德庆县军岗水泥用石灰岩矿地质特征及成因浅析_郭碧莹.pdf

德庆县军岗水泥用石灰岩矿地质特征及成因浅析郭碧莹(广东省有色金属地质局九三三队 广东 肇庆 5 2 6 0 6 0)作者简介郭碧莹(1 9 8 8年),女,广东肇庆人,硕士研究生,地质矿产勘查工程师,主要研究方向:地质矿产勘查。摘 要 德庆县军岗水泥用石灰岩矿赋存于石炭系石磴子组灰岩中,矿体形态简单,主要呈层状产出,矿石质量符合水泥用石灰岩工业指标要求。本文阐述了军岗水泥用石灰岩矿床地质特征,并对其成因进行浅析。关键词 地质特征;矿体成因;水泥用灰岩矿 德庆县军岗水泥用石灰岩矿床位于德庆县北东东8 3 方位,矿区行政区划归属德庆县悦城镇管辖。1.区域地质概况矿区区域所处大地构造位置为华南褶皱系粤西隆起区大瑶山隆起南段,为北东向吴川-四会断裂带与北东东向罗定悦城断裂带交汇部的北西侧,加里东期褶皱隆起带与印支期褶皱隆起带的断层接触部位。区域出露地层主要有寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系、第三系、第四系(见图1)。图1 军岗矿区区域地质简图1.第四系;2.第三系;3.石炭系下统测水组;4.石炭系下统石磴子组;5.石炭系下统岩关阶;6.泥盆系中统桂头群下亚群;7.志留系下统连滩群;8.奥陶系中、上统缩尾岭群三尖群不分;9.奥陶系下统回龙群组;1 0.寒武系八村群上亚群;1 1.寒武系八村群中亚群;1 2.寒武系八村群下亚群;1 3.海西-印支二长花岗岩;1 4.晚期华夏系主体构造;1 5.实测、推测断层;1 6.韧脆性断层糜棱岩带;1 7.韧性剪切糜棱岩带;1 8.实、推测地质界线;1 9.不整合界线;2 0.断层产状;2 1.矿区范围;2.矿区地质特征2.1地层矿区内分布地层由老至新为石炭系岩关阶、石炭系石磴子组和第四系。石炭系下统岩关阶:出露于矿区的东部,是一套浅灰褐色、灰黄色为主的碎屑岩沉积,岩性主要为砂岩、粉砂岩、页岩,夹炭质页岩,上部夹灰岩。地层产状3 0 0 3 2 0 5 0 6 0。石炭系下统石磴子组:分布于整个矿区,多被第四系冲积、残坡积覆盖,地表仅在采坑附近出露。为一套碳酸盐建造,岩性以中厚层状深灰黑灰色生物碎屑粉晶灰岩、泥晶灰岩为主,偶夹薄层含炭质灰岩。地层产状3 1 0 3 3 0 5 0 6 5,厚度7 7 m,与下伏岩关阶地层呈整合接触关系。该地层是水泥用石灰岩矿的赋矿层位。第四系:可为分第四系残坡积层及第四系冲积层。第四系残坡积层广泛分布在矿区北东部山坡上,其厚度为8.1 82 7.6 3 m,平均为2 0.8 8 m,岩性主要为黄色、棕褐色、红褐色,砂质粘土夹砾石、岩石碎屑,砂质含量较高。第四系冲积层广泛分布在矿区南西部水田中,其厚度为8.8 03 0.2 0 m,平均为1 8.3 1 m,总体呈水田中部向南北变薄,岩性主要为灰黑色、黄色、棕褐色、红褐色,砂质粘土夹砾石、岩石碎屑,粘土含量较高。2.2构造2.2.1褶皱瑞洞六都向斜的北东端,为泥盆系和石炭系地041DOI:10.16631/15-1331/p.2022.06.036层构成为向斜构造,矿区处于该向斜构造的北西翼,产状约为3 0 0 3 3 5 4 8 6 5。2.2.2断裂矿区及周边共发育有4条断裂构造。F1位于矿区内南部,为龙降村断层的北东端,属区域性逆断层,全长1 9 k m,走向北东南西,倾向南东1 3 5,倾角4 0。主要发育在石炭系地层中,沿断裂岩石较为破碎,构造岩为矽化及破碎角砾岩,角砾岩成分复杂,有粉砂岩、粉砂质页岩、石英砂岩、灰岩等角砾,被褐铁矿、脉石英、泥质胶结形成,角砾岩带宽约5 0 m。F2位于矿区外南侧,距离矿区最近约2 0 0 m,可能为龙洞坑断裂的西南端,长度大于9 0 0 m,走向北东南西。主要发育在泥盆系和石炭系地层中。F3位于矿区外北西侧,距离矿区最近约5 0 0 m,断层性质不明,长度大于8 0 0 m,走向北东南西。主要发育在泥盆系和寒武系地层中。F4位于矿区外北侧,距离矿区最近不到1 0 0 m,走向近北东东南西西,倾向北西或北,倾角约7 0,上盘为泥盘系地层,下盘为石炭系地层。2.2.3节理裂隙区内灰岩节理构造比较发育,主要有二组节理:第一组走向近南北,倾向以东为主,倾角6 08 5;另一组走向3 36 5,倾向北西,倾角6 08 0。区内的节理绝大部分被方解石充填,少量有轻微溶蚀痕迹。2.3岩浆岩矿区内未见岩浆岩出露。3.矿床特征3.1矿体产出位置、形态、产状与规模矿区矿体整体被第四系冲积层、残坡积所覆盖,只有在采坑区大面积出露,其他地方零星有露头出露。矿体赋存于石炭系石磴子组深灰色细晶灰岩、泥晶灰岩中,呈中厚至巨厚层状,单层厚0.51.5 m,最厚达2.0 m。矿体除在矿区东部未分布外,全区分布。矿体产状与地层一致,总体走向NN E,倾向3 1 0 3 3 0,倾角5 0 6 5。矿区内矿体在平面上大致呈北西南东向展布的不规则多边形,沿走向长约1 5 65 9 0 m,平面分布宽约1 8 18 1 7 m,揭露矿体厚度为1 6.1 66 8.2 9 m,平 均4 7.6 2 m,厚 度 变 化 系 数 为2 0.8 3%,厚度变化稳定。矿区内覆盖层厚度8.8 03 0.2 0 m,平均约1 9.4 8 m,赋存标高+1 0 2-2 5 m。矿区内灰岩可作水泥原料,矿区范围均为矿体分布区且往矿区外和深部有扩大矿体的可能。3.2矿石质量3.2.1矿石特征及矿物组合根据矿石中主要矿物成分的含量,并结合化学分析结果,将矿区的水泥用石灰岩矿石类型主要为微晶灰岩、泥晶灰岩两种类型。矿石结构主要有微晶结构、泥晶结构、碎裂化结构、压碎角砾结构;构造主要为层状构造、块状构造、无定向构造。3.2.2矿石化学成分根据在不同钻孔、不同位置的3 3 0个灰岩化学样的分析结果统计(见表1),矿石化学成分符合 矿产资源工业要求手册(2 0 1 4年修订本)中该类矿床的一般工业标准。表1矿石化学成分质量分数检测结果统计表化学成份质量分数(%)一般范围平均值主要成分C a O5 3.0 05 5.3 05 4.6 9M g O0.2 50.8 00.5 2次要成分F e2O30.0 1 00.1 5 00.1 7M n O0.0 0 40.0 3 00.0 1 9S i O20.1 00.5 60.2 2 5A l2O30.0 2 90.1 10.0 9 1烧失量4 2.8 04 3.4 54 3.1 7有害成分K2O+N a2O0.0 2 10.0 5 20.0 4 3S O30.0 3 50.0 6 00.0 4 3C l-含量均小于0.2f S i O2除一个样含量为1.1 4%外,其余均小于1%在矿区内采集矿石小体重样3 3个,测试结果表明样品的天然块体密度最大2.7 8 t/m3,最小2.6 6 t/m3,平均2.7 2 t/m3。区内取9个矿石岩芯样做饱和抗压强度测试,测试结果:水泥用灰岩矿石饱和抗 压强度在1 9.64 4.2 M p a,平均3 3.9 1 M p a,属较软-较硬质岩石。3.2.3矿石质量变化情况通过0、1、3、5、7号勘探线各断面及主要组分平均含量变化对比分析矿体沿走向的质量变化情况(见表2)。从表上反映,矿体沿走向C a O平均含量为141 矿产地质5 4.7 5%,最大值为5 5.0 5%,最小值为5 4.6 1%,绝对差值最大为0.4 4%,分布较为均匀,C a O含量沿走向方向的变化系数为0.2 9%,说明C a O沿走向方向变化稳定;矿体沿走向各断面M g O平均含量在0.4 1%0.7 6%之间,总平均含量为0.5 8%,北东部稍高,往南西部略低,绝对差值为0.3 5%,M g O含量沿走向方向的变化系数为2 1.1 3%,说明M g O含量沿走向方向变化稳定。表2C a O、M g O含量沿走向变化情况表剖面编号剖面平均含量(%)平均含量(%)最大绝对值差(%)变化系数(%)C a OM g OC a OM g OC a OM g OC a OM g O05 4.6 90.4 115 4.7 10.4 935 4.6 10.5 955 4.6 60.7 675 4.80.695 5.0 50.6 55 4.7 50.5 80.4 40.3 50.32 1.1 3 选择具有代表性的0、3、5、7号勘探线,以Z K 1 9、Z K 1 6、B K 1、B K 4钻孔工程的相关样品分析结果分析矿体沿厚度方向上的变化。矿体沿厚度方向上C a O含量从上至下C a O含量呈波状起伏变化,但波幅较小,C a O含 量沿厚度方 向的变化系 数为0.2 2%1.0 8%,表明沿厚度方向分布均匀,变化稳定。M g O含量沿厚度方向由上至下呈波状变化,但波幅较大,变化系数为1 0.6 5%9 1.1 0%,表明M g O含量沿厚度方向分布比较不均匀,变化比较不稳定。根据组合样分析结果,K2O+N a2O、S O3、C l-、f S i O2等有害元素含量沿走向分布较为均匀,往北东部略有增高,整体变化比较稳定。其中K2O+N a2O于7线偏高,其原因为N a2O较其他线高,但其总体含量不高,不影响矿石质量。矿区矿体的矿石质量变化情况为矿体中C a O含量较为均匀,由北东部南西部,M g O含量降低,有害组分含量相应减少,矿石质量变好。3.2.4矿石类型和品级矿石主要为细晶灰岩、泥晶灰岩,可用作水泥原料,矿石工业类型为水泥用石灰岩矿。全区C a O平均含量为5 4.6 9%,M g O平均含量为0.5 2%,K2O+N a2O平均含量为0.0 4 3%;S O3平均含量为0.0 4 3%,f S i O2含量均1%,对照国土资源部发布的 冶金、化工石灰岩及白云岩、水泥原料矿产地质勘查规范(D Z/T 0 2 1 3-2 0 0 2)质量要求,属于级品矿石。3.2.5矿体围岩及夹石矿体上部围岩主要为第四系冲积层、残坡积层;矿体下部围岩以石灰岩为主,局部为砂岩。矿区内水泥用灰岩矿体夹石基本不发育,不影响矿体的圈定,主要为低C a O高M g O灰岩。矿体夹石仅在矿区南东角发育。4.矿体成因区内石灰岩矿体主要赋存于石炭系下统石磴子组,下石炭统为浅海相碳酸建造。矿体岩性为细晶灰岩、泥晶灰岩中,呈层状产出,厚度较大,矿体与其下伏地层呈整合接触。矿石结构主要有微晶结构、泥晶结构、碎裂化结构、压碎角砾结构;构造主要为层状构造、块状构造、无定向构造,层理明显。综上所述,矿床成因类型为属浅海化学沉积型石灰岩岩类矿床,成矿时代为早石炭系。参考文献1广东省有色金属地质局九三三队.广东省德庆县悦城镇军岗矿区水泥用石灰岩矿详查报告R.2 0 2 0.2杨雷.辉南县三合顶子西山水泥用灰岩矿床地质特征及成因浅析J,中国非金属矿工业导刊,2 0 1 4(4).3D Z/T 0 2 1 3-2 0 0 2冶金、化工石灰岩及白云岩、水泥原料矿产地质勘查规范S.2 0 2 0.241