貴州水城縣周家寨冶金熔劑石灰?guī)r礦床地質(zhì)特征

摘要：周家寨冶金熔劑石灰?guī)r礦床為沉積型礦床，礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造—巖漿活動(dòng)不發(fā)育，對(duì)礦體保存有利。研究表明：礦體主要賦存在上石炭統(tǒng)黃龍組和馬平組中，有用層位為中厚層狀—塊狀生物碎屑灰?guī)r，為一級(jí)冶金石灰；礦體呈層狀產(chǎn)出，形態(tài)規(guī)則，厚度變化較小，有用組分含量變化小；礦區(qū)內(nèi)中厚層狀—塊狀生物碎屑灰?guī)r露頭是最主要的，也是最直接的找礦標(biāo)志。

關(guān)鍵詞：石灰石礦床；地質(zhì)特征；礦石組構(gòu)；冶金溶劑；周家寨

本文以周家寨冶金熔劑石灰?guī)r礦為研究對(duì)象，通過(guò)成礦地質(zhì)條件等研究，為進(jìn)一步擴(kuò)大找礦成果以及進(jìn)一步深部勘查驗(yàn)證提供參考。

1.區(qū)域地質(zhì)概況

周家寨冶金熔劑石灰?guī)r礦床位于揚(yáng)子陸塊南部被動(dòng)邊緣褶沖帶六盤(pán)水疊加褶皺帶之慶口逆斷層南東盤(pán)及母魯塊向斜北西翼[1]，區(qū)內(nèi)構(gòu)造活動(dòng)較強(qiáng)烈，總體上以弧形彎曲構(gòu)造體系為主，以向斜褶皺和壓扭性斷裂占主導(dǎo)地位。研究區(qū)位于區(qū)域性慶口逆斷層和母魯塊向斜之間，前者長(zhǎng)3km，斷層破碎帶寬達(dá)50m，角礫巖主要為灰?guī)r、白云巖，礫徑0.5cm～30cm，部分為糜棱狀，鈣質(zhì)膠結(jié)，沿破碎帶方解石脈極發(fā)育，局部為巨柱狀半透明晶簇狀厚脈，以壓性為主，似兼具右行扭性；后者褶皺軸向70°，南端轉(zhuǎn)為近南北向，核部為中二疊統(tǒng)棲霞組，兩翼為中二疊統(tǒng)梁山組和上石炭統(tǒng)馬平組，兩翼∠20°～40°，于慶口附近形成內(nèi)傾轉(zhuǎn)折，傾伏角15°～30°。區(qū)域巖漿巖不發(fā)育，礦區(qū)內(nèi)未見(jiàn)巖漿巖出露。區(qū)域出露地層較齊全，以石炭系—三疊系為主（圖1）。

區(qū)域礦產(chǎn)資源豐富，主要包括煤、鉛、鋅、鐵、熔劑石灰?guī)r、水泥用石灰?guī)r、砂頁(yè)巖、熔劑用白云巖等資源，顯示出較大的找礦潛力。

2.礦區(qū)地質(zhì)

2.1地層

礦區(qū)出露地層較齊全，由老到新依次出露：①上石炭統(tǒng)黃龍組為淺灰色、灰白色厚層至塊狀細(xì)—泥晶生物碎屑灰?guī)r，頂部為灰白色、淺灰色厚層狀生物碎屑泥晶灰?guī)r，是冶金熔劑用石灰?guī)r礦產(chǎn)出的主要層位；②上石炭統(tǒng)馬平組上部為淺灰色、灰色中—厚層狀含生物碎屑泥晶灰?guī)r，中部偶夾0～2m瘤狀灰?guī)r，下部為淺灰、灰白色薄—中厚層狀生物碎屑泥晶灰?guī)r，是冶金熔劑用石灰?guī)r礦產(chǎn)出的主要層位之一[2]；③中二疊統(tǒng)梁山組黃褐色粘土巖，灰白、淺黃色薄至中厚層狀不等粒石英砂巖、細(xì)粒石英砂巖及炭質(zhì)頁(yè)巖及薄煤層[3]；④第四系灰褐色、灰黃色粘土、砂質(zhì)粘土，夾灰?guī)r、砂巖等多種巖性碎石及塊石，在低洼處呈次棱角狀，在高處為風(fēng)化殘余粘土，低洼處為沖積粘土，厚0～5m，平均厚度1.48m，主要分布在山間等低洼平緩地帶。

2.2構(gòu)造

礦區(qū)位于區(qū)域慶口逆斷層和母魯塊向斜之間，區(qū)內(nèi)構(gòu)造簡(jiǎn)單，無(wú)褶皺，無(wú)斷層，無(wú)巖漿巖，無(wú)變質(zhì)作用，無(wú)圍巖蝕變，構(gòu)造形態(tài)總體為單斜構(gòu)造，礦區(qū)外側(cè)有區(qū)域斷裂次級(jí)斷層通過(guò)，斷層為壓性斷層，該斷層對(duì)區(qū)內(nèi)礦體影響較小，總體構(gòu)造復(fù)雜程度為簡(jiǎn)單類(lèi)型。

3.礦床地質(zhì)特征

3.1礦體（層）特征

該礦體的賦礦層位為上石炭統(tǒng)黃龍組上部和馬平組全部，其巖性為淺灰色中厚層—塊狀亮泥晶生物碎屑灰?guī)r。其中，黃龍組賦礦厚度>406.23m，礦區(qū)內(nèi)未見(jiàn)底；馬平組賦礦厚度平均155.57m。礦區(qū)內(nèi)的黃龍組和馬平組中的碳酸鹽巖地層全部為礦體，無(wú)夾層，主要分布在礦區(qū)除東部中二疊統(tǒng)梁山組覆蓋以外的區(qū)域，根據(jù)地表刻槽取樣和鉆探工程對(duì)比，礦體在走向和傾向均無(wú)明顯變化。

因礦區(qū)中部剝蝕，其地形標(biāo)高低于礦山最低開(kāi)采標(biāo)高，故可將礦體根據(jù)地形最低處劃分為兩個(gè)礦段，即Ⅰ號(hào)礦段（北礦段）和Ⅱ號(hào)礦段（南礦段）。礦體形態(tài)呈層狀，其產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀一致，走向50°，傾向南東，Ⅰ號(hào)和Ⅱ號(hào)礦段平均∠30°，產(chǎn)狀變化不大，厚度穩(wěn)定。其中，Ⅰ號(hào)礦段位于礦區(qū)南部，礦體走向呈北東—南西向，傾向南東，∠27°，礦體長(zhǎng)約840m，寬約770m，礦體呈層狀，厚度0～346m，平均厚度163.5m；Ⅱ號(hào)礦段位于礦區(qū)北部，礦體走向呈北東—南西向，傾向南東，∠30°，礦體長(zhǎng)約520m，寬約300m，礦體呈層狀，厚度0～272m，平均厚度148.0m。

3.2礦石組構(gòu)

周家寨冶金熔劑石灰?guī)r礦床的礦石組構(gòu)較簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)以亮泥晶生物屑結(jié)構(gòu)（圖2a）、微泥晶生物屑結(jié)構(gòu)（圖2b）和含生物屑微泥晶結(jié)構(gòu)為主；構(gòu)造以層狀構(gòu)造為主，另可見(jiàn)少量的塊狀構(gòu)造。

3.3礦石成分

礦石物質(zhì)成分主要為生物屑方解石（粒度<2.00mm～0.06mm為主）和顆粒間填隙物方解石（粒度<0.03mm），含量為96%～98%。其它有石英（含量<1%）、黃鐵礦（含量<1%）、鐵質(zhì)（含量<1%）、泥質(zhì)（含量<1%）等。其中，Ⅰ號(hào)礦段CaO含量52.03%～56.14%，平均54.47%；MgO含量為0.08%～0.81%，平均0.27%；SiO2含量0.058%～1.88%，平均0.47%；S含量0.0092%～0.034%，平均0.019%；P含量0.001%～0.013%，平均0.0014%。Ⅱ號(hào)礦段CaO含量53.67%～55.36%，平均54.86%；MgO含量0.17%～0.50%，平均0.22%；SiO2含量0.006%～1.50%，平均0.29%；S含量0.012%～0.026%，平均0.016%；P含量0.001%～0.0018%，平均0.0014%。總體上，礦床CaO平均含量為54.66%，MgO平均0.25%；SiO2平均為0.38%，S平均為0.0176%；P平均為0.0014%（表1）。根據(jù)水鋼煅燒實(shí)驗(yàn)礦區(qū)內(nèi)礦石CaO含量高，SiO2等雜質(zhì)含量低，為煅燒優(yōu)質(zhì)冶金石灰的原料。通過(guò)煅燒15件樣品，除1件樣品為二級(jí)冶金石灰外，其他14件樣品均為一級(jí)冶金石灰。

3.4礦石類(lèi)型

礦石自然類(lèi)型為沉積成因的生物碎屑灰?guī)r，礦石工業(yè)類(lèi)型為冶金熔劑石灰?guī)r礦。礦區(qū)內(nèi)石灰?guī)r礦體出露地表，巖石抗風(fēng)化能力強(qiáng)，通過(guò)地表取樣與鉆孔取樣分析對(duì)比，礦石品位基本沒(méi)有變化，基本沒(méi)有氧化礦石。

3.5礦體（層）圍巖和夾石

礦區(qū)主要為石灰?guī)r礦，含礦地層主要為上石炭統(tǒng)黃龍組和馬平組，其化學(xué)成分達(dá)到冶金用石灰石化學(xué)成分要求的灰?guī)r。圍巖主要為頂板中二疊統(tǒng)梁山組砂巖、粘土巖，其底板為礦區(qū)范圍外的上石炭統(tǒng)黃龍組生物碎屑灰?guī)r，經(jīng)少量取樣化驗(yàn)分析，其化學(xué)成分也能達(dá)到冶金用石灰石化學(xué)成分要求。此外，礦體地表覆土較薄，平均厚度1.48m，礦體層間偶含泥質(zhì)條帶及少量有機(jī)質(zhì)條帶。Ⅰ號(hào)礦段和Ⅱ號(hào)礦段除東側(cè)少部分梁山組蓋層較厚外，其余部分礦體未見(jiàn)夾石，剝離量小，礦石開(kāi)采成本低，開(kāi)采難度小。

4.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，礦區(qū)礦體規(guī)模大，礦體形態(tài)規(guī)則，構(gòu)造復(fù)雜程度簡(jiǎn)單，有用組分分布均勻，變化不大，有利于資源開(kāi)發(fā)利用。此外，周家寨冶金熔劑石灰?guī)r礦床的礦體均產(chǎn)于上石炭統(tǒng)黃龍組和馬平組中，礦體為沉積形成的中厚層狀—塊狀生物碎屑灰?guī)r，故礦床成因?yàn)槌练e型礦床。由于礦區(qū)灰?guī)r相對(duì)具有較高的抗風(fēng)化能力，故礦體多裸露于地表，所以地表礦體露頭是主要的找礦標(biāo)志。

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