河南省鶴壁梨林頭礦區水泥灰巖礦床特征分析

孟萍

（河南省地質礦產勘查開發局第一地質環境調查院，河南 鄭州 450045）

河南省鶴壁梨林頭礦區水泥灰巖礦床特征分析

孟萍

（河南省地質礦產勘查開發局第一地質環境調查院，河南 鄭州 450045）

鶴壁市西部山區為下古生界碳酸鹽巖分布區，水泥灰巖原料資源豐富，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巖勘探》項目，完成了梨林頭礦區的1：2000地質測量工作，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，該礦區礦體賦存于奧陶系中統馬家溝組第五段（O2m5），礦體呈單斜層狀，礦石類型為致密塊狀和花斑狀微晶灰巖，礦體層位穩定，分布廣，質量好，儲量大，開采條件好，適宜籌建大型、特大型水泥灰巖礦山基地。

梨林頭礦區；水泥灰巖；礦床特征

1 區域概況

礦區位于河南省鶴壁市西部山區，大地構造位置處于太行山隆起的東南緣。本地區奧陶系碳酸鹽巖廣布，層位穩定，產狀平緩，露頭良好，地質研究程度高，是開展碳酸鹽巖地區找礦的較理想地區。

本文依托于《河南省鶴壁市梨林頭水泥灰巖勘探》項目，對礦區已有地質資料進行收集整理及研究之后，在勘探區進行了1：2000地質測量，必要的鉆探、槽探，化學樣品采集分析以及對勘探區水文地質和環境地質調查相結合的綜合勘查工作，取得了很多有價值的地質資料和研究成果。

2 礦床特征

2.1 礦化特征

礦區水泥灰巖礦含礦層位的主要礦化巖性為致密狀灰巖，少量的花斑狀灰巖。厚層、巨厚層狀，平行層理發育，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計表

表2 礦體在各勘探線上厚度沿走向變化統計表

礦區由1個礦體組成。礦體賦存于奧陶系中統馬家溝組五段，由致密狀灰巖和少量的花斑狀微晶灰巖組成并嚴格受地層層位控制，層位穩定，產狀平緩，形態簡單，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。礦體規模較大，品位較高，達到大型、特大型規模。

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、鐵質、黏土等少量。

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

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

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

從化學分析結果得出，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8m段加權平均后可滿足工業指標要求，礦石質量較穩定。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

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

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2.61%。

礦石的其他化學元素：

光譜半定量分析結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 礦石的結構構造

礦石以微晶結構為主，可見少量生物碎屑結構及少量細晶結構。

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

生物碎屑結構：礦石主要結構，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-微晶方解石構成。

細晶結構：局部可見，基質多由隱晶-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。

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

花斑狀構造：主要分布在礦體的上部，花斑呈不規則狀或長條狀，由泥晶方解石和細晶白云石組成。花斑界線清楚，多平行層理分布。

疊層狀構造：見于礦體上部，系由藻灰巖形成的特殊構造，常見形態有掌狀、丘狀、樹枝狀等。

3.3 礦石類型

根據礦石的結構構造特征，本區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，含微量泥質及鐵質。

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則狀團塊。主要礦物成分為方解石，含量大于85%，粒徑0.04mm。花斑由微晶方解石及細晶白云石組成。

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）白云質灰巖夾薄層致密灰巖組成。局部為馬家溝組第五段（O2m5）上部花斑狀白云質灰巖。

白云質灰巖：新鮮面淺灰色，風化面呈深灰色，細晶結構，條帶狀構造，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；致密灰巖單層厚度2m左右。該層厚度大于50m，在礦區范圍內出露不全。

花斑灰巖：深灰色，細晶結構，花斑構造。花斑為不規則黑色團塊，大致順層分布，長軸3-5 cm，風化面花斑有凸起現象。斑體中的白云石含量達30%以上。由于方解石結晶顆粒粗細程度的差異，顯示出顏色差異，而形成花斑狀構造。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馬家溝組四段（O2m4），為淺灰色或褐紅色薄層狀白云質、泥質灰巖、角礫狀含云灰巖。地表與上覆礦層致密灰巖界線分明，常呈微負地形。鏡下觀察：白云質灰巖主要由70%的粉晶白云石、30%粉晶方解石組成。

角礫狀含云灰巖：巖石呈淺灰色、灰黃色，角礫狀結構，塊狀構造。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，夾灰質白云巖及白云質灰巖。白云巖中主要礦物為白云石，次為方解石，含少量泥質。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，細晶粒狀結構，花斑狀構造，中厚層狀。發育有刀砍狀溶溝及蜂窩狀小溶洞。花斑密集，約占50%～70%，形狀不規則，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。灰巖中常見有礫屑、砂屑及粉砂屑，且磨圓度較好。含有以硅質為主的結核，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，海洋生物比較發育，物質成份頻繁變化的比較穩定的陸表海環境。

5.2 找礦標志

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

6 結論與建議

6.1 該礦床礦石類型在本地區屬于水泥灰巖礦石類型，和其他礦石類型比較CaO品位高，雜質含量低，是一種優質的水泥灰巖原料。

6.2 該礦床為一沉積型水泥灰巖礦床，礦體形態為層狀體，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、環境保護，對開采形成的礦坑應注意進行地質災害防治與治理。

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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：地質礦產勘查。