甘肃古浪魏家岭建筑用石料矿地质特征与矿床综合利用.pdf

55 2023 年第 5 期 中国非金属矿工业导刊 总第 161 期【矿产资源】甘肃古浪魏家岭建筑用石料矿地质特征与矿床综合利用丁洋洋(中国建筑材料工业地质勘查中心青海总队，青海 西宁810000)【摘要】甘肃省古浪县魏家岭建筑用石料矿赋矿地层为中奥陶统中堡群(O2z)，赋矿地层稳定，矿石质量较好，第四系黄土覆盖面积较大，矿体埋藏深。通过采用绿色勘查及钻探施工技术方法，对矿体与黄土进行综合评价，初步查明了矿体的形态、规模及矿石质量等矿床特征，矿石质量均满足类建筑用石料质量指标要求；了解了黄土的分布范围、厚度及化学成分，满足水泥配料一类黏土质原料的要求；为矿山的建设及资源的综合利用提供参考。【关键词】魏家岭；石料矿；黄土；矿床特征；综合利用【中图分类号】P619.233 【文献标识码】A【文章编号】1007-9386(2023)05-0055-03Geological Characteristics and Comprehensive Utilization of Weijialing Building Stone Mine in Gulang,Gansu ProvinceDING Yang-yang(Qinghai Branch of China National Geological Exploration Center of Building Materials Industry,Qinghai 810000,China)Abstract:The ore bearing strata of the Weijialing building stone mine in Gulang county,Gansu province are the Middle Ordovician Zhongbao group(O2z),with stable ore bearing strata and good ore quality.The Quaternary loess covers a large area and the ore body is buried deeply.By adopting green exploration and drilling construction techniques,a comprehensive evaluation was conducted on the ore body and loess,and the deposit characteristics such as the shape,scale,and ore quality of the ore body were preliminarily identified.The ore quality met the requirements of class I building stone quality indicators;Understood the distribution range,thickness,and chemical composition of loess,meeting the requirements for cementitious materials such as clay materials;Provide reference for the construction of mines and the comprehensive utilization of resources.Key words:Weijialing;stone mine;loess;deposit characteristics;comprehensive utilization建筑用石料矿是国民经济的重要基础原材料，甘肃古浪魏家岭建筑用石料矿赋存于中奥陶统中堡群中细粒岩屑石英砂岩地层中，矿体埋深较大，地表露头少。根据地质勘查成果，总结归纳了矿区地质特征、石料矿体的形态、规模、产状及矿石质量。并针对该矿体上部黄土覆盖面积大、厚度深的特征，通过对覆盖层的综合研究分析，认为矿产综合利用前景大，为今后在该区域寻找相同类型的建筑用石料矿及综合利用提供了一定地质依据。1区域地质概况矿区大地构造隶属秦祁昆造山系北祁连弧盆系走廊边缘盆地单元1，区域内出露地层由老至新为中奥陶统中堡群(O2z)、中下泥盆统老君山组(D1-2l)和第四系，岩层总体呈近东西向展布，由南向北地层由老到新，南侧地层发育，基岩出露，北侧大面【作者简介】丁洋洋(1989-)，男，工程师，主要从事非金属矿产地质勘查工作，E-mail：。【引文格式】丁洋洋.甘肃古浪魏家岭建筑用石料矿地质特征与矿床综合利用 J.中国非金属矿工业导刊,2023(5):55-57.积为风积黄土覆盖。区域内岩浆岩分布较少，仅区域西南侧的冷龙岭乌鞘岭一带有少量的细粒黑云角闪石英闪长岩。2矿区地质特征工作区内出露地层有中奥陶统中堡群(O2z)和第四系(Q)。中奥陶统中堡群(O2z)：分布于整个工作区，由于被第四系覆盖，地表出露面积小，呈单斜层状产出，产状 165 215 40 75，形态完整，轻微受到层间小构造的影响。岩性为中细粒岩屑石英砂岩，中细粒砂状结构，块状构造，为赋矿地层；局部夹0.2 3m 的泥质板岩。第四系上更新统(Qp3eol)：在工作区大面积分布，风积黄土2厚度 29 83m，且随着地形的升高，有变厚的趋势，颜色为灰黄色，成分均一，以粉砂56质为主，质地疏松，层理不明显，垂直节理发育。工作区内断裂及褶皱构造不发育，局部地层倒转3，产状 335 75。未见岩浆岩发育(图 1)。定向分布，次为粘土矿物。电气石呈蓝色7，偶见。填隙物主要为粘土杂基，重结晶后变化为绢云母、绿泥石，定向分布(图 3)。图 1魏家岭建筑用石料矿地质简图1 人工堆积物2 第四系上更新统风积黄土3 中奥陶统中堡群灰绿色岩屑石英砂岩4 实测地质界线5 已施工见矿钻孔位置及编号6 产状7 勘探线位置及编号1 2 3 45 6 73矿床地质特征3.1 矿体特征矿体赋存于中奥陶统中堡群中细粒岩屑石英 砂 岩 地 层 中，长 约 690m，沿 倾 斜 方 向 延 伸约 300m，矿 体 厚 度 145 308m，平 均 218m，厚度变化系数4为 37.89%，厚度较稳定。产状165 215 40 75，近东西走向产出，沿走南北两侧延伸出工区，岩层呈单斜层状，形态完整，轻微受到层间小构造的影响(图 2)。地表被大面积的第四系所覆盖，仅在北部和东部有少量露头，出露面积仅约占工作区总面积的 15%。3.2 矿石特征3.2.1 矿物组成及结构构造矿石为岩屑石英砂岩，颜色为灰浅灰绿色，中细粒砂状结构，块状构造、中厚层状构造，主要由碎屑和填隙物组成。碎屑多呈次圆状，少量呈次棱角状，磨圆度较好。粒径约 0.2 1.2mm，以 0.25mm 的细粒为主，其次为中粒，见有 0.5mm的粗粒，分选性较好。碎屑成分以石英(87%)为主，次为岩屑(11%)，少见长石(2%)、白云母，偶见电气石。石英主要为单晶石英，显波状消光5，多晶石英为石英质变质岩，显定向分布。长石为钾长石、斜长石，显格子状双晶或钠长石律双晶6。岩屑为板岩，见绢云母1 第四系上更新统风积黄土2 中奥陶统中堡群灰绿色岩屑石英砂岩(矿体)3 风积黄土4 岩屑石英砂岩5 实测及推测地质界线6 钻孔位置7 产状8 钻孔中孔倾角图 2魏家岭矿区 0 线矿体地质剖面图a 薄片()(102)中细粒砂状结构b 薄片(+)(102)基底式胶接c 薄片()(102)中细粒砂状结构d 薄片(+)(102)基底式胶接图 3岩矿镜下图3.2.2 矿石化学成分根据多元素分析8，矿石化学成分为 SiO2、Al2O3，其次为 CaO、MgO、K2O、Fe2O3等(表 1)。3.2.3 矿石物理性能根据力学强度试验9-10，矿石饱和抗压强度为31.0 119.4MPa，平均为 65.5MPa，满足建筑用石料抗压强度要求(沉积岩 30MPa)11。根据组合分析测试，矿石吸水率平均值为0.63%，表观密度平均值为 2.73g/cm3，坚固性指标平均值为3.83%，压碎指标平均值为 6.9%，碱活性反应平均值为 0.07%，硫酸盐及硫化物含量平均值为 0.1%，各项指标均达到类建筑用石料质量指标要求。2023 年第 5 期 中国非金属矿工业导刊 总第 161 期57表 1多元素分析结果统计表 (单位：%)特征值 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O SO3 P2O5 TiO2 Cl-烧失量 最大值 72.06 11.72 3.97 4.02 1.85 2.15 1.38 0.075 0.14 0.54 0.48 4.75 最小值 69.88 11.67 3.57 1.88 1.54 1.79 1.26 0.05 0.13 0.02 0.0069 3.65 平均值 70.97 11.70 3.77 2.95 1.70 1.97 1.32 0.0625 0.135 0.28 0.24 4.20表 2放射性测试结果表 样品编号 內照指数(IRa)外照指数(I)FS01 0.1 0.3 FS02 0 0.3 FS03 0 0.2注：内照指数 IRa 1.0，外照指数 I 1.0。表 3黄土化学成分统计表 (单位：%)特征值 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O SO3 P2O5 TiO2 Cl-烧失量最大值 61.00 11.83 4.60 8.13 2.95 2.15 1.40 0.20 0.15 0.60 0.058 8.29最小值 59.74 11.51 4.13 6.94 2.71 1.86 1.34 0.10 0.14 0.58 0.051 7.85 平均值 60.39 11.64 4.34 7.60 2.81 1.94 1.37 0.14 0.14 0.59 0.055 8.143.2.4 放射性通过放射性测试12-13，矿石满足建筑材料放射性核素限量对建筑主体材料放射性核素限量内照指数 IRa 1.0 和外照指数 I 1.0 的要求14。放射性测试结果见表 2。3.4 围岩与夹石矿体顶底板岩性均为岩屑石英砂岩，矿体中局部夹有 0.2 3m 的夹层，其规模小，岩性为泥质板岩，变余泥质结构，板状构造，岩石由粘土矿物、少量绿泥石、绢云母、粉砂级碎屑组成。在夹层中采集一组力学试验样，饱和抗压强度为 45.6MPa，由于夹层厚度小，化学成分相对稳定，规模小，其岩石物理性能及化学成分满足建筑用石料指标要求，且矿山在后期规模开采中，对于厚度较小的夹层无法单独采出，故本次将夹层全部归为同一类建筑石料用矿体，矿体内无夹石。4综合利用区内上更新统风积黄土在工作区大面积分布，根据探矿工程控制情况可知，风积黄土厚度083m，且随着地形的升高，有变厚的趋势，黄土成分均一，以粉砂质为主，质地疏松，未固结，层理不明显，垂直节理发育。经分析测试，黄土化学成分及含量见表 3。经过计算，硅酸率(SM)=(SiO2)/(Al2O3+Fe2O3)=3.78；铝氧率(AM)=(Al2O3)/(Fe2O3)=2.68，上述指标满足水泥配料一类黏土质原料的要求15。由此可知，在今后开发利用建筑用石料的同时，可充分利用大面积分布的覆盖层黄土，降低建筑用石料开采的剥离成本，做到固废零排放量，提高矿产资源综合利用率。5结论(1)矿区内赋矿地层为中奥陶统中堡群(O2z)，岩性为中细粒岩屑石英砂，出露的砂岩呈单斜层状产，形态完整。矿石质量较好，各项指标均满足类建筑用石料质量指标要求。(2)矿体埋深较大，通过对覆盖层的综合评价，其化学成分满足水泥配料一类黏土质原料的要求。(3)本项目的建设对于综合利用当地的资源优势，加快本地区工业结构的调整，促进当地经济可持续发展具有重要的意义；可带动当地其他产业的发展，对加快基础设施建设，促进经济的发展起到积极作用，具有较好的发展前景。【参考文献】1 刘明强,黄增保,李 增,等.祁连山中段(古浪幅、张家墩幅、天祝县幅、西大滩幅)4 幅 1 5 区域地质调查 R.中国地质调查局,2019:164-203.2 郑 洪 汉.中 国 北 方 晚 更 新 世 河 湖 相 地 层 与 风 积 黄 土 J.地 球 化学,1989(4):344-351.3 花卫华,郭丹阳,刘修国,等.含复杂倒转的地层层序统一修正与连接方法 J.地球科学,2023(4):1532-1542.4 朱志忠.一种计算矿体厚度、品味变化系数的 BASIC 程序 J.江西铜业工程,1994(3):67-69.5钟文华.一些矿物的波状消光特征及其意义J.矿物学报,1982(4):305-311.6 赵珊茸,刘宇坤,徐畅.岩石中斜长石双晶的背散射电子衍射测试与分析J.地球科学,2022(4):1399-1414.7 李明.彩色电气石颜色成因机制研究 J.中国地质大学,2020(2):122.8 中华人民共和国国家发展和改革委员会.非金属矿物和岩石化学分析方法：JC/T1021-2007S.北京:中国建材工业出版社,2007.9 李文臣,张文强,张徐.建筑用石料地质勘查评价指标和样品布置采集方法探讨 J.中国非金属矿工业导刊,2019(1):20-22.10国家市场监督管理总局，国家标准化管理委员会.建筑用卵石、碎石:GB/T14685-2022S.北京:中国标准出版社,2022.11 中华人民共和国自然资源部.矿产地质勘查规范 建筑用石料类：DZ/T0341-2020S.北京:地质出版社,2020.12 王顺仁.引洮供水工程某石料场天然放射性水平评价 J.甘肃地质,2008(3):93-96.13 张丛,张明星,王凯.建筑材料放射性检测与控制分析 J.中国质量监管,2023(1):104-105.14 中国国家标准化管理委员会.建筑材料放射性核素限量:GB65662010S.北京:中国标准出版社,2010.15 中华人民共和国自然资源部.矿产地质勘查规范 石灰岩、水泥配料类：DZ/T0213-2020S.北京:地质出版社,2020.【收稿日期】2023-07-13丁洋洋：甘肃古浪魏家岭建筑用石料矿地质特征与矿床综合利用