福建紙坑礦區(qū)水泥用石灰?guī)r礦資源儲(chǔ)量評(píng)價(jià)

羅 城

（福建省197地質(zhì)大隊(duì)，福建 泉州 362000)

石灰?guī)r作為一種工業(yè)原料，應(yīng)用于建材、化工、冶金等許多行業(yè)，是工業(yè)中使用量最大的礦物原料之一[1]。為了最大限度地開采石灰?guī)r礦，必須先對(duì)其資源儲(chǔ)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。福建省永春縣紙坑礦區(qū)水泥用石灰?guī)r礦為本次工作的研究對(duì)象。礦區(qū)面積1.36km2，區(qū)內(nèi)賦存的地層主要有下石炭統(tǒng)林地組(C1l)、下二疊統(tǒng)棲霞組(P1q)、下二疊統(tǒng)文筆山組(P1w)、下二疊統(tǒng)童子巖組(P1t)及上侏羅統(tǒng)長林組(J3c)。其中石灰?guī)r礦層賦存地層為下二疊統(tǒng)棲霞組(P1q)。礦體均分布于礦區(qū)深部，呈層狀賦存于下二疊統(tǒng)棲霞組地層中，產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀基本一致，總體傾向SW，傾角約10～20°，礦體鉛直總厚度平均約169.85m[2-3]。為進(jìn)一步了解福建省永春縣紙坑礦區(qū)水泥用石灰?guī)r礦的賦存特征、分布情況及質(zhì)量變化規(guī)律，結(jié)合該礦區(qū)鉆孔勘探資料及已有的地質(zhì)資料，對(duì)其資源儲(chǔ)量進(jìn)行了合理評(píng)價(jià)，以便開發(fā)利用。

1 工業(yè)指標(biāo)

根據(jù)《冶金、化工石灰?guī)r及白云巖、水泥原料礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范》DZ/T0213-2002[4]工業(yè)指標(biāo)要求，結(jié)合本礦區(qū)實(shí)際礦床地質(zhì)特征，礦區(qū)水泥用石灰?guī)r礦采用Ⅱ級(jí)品礦石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)圈定礦層：CaO≥45%，MgO≤3.5%，K2O+Na2O≤0.8%，SO3≤l%，石英質(zhì)≤6%，燧石質(zhì)≤4%。礦石開采技術(shù)條件：礦體最小可采厚度≥8m，夾石剔除厚度≥2m。

2 資源儲(chǔ)量類型和塊段劃分

2.1 資源儲(chǔ)量類型劃分條件

本區(qū)勘探類型屬構(gòu)造類型中等，礦層較穩(wěn)定的第Ⅱ類型。根據(jù)《冶金、化工石灰?guī)r及白云巖、水泥原料礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范》和2000年新的資源儲(chǔ)量類別將本區(qū)的資源儲(chǔ)量劃分為332、333兩種類型。具體原則是：

(1)332型系指實(shí)際工程控制已達(dá)到200m×200m；而且至少有3個(gè)以上見礦點(diǎn)(鉆孔)控制，形成一定面積的資源儲(chǔ)量范圍。本次估算以鉆孔直接控制的石灰?guī)r礦層圈定礦層界線，計(jì)算控制的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量(332)型。

(2)333型系指在礦界范圍內(nèi)，已有實(shí)際工程控制，網(wǎng)度已達(dá)到400m×400m并形成一定面積的資源儲(chǔ)量范圍，并以勘探線或見礦工程點(diǎn)外推100m或外推至其100m內(nèi)的自然邊界連線范圍內(nèi)的資源儲(chǔ)量范圍；本次估算以鉆孔直接控制的石灰?guī)r礦層外推1/2線距的范圍圈定礦層界線，計(jì)算推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量(333)型。

2.2 塊段劃分

本區(qū)資源儲(chǔ)量估算采用礦體地質(zhì)塊段法，故塊段的劃分以剖面為基礎(chǔ)，以礦體為單位劃分塊段。塊段的編號(hào)按不同資源類型、自然塊段劃分，沿走向自北向南、自東向西依次編號(hào)，即I號(hào)礦體(見圖1)的332塊段編為I1，按其自然塊段由北向南依次編為I1-1、I1-2；333塊段編為I2，按其自然塊段由北向南依次編為I2-1、 I2-2。Ⅱ號(hào)礦體(見圖2)、Ⅲ號(hào)礦體(見圖3)的塊段編號(hào)方法與I號(hào)礦體相同。

3 礦體圈定原則及邊界圈定

3.1 單工程中礦層邊界的確定

礦層邊界的確定對(duì)于礦體的圈定以及儲(chǔ)量估算影響較大。一般單工程礦層邊界的擬定是根據(jù)基本分析樣品的化驗(yàn)成果，并嚴(yán)格按工業(yè)指標(biāo)要求確定。

3.2 相鄰工程間礦層及夾石的連接

將對(duì)應(yīng)的礦層根據(jù)地層產(chǎn)狀順層對(duì)應(yīng)連接，工程間的礦層厚度不大于工程的控制厚度。不連續(xù)的夾石采用1/2線距(100m)尖推。

3.3 礦體平均品位的確定

(1)單工程礦體的礦石平均品位確定。

單工程礦體的礦石平均品位采用礦石品位與礦體厚度加權(quán)平均，求得單工程平均品位。

(2)塊段礦體平均品位的確定。

塊段礦體的平均品位取塊段見礦鉆孔中礦體平均品位的加權(quán)平均值。

332型儲(chǔ)量范圍中，Ⅰ1-1、Ⅱ1-1、Ⅲ1-1三個(gè)塊段分別采用ZK4-1、ZK4-2兩個(gè)鉆孔中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號(hào)礦體的單工程平均品位與見礦厚度加權(quán)平均，求得塊段平均品位；Ⅰ1-2塊段采用ZK0-2、ZK2-2兩個(gè)鉆孔中Ⅰ號(hào)礦體的單工程平均品位與見礦厚度加權(quán)平均，求得塊段平均品位；Ⅱ1-2、Ⅲ1-2兩個(gè)塊段分別采用ZK0-3、ZK0-2、ZK2-3、ZK2-2四個(gè)鉆孔中Ⅱ、Ⅲ號(hào)礦體單工程平均品位與見礦厚度加權(quán)平均，求得塊段平均品位。

333型儲(chǔ)量范圍中，Ⅰ2-1、Ⅱ2-1、Ⅲ2-1三個(gè)塊段分別采用ZK2-1、ZK4-1、ZK4-2、ZK6-1四個(gè)鉆孔中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號(hào)礦體的單工程平均品位與見礦厚度加權(quán)平均，求得塊段平均品位；Ⅰ2-2塊段采用ZK-2-1、ZK0-2、ZK2-2三個(gè)鉆孔中Ⅰ號(hào)礦體的單工程平均品位與見礦厚度加權(quán)平均，求得塊段礦體平均品位；Ⅱ2-2、Ⅲ2-2兩個(gè)塊段分別采用ZK-2-1、ZK0-3、ZK0-2、ZK2-3、ZK2-2五個(gè)鉆孔中Ⅱ、Ⅲ號(hào)礦體單工程平均品位與見礦厚度加權(quán)平均，求得塊段平均品位。

圖1 Ⅰ號(hào)礦體資源量估算平面投影

圖2 Ⅱ號(hào)礦體資源量估算平面投影

圖3 Ⅲ號(hào)礦體資源量估算平面投影

(3)礦體(礦區(qū))平均品位的確定。

礦體(礦區(qū))平均品位采用所有單工程平均品位的總加權(quán)平均值。

3.4 邊緣工程礦層外推原則

因測區(qū)僅是礦床的一小部分，礦體為同生沉積礦床，嚴(yán)格受沉積層位控制，沿含礦層位礦層變化不大，故邊緣工程沿礦層走向和傾向外推網(wǎng)度的1/2即100m，或外推至100m內(nèi)的礦體自然邊界，其厚度不大于見礦厚度。

3.5 資源量估算水平投影圖上礦體圈定

水平投影圖上的礦體邊界線即為資源量估算的邊界線。在礦界范圍內(nèi)對(duì)礦體投影邊部見礦工程進(jìn)行適當(dāng)外推，然后用直線依次連接外推界點(diǎn)，即獲得礦體邊界線。本次資源量估算設(shè)定礦體邊界見礦工程均為等厚度外推，其外推長度為邊緣工程沿礦層走向和傾向外推網(wǎng)度的1/2(即100m)，或外推至其100m內(nèi)的自然邊界。

4 資源儲(chǔ)量估算方法及主要參數(shù)的確定

4.1 估算方法

本區(qū)礦床賦存于二疊系棲霞組地層中，屬沉積礦床。礦區(qū)內(nèi)石灰?guī)r礦體形態(tài)呈層狀，規(guī)模較大、傾角緩，各控制工程基本上反映了礦體的形態(tài)，因此，以底板平面投影圖為基礎(chǔ)，采用地質(zhì)塊段法估算礦體資源儲(chǔ)量[5-7]。

估算公式：G=S×H×D

式中：G——各塊段礦體的資源儲(chǔ)量(t)；

S——塊段礦體平面積(m2)；

H——各塊段礦體的平均垂直厚度(m)；

D——各塊段礦體體積質(zhì)量(小體重)算術(shù)平均值(t/m3)。

4.2 主要參數(shù)的確定

4.2.1 平面積(S)

根據(jù)本區(qū)石灰?guī)r礦層規(guī)模、形態(tài)特征，微機(jī)成圖后，采用AutoCAD成圖軟件在礦體水平投影圖上圈定各塊段的平面積。

4.2.2 平均垂直厚度(H)

根據(jù)鉆孔中垂直采樣的化學(xué)分析結(jié)果，嚴(yán)格按照工業(yè)指標(biāo)對(duì)礦體厚度進(jìn)行圈定，塊段礦體的平均厚度取見礦鉆孔中礦體垂直厚度的算術(shù)平均值。

332型儲(chǔ)量范圍中，Ⅰ1-1、Ⅱ1-1、Ⅲ1-1三個(gè)塊段分別取ZK4-1、ZK4-2兩個(gè)鉆孔中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號(hào)礦體垂直厚度的算術(shù)平均值計(jì)算；Ⅰ1-2塊段取ZK0-2、ZK2-2兩個(gè)鉆孔中Ⅰ號(hào)礦體垂直厚度的算術(shù)平均值計(jì)算；Ⅱ1-2、Ⅲ1-2兩個(gè)塊段分別取ZK0-3、ZK0-2、ZK2-3、ZK2-2四個(gè)鉆孔中Ⅱ、Ⅲ號(hào)礦體垂直厚度的算術(shù)平均值計(jì)算。

333型儲(chǔ)量范圍中，Ⅰ2-1、Ⅱ2-1、Ⅲ2-1三個(gè)塊段分別取ZK2-1、ZK4-1、ZK4-2、 ZK6-1四個(gè)鉆孔中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號(hào)礦體垂直厚度的算術(shù)平均值計(jì)算；Ⅰ2-2塊段取ZK-2-1、ZK0-2、ZK2-2三個(gè)鉆孔中Ⅰ號(hào)礦體垂直厚度的算術(shù)平均值計(jì)算；Ⅱ2-2、Ⅲ2-2兩個(gè)塊段分別取ZK-2-1、ZK0-3、ZK0-2、ZK2-3、ZK2-2五個(gè)鉆孔中Ⅱ、Ⅲ號(hào)礦體垂直厚度的算術(shù)平均值計(jì)算。

4.2.3 平均體重(D)

礦石體積質(zhì)量樣品按規(guī)范要求進(jìn)行采集，本區(qū)四個(gè)礦體共采集樣品51件。通過樣品分析測試得出：體積質(zhì)量值最小2.64t/m3，最大2.73t/m3，總平均2.69t/m3。其中小體重平均值Ⅰ號(hào)礦體為2.68t/m3、Ⅱ號(hào)礦體為2.70t/m3、Ⅲ號(hào)礦體為2.69t/m3。各塊段的礦石體積質(zhì)量均按各自礦體的小體重平均值計(jì)算資源量。

4.3 資源量估算結(jié)果及說明

求得礦區(qū)總資源量(332＋333)型19755萬t。其中Ⅰ號(hào)礦體332型資源量2318萬t，333型資源量6055萬t；Ⅱ號(hào)礦體332型資源量1901萬t，333型資源量4103萬t；Ⅲ號(hào)礦體332型資源量1833萬t，333型資源量3546萬t。

上述所求的各級(jí)礦石中CaO含量比較高，MgO含量比較低(詳見下表)，全部為Ⅱ級(jí)品礦石。

礦石的化學(xué)成分(%)

5 結(jié)語

根據(jù)紙坑礦區(qū)實(shí)際情況，并結(jié)合其已有地質(zhì)資料，采用地質(zhì)塊段法估算礦體資源儲(chǔ)量具有較大的優(yōu)勢，結(jié)果較為合理。在進(jìn)行儲(chǔ)量估算的過程中不僅考慮了礦體邊界條件，而且還劃分了資源儲(chǔ)量類型與塊段。求得的礦區(qū)總資源量(332＋333)型為19754.78萬t，均為Ⅱ級(jí)品礦石。

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