江油含增地區建筑用白云巖可行性探究

劉 亮，張 鵬，江 輝，趙相國，孫占營，余長榮，任 浩

(四川省地質礦產勘查開發局川西北地質隊，四川 綿陽 621010)

研究區位于龍門山中段前山帶的邊緣與四川前陸盆地的交接部位，碳酸鹽巖地層在區內廣泛出露，從泥盆系到三疊系幾乎都為碳酸鹽巖地層[1-6]。區內對石灰巖利用廣泛，研究區北側即為優質水泥用灰巖天井山組地層，沿地層展布方向分布眾多水泥、鈣粉廠等礦山生產加工企業[7-8]。而白云石主要用作溶劑用，其他利用較少。研究區位于江油市含增鎮東約4km，距江油不到6km，交通位置便利，在1.46km2范圍內，白云巖礦石資源量可達1.7億t以上，周邊白云石資源量更加可觀，如何充分利用這些礦石資源，對當地及周邊經濟社會的發展具有重要的促進作用。

1 地質概況

1.1 地層

研究區地層分區屬揚子地層區上揚子地層分區前龍門山地層小區，區域上從泥盆系到白堊系均有分布[9-10]，區內為三疊系雷口坡組(T2l)地層。以灰—淺灰色薄—中層微—粉晶白云巖為主，夾多層角礫屑白云巖、細晶白云巖、含石膏假晶白云巖及鮞狀白云巖和生物屑微晶灰巖。普遍發育鳥眼構造和波狀、透鏡狀、脈狀層理及水平層理，局部見藻紋層及微斜層理。富含雙殼等化石及有孔蟲。該組早期沉積環境系為局限臺地—薩布哈化局限臺地，中—晚期為局限臺地—臺緣沙灘環境。厚度598m。區域上本組地層與上覆地層須家河組(T3xj)平行不整合接觸，與下伏地層嘉陵江組(T1j)整合接觸。

研究區內出露厚度＞300m，區內巖性為灰色中—厚層—塊狀細晶白云巖、黃灰色塊狀微晶白云巖、粉晶白云巖，表面刀砍紋明顯，部分地段風化顯破碎。

1.2 構造

研究區位于龍門山巨型逆沖推覆構造帶—前陸推覆構造帶(圖1)，存在一系列走向北東—南西向深斷裂，為三疊紀末印支運動的結果，沿塑性地層滑動，喜山運動使構造進一步發展，形成現今的構造格局。其總體特點是：深斷裂發育，褶皺緊密，地層出露較老，巖石基本未變質。褶皺、斷層不發育，但區內巖層中劈理、節理、裂隙和次生風化裂隙等頗為發育。

2 礦體及礦石特征

2.1 礦體特征

礦體賦存于三疊系雷口坡組地層中，巖性為細晶—微晶白云巖，礦體大都呈厚—塊層狀產出，礦體產狀310～340°∠30～35°呈單斜層狀產出，走向北東—南西延伸約2km，產出穩定，連續性、均勻性和完整性好，厚度＞300m，出露標高570～724m。

圖1 研究區大地構造位置簡圖

2.2 礦石物質組成

巖性類型主要有灰色—淺灰白色細晶白云巖、微晶白云巖、粉晶白云巖。

(1)細晶白云巖：由細晶白云石及極少量金屬礦物、泥質組成，白云石含量99%～100%，金屬礦物和泥質含量1%，白云石粒度為0.06～0.25mm，呈他形粒狀，無色，具閃突起，高級白干涉色。茜素紅染色為無色。金屬礦物呈他形粒狀散布在白云石粒間，金屬礦物黑色，均質體，粒度為0.02～0.1mm。巖石中裂隙發育，由方解石脈充填。

(2)微晶白云巖：由微晶白云石組成，白云 石 含 量 100%， 粒 徑 0.005 ～ 0.03mm， 少 量0.03～0.06mm，白云石他形粒狀，彼此鑲嵌狀產出，閃突起，具高級白干涉色，茜素紅染色為無色。

(3)粉晶白云巖：巖石具粉晶結構，塊狀構造。巖石由白云石和金屬礦物等組成。白云石(99%)：無色，粒徑 0.01～0.2mm，以 0.03～0.06mm 的粉晶為主，顆粒較自形，部分呈菱形，閃突起發育，高級白干涉色，茜素紅染色無色，雜亂分布。金屬礦物(1%)：黑色、褐色，不透明，粒徑0.02～0.05mm的粒狀，雜亂分布，少量呈脈狀產出。巖石中可見方解石脈。

礦石堅硬塊狀，可生產碎石、機制砂(人工砂)，礦區范圍內無其他不能作建筑石料用的巖石夾層，無明顯的相變、脈巖和強烈的巖石蝕變現象，巖石未遭受劇烈的構造破壞作用。

3 礦石質量

建筑石料是基礎建設中用量巨大的一類礦產資源，受到人們的重視和關注[4-8，11]，建筑石料質量指標測試項目依據GB/T 14685-2011《建設用卵石、碎石》的質量指標要求(表1)。

3.1 巖石抗壓強度

7件白云巖樣品飽和抗壓強度值在41.2～60.77MPa 之間 (表 2)，平均值 46.44MPa，均滿足＞30MPa要求。飽和抗壓強度的變化趨勢是細晶白云巖＜微晶白云巖＜粉晶白云巖。

3.2 碎石壓碎指標

7件樣品白云巖的碎石壓碎指標值在8.5%～9.7%之間，平均值9.1%，樣品碎石壓碎指標均＜10%，屬Ⅰ類(表3)。

3.3 堅固性

7件樣品白云巖的堅固性在2%～3%之間，平均值2.9%，樣品堅固性均＜5%，屬Ⅰ類(表4)。

3.4 堿集反應

本次研究在所取的薄片中未見堿活性礦物，故在白云巖中測試了1件樣品，其堿集反應14d膨脹率為0.014%，符合建筑石料＜0.1%的要求。

3.5 礦石化學成分

研究區白云巖CaO含量30.83%～42.20%，平均值 37.11%；MgO 含量 10.73% ～ 18.82%，平均值 13.67%；TSO3含量 0.038% ～ 0.13%，平均值0.081%；SiO2含量0.59%～4.90%，平均值2.63%；K2O含量 0.026% ～ 0.45%，平均值 0.25%；Na2O含量 0.027% ～ 0.079%，平均值 0.053%(表 5)。

表1 石料質量一般要求

表2 巖石飽和抗壓強度測試結果

表3 碎石壓碎指標分析結果

表4 堅固性分析結果

表5 雷口坡組白云巖化學組分

4 結論

三疊系雷口坡組白云石CaO含量為30.83%～42.20%，MgO含量為10.73%～18.82%，TSO3含量為0.038%～0.13%，SiO2含量為0.59%～ 4.90%，K2O含量為0.026%～0.45%，Na2O含量為0.027%～0.079%。整體來看，成分變化較大，傳統溶劑等利用較為困難，而作為建筑石料化學成分只對TSO3含量有要求，均滿足TSO3＜1%的要求。

白云巖飽和抗壓強度在41.2～60.77MPa之間，平均值46.44MPa，均滿足＞30MPa要求。壓碎指標8.5%～9.7%之間，平均值9.1%，樣品碎石壓碎指標均＜10%，屬Ⅰ類；堅固性指標2%～3%，平均值2.9%，樣品堅固性均＜5%，屬Ⅰ類，堿集反應14d膨脹率0.014%。

三疊系雷口坡組地層分布廣泛，白云巖資源儲量大，其各項指標均符合建筑石料用要求，科學合理的評價、管理、開發將有利于白云巖資源的充分利用，給當地經濟社會的發展提供助力和保障。