均勻類型.

4 開發利用前景

4.1 水泥用灰巖礦石特征

表3 礦層化學成分含量變化Table 3 Chemical components of ore beds and variation

遼西共有幾十家水泥企業，該地區水泥用石灰質原料礦主要產于古生界奧陶系下統冶里組、亮甲山組，少數產于中統馬家溝組［1-4］.賦存于下奧陶統的水泥用灰巖礦石特征簡述如下???????中國建筑材料地質勘查中心遼寧總隊.遼寧省葫蘆島市白楊村石英巖礦詳查報告.?中國建筑材料地質勘查中心遼寧總隊.遼寧省興城市榆樹溝水泥用石灰巖礦勘探報告.?中國建筑材料地質勘查中心遼寧總隊.遼寧省葫蘆島市下富兒溝水泥用石灰巖礦勘探報告.?中國建筑材料地質勘查中心遼寧總隊.遼寧省凌海市棉花地水泥用石灰巖礦勘探報告.?中國建筑材料地質勘查中心遼寧總隊.遼寧省喀左縣端正溝梁水泥用石灰巖礦勘探報告.?中國建筑材料地質勘查中心遼寧總隊.遼寧省凌源市老山座子水泥用石灰巖礦詳查報告..

4.1.1 礦石類型

1）冶里組中厚—厚層泥晶灰巖、中厚層亮晶礫屑灰巖、中厚層花紋狀泥晶灰巖、少量中厚層含生物碎屑泥晶灰巖及薄層泥晶灰巖.

2）亮甲山組中厚層泥晶灰巖、中厚—厚層花紋狀泥晶灰巖、中厚層條帶狀泥晶灰巖、中厚層含泥質條紋狀泥晶灰巖、中厚層礫屑灰巖及薄層泥晶灰巖.

4.1.2 礦石有益有害組分

遼西部分有代表性的下奧陶統水泥灰巖礦山礦石有益有害組分含量見表4.

4.2 水泥用灰巖工業要求

白楊村石英巖是遼西高堿水泥用灰巖匹配的硅質原料，現行水泥原料礦地質勘查規范對石灰質原料礦一般工業要求見表5［5］.

由表4、5可知，上述礦山除端正溝梁外，其余4個礦山礦石質量特點是K2O+Na2O高、MgO、CaO低.尤其是K2O+Na2O，榆樹溝和下富兒溝礦山級品礦石平均含量分別較一般要求高0.06%和0.15%；棉花地和老山座子礦山礦石平均含量分別較二級品要求高0.2%和0.29%.

生產實踐證明，水泥生料中的堿（K2O+Na2O）過高時，對水泥的生產系統、水泥熟料的質量和水泥的性能均有危害.堿含量越高，危害性越大.建筑物或構筑物會因水泥混凝土中的堿骨料反應產生膨脹，導致破壞.所以對水泥生料中的堿要有嚴格限制.

由此看來，上述多數礦山的部分一級品和二級品礦石需與低堿石灰質原料或其他低堿配料搭配才能使用.

由表3可知，葫蘆島市白楊村石英巖礦床符合水泥用硅質原料礦工業要求.其有益組分SiO2較高，有害組分K2O+Na2O、SO3-和Cl-含量低，特別是堿低，K2O+Na2O平均僅0.36%，是與遼西下奧陶統水泥用灰巖相匹配的硅質原料礦.

表4 礦石品級及主要有益有害組分含量Table 4 Ore grades with main valuable and harmful components

表5 水泥用石灰質原料礦石化學成分一般要求Table 5 General requirements for chemical components of raw material of limestone for cement

該礦床規模較大，開采技術條件好.距葫蘆島市35 km，距富兒溝礦山7 km，交通方便.若能開發該礦床與本地區的高堿水泥灰巖搭配使用，可解決遼西部分水泥企業的資源困擾問題，走上可持續發展之路.而且本礦床屬淺海相化學沉積經輕度變質礦床，層位穩定，區域上呈帶狀多處展布，延伸較遠，礦床遠景尚好.

［1］遼寧省第一區域地質測量隊.中華人民共和國地質圖（1∶20萬）錦西幅K-51-（25）說明書［M］.1967:7—20.

［2］遼寧省地質局區測隊一分隊.中華人民共和國地質圖（1∶20萬）凌源幅K-50-（30）說明書［M］.1966:32—34.

［3］遼寧省地質局區測隊三分隊.中華人民共和國地質圖（1∶20萬）朝陽幅K-51-（19）說明書［M］.1966:7—8.

［4］遼寧省地質局區測隊四分隊.中華人民共和國地質圖（1∶20萬）建平幅K-50-（24）說明書［M］.1966—1967:23—24.

［5］DZ/T0213-2002，冶金、化工石灰巖及白云巖、水泥原料礦產地質勘查規范［S］.中華人民共和國地質礦產行業標準.北京：中國標準出版社,2002.

GEOLOGICAL CHARACTERISITCS AND EXPLOITATION PROSPECT OF THE BAIYANGCUN QUARTZITE DEPOSIT IN WESTERN LIAONING PROVINCE

GAO Zhong-yu1,LIU Zhong-jie2
（1.No.7 Team,Inner Mongolia Bureau of Nonferrous Geological Exploration,Ulanhot 137400,Inner Mongolia,China; 2.Liaoning General Team,China Construction Materials and Geological Exploration Center,Shenyang 110004,China）

The Baiyangcun quartzite ore in Huludao City,Western Liaoning Province is hosted in the Jing'eryu formation of Qingbaikou system on the north limb of the Bijiashan syncline.The continuous single ore bed with stable thickness is distributed in the monoclinic east-west direction.With the main type of thick or mega-thick grey-white quartzite,the ore is characterized by high silicon and low alkali,which is a matchable component of siliceous raw ore for high-alkali cement production together with the limestone from Western Liaoning.Combining the above analysis with the actual situation of the high-alkali cement-used limestone in Western Liaoning,the paper discusses the prospect of exploration and exploitation of theoretoprovideareferenceforlocalcementproduction.

quartzite;Jing'eryu formation;characteristics of ore bed;exploration and exploitation;Liaoning Province

1671-1947（2014）02-0131-04

P619.23

A

2012－11－ 19；

2013-01-17.編輯：周麗、李蘭英．

高中昱（1986—），男，從事地質礦產勘查工作，通信地址內蒙古自治區烏蘭浩特市興安南大路46號，E-mail//langyaqin6@163.com