遼寧省瓦房店市楊樹房石灰?guī)r礦床地質(zhì)特征

柳立群, 趙雪芹

(1.遼寧省第九地質(zhì)大隊(duì),遼寧 鐵嶺 112000； 2.遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院,遼寧 沈陽(yáng) 110032)

遼寧省瓦房店市楊樹房石灰?guī)r礦床地質(zhì)特征

柳立群1, 趙雪芹2

(1.遼寧省第九地質(zhì)大隊(duì),遼寧 鐵嶺 112000； 2.遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院,遼寧 沈陽(yáng) 110032)

遼寧省瓦房店市楊樹房石灰?guī)r礦賦礦層位為震旦系南關(guān)嶺組二段一層,礦體與圍巖呈漸變過(guò)渡關(guān)系,以粉晶灰?guī)r和砂屑灰?guī)r為主,屬于海相沉積,332+333類資源量8 233萬(wàn)t,其中黑色冶金熔劑石灰?guī)r礦資源量5 180萬(wàn)t,屬于大型礦床,可滿足鞍鋼及周邊地區(qū)黑色冶金工業(yè)的需要。

石灰?guī)r；黑色冶金熔劑；水泥；礦床；楊樹房

遼寧省瓦房店市楊樹房石灰?guī)r礦是遼寧省礦產(chǎn)勘查院于2008年經(jīng)詳查工作?確定的黑色冶金熔劑和水泥石灰?guī)r共生礦床。探明332+333類資源量8 233萬(wàn)t,其中黑色冶金熔劑石灰?guī)r礦資源量5 180萬(wàn)t,屬于大型沉積礦床。礦體平均厚度達(dá)65.5 m,開采條件較為優(yōu)越。礦床地處遼南復(fù)州灣地區(qū),大地構(gòu)造位于中朝準(zhǔn)地臺(tái)膠遼臺(tái)隆復(fù)州—大連凹陷中部。區(qū)域內(nèi)出露的地層主要為晚元古界青白口系、震旦系,古生界寒武系。楊樹房石灰?guī)r礦床賦存在震旦系南關(guān)嶺組二段一層內(nèi),與上覆南關(guān)嶺組二段二層地層,下伏南關(guān)嶺組一段地層均為整合接觸(見(jiàn)圖1)。

1 礦體地質(zhì)特征

1.1 礦體特征

礦區(qū)地層出露位于袁家溝同心環(huán)狀向斜褶皺構(gòu)造的東翼南側(cè)部位,受其同心向斜構(gòu)造控制,礦層呈弧型帶狀分布。該礦為沉積層狀礦體,礦體賦存在震旦系南關(guān)嶺組二段一層內(nèi),該層全部為礦體,形態(tài)簡(jiǎn)單,由于斷層的影響,根據(jù)礦體的展布特征共劃分為3條礦體(見(jiàn)圖1)。

根據(jù)工業(yè)利用類型不同,按有用元素組分含量將石灰?guī)r礦體劃分為黑色冶金熔劑石灰?guī)r礦體和水泥石灰?guī)r礦體兩種工業(yè)類型,其中黑色冶金熔劑石灰?guī)r礦體賦存于水泥石灰?guī)r礦體內(nèi)部,自上而下形成上部水泥石灰?guī)r礦體、黑色冶金熔劑石灰?guī)r礦體和下部水泥石灰?guī)r礦體,但Ⅲ號(hào)礦體由于F4斷層的斜切,造成下部水泥石灰?guī)r礦體的缺失。其中三條礦體的上部水泥石灰?guī)r礦層厚度2.20～32.09 m,平均厚度11.24 m,CaO平均品位48.37%；下部水泥石灰?guī)r礦層厚度8.70～26.68 m,平均厚度16.59 m,CaO平均品位48.14%；黑色冶金熔劑石灰?guī)r礦層厚度21.90～49.30 m,平均厚度37.68 m。Ⅰ號(hào)礦體黑色冶金熔劑+上下水泥石灰?guī)r礦層總厚度為54.35～74.78 m,平均63.72 m；Ⅱ號(hào)礦體厚度56.30～87.77 m,平均厚度69.68 m;Ⅲ號(hào)礦體厚度40.99 m。各礦層的特征見(jiàn)表1。

圖1 楊樹房石灰?guī)r礦地質(zhì)略圖Fig.1 Geological sketch of the Yangshufang limestone deposit1.第四系;2.甘井子組三段;3.甘井子組二段;4.甘井子組一段;5.南關(guān)嶺組二段三層;6.南關(guān)嶺組二段二層;7.南關(guān)嶺組二段一層;8.南關(guān)嶺組一段;9.長(zhǎng)嶺子組;10.礦體編號(hào);11.實(shí)測(cè)、推測(cè)地質(zhì)界線；12.斷層及編號(hào);13.地層產(chǎn)狀。

表1 黑色冶金熔劑和水泥石灰?guī)r礦層地質(zhì)特征表

1.2 礦體圍巖和夾石特征

1.2.1 礦體與圍巖的接觸關(guān)系

1.2.1.1 黑色冶金熔劑石灰?guī)r礦層與頂?shù)装褰佑|關(guān)系

黑色冶金熔劑石灰?guī)r礦層為層狀沉積單層礦體,沿走向連續(xù)穩(wěn)定。根據(jù)對(duì)礦區(qū)10個(gè)礦體頂?shù)装鍖有螨R全的剖面統(tǒng)計(jì),各剖面中黑色冶金熔劑石灰?guī)r除一處缺失頂板水泥石灰?guī)r層而直接與圍巖接觸外,其頂?shù)装寰c水泥石灰?guī)r礦層伴生。二者的接觸關(guān)系均為漸變過(guò)渡關(guān)系,無(wú)明顯界線,以化學(xué)成分確定不同類型的礦體界線。

1.2.1.2 水泥石灰?guī)r礦層與頂?shù)装鍑鷰r接觸關(guān)系

水泥石灰?guī)r礦層共生在黑色冶金熔劑石灰?guī)r礦層的頂?shù)装?沿走向連續(xù)。上部水泥石灰?guī)r礦層與上覆南關(guān)嶺組二段二層(Zn2-2)泥晶灰?guī)r界線清楚,水泥石灰?guī)r礦層以頂部疊層石灰?guī)r為標(biāo)志層,該疊層石灰?guī)r抗風(fēng)化強(qiáng),區(qū)域分布十分穩(wěn)定,多呈凸出地貌,標(biāo)志特征十分明顯,該疊層石灰?guī)r層均為水泥石灰?guī)r礦體。

下部水泥石灰?guī)r礦層與下伏南關(guān)嶺組一段(Zn1)泥晶灰?guī)r界線為漸變過(guò)渡關(guān)系。水泥石灰?guī)r以見(jiàn)砂屑灰?guī)r為標(biāo)志區(qū)分于下伏圍巖地層南關(guān)嶺組一段(Zn1)泥晶灰?guī)r。只要見(jiàn)有砂屑灰?guī)r透鏡狀?yuàn)A層出現(xiàn),絕大部分都會(huì)成為水泥石灰?guī)r或黑色冶金熔劑石灰?guī)r礦層。此外砂屑灰?guī)r之下泥晶灰?guī)r也有達(dá)到水泥石灰?guī)r品位成為礦體的現(xiàn)象。

1.2.2 礦體中的夾石特征

礦區(qū)內(nèi)對(duì)>2 m低于邊界品位的樣品作為夾石剔除,黑色冶金熔劑和水泥石灰?guī)r礦體中均未單獨(dú)圈出夾石層,但其中仍有多處低于2 m的夾石層,未作為夾石剔除。其巖性多為淺灰色泥晶灰?guī)r,風(fēng)化面略帶黃綠色,多為水平或微波狀層理,產(chǎn)狀與礦體一致,泥質(zhì)含量較高。各夾石層地質(zhì)特征見(jiàn)表2。

表2 夾石層地質(zhì)特征統(tǒng)計(jì)表

2 礦石質(zhì)量特征

2.1 按工業(yè)利用用途分類

根據(jù)工業(yè)用途不同,將礦區(qū)石灰?guī)r礦體劃分為黑色冶金熔劑和水泥石灰?guī)r兩種礦石類型。其中黑色冶金熔劑石灰?guī)r有用化學(xué)成分穩(wěn)定,CaO單工程含量50.85%～53.11%,平均含量51.99%。有害元素含量較低,MgO單工程含量0.76%～2.21%,平均含量1.40%；SiO2單工程含量2.27%～3.57%,平均含量2.96%,均達(dá)到工業(yè)指標(biāo)的要求。水泥石灰?guī)r礦體單工程CaO含量45.06%～52.16%,平均48.22%；MgO上部水泥石灰?guī)r礦層含量較高,單工程0.97%～3.58%,平均1.97%,下部水泥石灰?guī)r礦層含量較低,單工程0.44%～1.65%,平均0.84%,亦達(dá)到工業(yè)指標(biāo)要求。同時(shí)選取部分有代表性的樣品,對(duì)黑色冶金熔劑和水泥石灰?guī)r相關(guān)的有害元素f SiO2、K2O、Na2O、P、S、Fe2O3、Al2O3、SO3、Cl、酸不溶物和LOS進(jìn)行了分析,分析結(jié)果表明各項(xiàng)指標(biāo)均符合黑色冶金熔劑和水泥石灰?guī)r礦的要求,因此區(qū)內(nèi)的石灰?guī)r礦體均達(dá)到優(yōu)質(zhì)黑色冶金熔劑和水泥石灰?guī)r礦標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 按礦物成分和成因分類

按礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和礦物成分進(jìn)行分類,主要有粉晶灰?guī)r、砂屑(鮞粒)灰?guī)r、疊層石灰?guī)r和泥晶灰?guī)r四種類型。

2.2.1 粉晶灰?guī)r

粉晶結(jié)構(gòu),中厚層構(gòu)造,波狀層理,層厚一般5～35 cm。礦物成分:方解石占95%～99%,砂屑占0～5%,石英1%。方解石以粉晶為主,他形粒狀,少量呈細(xì)晶,細(xì)晶方解石多呈團(tuán)塊狀集合體分布。石英為陸源碎屑,棱角狀、次棱角狀,粒度為0.025～0.125 mm,呈粉砂和微粒砂,分布不均勻。巖石呈灰—深灰色,風(fēng)化面見(jiàn)不規(guī)則狀方解石細(xì)脈和刀砍痕狀溶溝。

2.2.2 砂屑(鮞粒)灰?guī)r

砂屑或鮞狀結(jié)構(gòu),砂屑灰?guī)r為中厚層塊狀砂屑構(gòu)造,波狀層理,層厚一般2～25 cm。巖石由砂屑、鮞、泥晶雜基和亮晶膠結(jié)物組成。砂屑含量5%～15%,粒度0.4～2 mm,個(gè)別粒度達(dá)2.25 mm而成為礫屑,砂屑主要呈長(zhǎng)條狀、混圓狀,成分為泥晶灰?guī)r碎屑。鮞粒含量最高可達(dá)55%,粒度0.5～2 mm不等,個(gè)別可達(dá)3.25 mm而成為豆粒,鮞粒直徑大于鮞殼厚度,為表皮鮞,鮞粒為泥晶灰?guī)r碎屑。內(nèi)碎屑之間為泥晶雜基和亮晶膠結(jié)物,均由方解石組成。砂屑灰?guī)r均分布于粉晶灰?guī)r之中,常與小柱狀疊層石灰?guī)r互層分布,沿走向連續(xù)性較差,多以透鏡狀尖滅或再現(xiàn)。巖石呈灰—深灰色,風(fēng)化面可見(jiàn)較多不規(guī)則狀方解石細(xì)脈和刀砍痕溶溝。

2.2.3 疊層石灰?guī)r

泥晶結(jié)構(gòu),疊層構(gòu)造。礦物成分除微量石英外均由方解石組成。石英呈微粒狀集合體不均勻分布。方解石、泥晶、粉晶(及亮晶)和有機(jī)質(zhì)構(gòu)成疊層石之暗帶、亮帶。暗帶富含有機(jī)質(zhì),色暗；亮帶有機(jī)質(zhì)少,顏色淺,透明度高;暗帶亮帶相間呈弧狀紋層分布。疊層石呈小柱狀,直徑一般1～6 cm,大者可達(dá)10 cm。疊層石灰?guī)r在黑色熔劑石灰?guī)r礦體中多分布在粉晶灰?guī)r中或與砂屑灰?guī)r互層分布。波狀層理,沿走向呈透鏡狀尖滅或再現(xiàn),疊層石柱體被波狀層理橫切現(xiàn)象較普遍。巖石呈灰—深灰色,風(fēng)化面可見(jiàn)不規(guī)則狀方解石細(xì)脈和刀砍痕狀溶溝。

2.2.4 泥晶灰?guī)r

粉晶、泥晶結(jié)構(gòu),薄—中厚層構(gòu)造,水平或微波狀層理,沿走向連續(xù)穩(wěn)定。礦物成分:方解石占97%,為他形粉晶、泥晶,粉晶多于泥晶。鐵質(zhì)微量,陸源碎屑石英+云母占2%,粘土1%。石英呈棱角狀、次棱角狀,粒度為0.01～0.05 mm之間的粉砂。云母呈鱗片狀,平行長(zhǎng)軸分布。主要分布在黑色冶金熔劑石灰?guī)r上部層位或其頂?shù)装宓乃嗍規(guī)r層中,顏色為灰—淺灰色,厚度最大不超過(guò)1.8 m。此外在黑色冶金熔劑灰?guī)r下部層位可見(jiàn)數(shù)層黃綠色或紫紅色泥晶灰?guī)r薄層,水平層理,層厚0.5～3 cm,夾層厚度1～10 cm,礦體中品位較低的夾層多為此類泥晶灰?guī)r。

3 礦床成因與找礦標(biāo)志

3.1 礦床成因

根據(jù)區(qū)域巖相古地理資料表明:區(qū)域內(nèi)的沉積總體表現(xiàn)為海退期特征,碳酸鹽巖沉積具有潮間坪環(huán)境沉積的特點(diǎn)[1]。礦區(qū)的石灰?guī)r礦物成分以方解石為主,含少量石英、砂屑、粘土及鐵質(zhì)等,同時(shí)發(fā)育有標(biāo)志性的層狀疊層石灰?guī)r,因此該套泥灰?guī)r組合是本地區(qū)的重要成礦層位,其沉積環(huán)境屬潮下帶[2]?；谏鲜鎏攸c(diǎn),本區(qū)石灰?guī)r屬于淺海潮汐下低能帶化學(xué)沉積或生物化學(xué)沉積礦床。

3.2 找礦標(biāo)志

楊樹房石灰?guī)r礦床屬層狀沉積礦床,嚴(yán)格受地層控制。礦體主要賦存在震旦系南關(guān)嶺組二段一層(Zn2-1)粉晶灰?guī)r夾砂屑灰?guī)r、疊層石灰?guī)r和泥晶灰?guī)r之中,礦體界線與地層界線基本一致。南關(guān)嶺組二段一層賦礦層位底部以見(jiàn)深灰色砂屑灰?guī)r為標(biāo)志,區(qū)別于下伏一段(Zn1)淺灰色、灰黃色泥晶灰?guī)r；頂部以區(qū)域上分布十分穩(wěn)定的深灰色厚層狀小柱疊層石灰?guī)r(見(jiàn)照片1)作為標(biāo)志層,區(qū)別于上覆二段二層黃綠色泥晶灰?guī)r。賦礦層位南關(guān)嶺組二段一層(Zn2-1)粉晶夾砂屑灰?guī)r、疊層石灰?guī)r和泥晶灰?guī)r由于較下伏泥晶灰?guī)r抗風(fēng)化,因此從見(jiàn)礦層位開始地形的海拔標(biāo)高迅速增高,直至頂部小柱疊層石標(biāo)志層形成饅頭狀凸起正地貌,該頂部小柱狀疊層石標(biāo)志層抗風(fēng)化強(qiáng)呈正地貌凸出于地表,區(qū)域上連續(xù)穩(wěn)定與上覆黃綠色泥晶灰?guī)r抗風(fēng)化弱呈負(fù)地貌的特征反差較大,因此區(qū)域上找礦標(biāo)志十分明顯。

照片1 疊層石灰?guī)rPhoto 1 Laminated limestone

4 結(jié)語(yǔ)

(1) 楊樹房石灰?guī)r礦床賦存于震旦系南關(guān)嶺組二段一層內(nèi),礦體呈層狀分布,且較為連續(xù),與頂?shù)装鍑鷰r均為整合接觸,二者屬漸變過(guò)渡關(guān)系,屬于淺海化學(xué)沉積或生物化學(xué)沉積層狀石灰?guī)r礦床。礦石以粉晶灰?guī)r、砂屑灰?guī)r為主,地質(zhì)品位穩(wěn)定,可作為黑色冶金熔劑及水泥原料。

(2) 石灰?guī)r礦是具有鮮明時(shí)控性和層控性的海相沉積礦產(chǎn)。震旦系南關(guān)嶺組是瓦房店地區(qū)石灰?guī)r礦的主要賦礦層位之一,在區(qū)域上廣泛出露,因此該組地層可作為本地區(qū)找尋石灰?guī)r礦產(chǎn)的主要層位。

(3) 近年來(lái),隨著大連市對(duì)城市規(guī)劃和建設(shè)的調(diào)整,未來(lái)將限制城市周邊地區(qū)對(duì)石灰?guī)r礦產(chǎn)資源的開發(fā)和開采[3],而瓦房店地區(qū)作為遼南重要的石灰?guī)r礦產(chǎn)區(qū),對(duì)其開發(fā)利用已提上日程。楊樹房石灰?guī)r礦作為該地區(qū)的大型石灰?guī)r礦床,具有優(yōu)越的地理位置,今后既可以滿足鞍鋼及周邊地區(qū)黑色冶金工業(yè)的需要,同時(shí)還可以作為大連地區(qū)水泥原料的基地。

[1] 遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)局.遼寧省區(qū)域地質(zhì)志[M].北京:地質(zhì)出版社,1989:368-369.

[2] 董永適,趙春強(qiáng),王曉東,等.遼寧省瓦房店地區(qū)石灰?guī)r礦賦礦層位巖相古地理特征及礦產(chǎn)資源潛力預(yù)測(cè)[J].中國(guó)科技博覽,2013(25):118-119.

[3] 李志剛.大連地區(qū)水泥礦山資源開發(fā)利用現(xiàn)狀及建議[J].中國(guó)水泥:礦山與機(jī)械版,2012(1):77-79.

(責(zé)任編輯：于繼紅)

Geological Characteristics of Yangshufang Limestone Deposit inWafangdian City,Liaoning Province

LIU Liqun1, ZHAO Xueqin2

(1.NinthGeologicalTeamofLiaoningProvince,Tieling,Liaoning112000; 2.GeologicalSurveyInstituteofLiaoningProvince,Shenyang,Liaoning110032)

Limestone mineral deposits outcrop in upper portions on No.1 bed of Sinian Nanguanling formation in Yangshufang area of Wafangdian city.Orebody and country rock had gradual transition relationship.The limestone deposits consist mainly of calcisiltite and calcarenite belong to marine facies，The 332+333 type of resources is 82.33 million tons.Resource amount of black metallurgical flux limestone deposit is 51.8 million tons.It can satisfy the need of Anshan iron or steel company and surrounding areas black metallurgical industry.

limestone; black metallurgical flux; cement; deposit; Yangshufang

2015-01-29;改回日期:2015-03-31

柳立群(1971-),男,工程師,地質(zhì)工程專業(yè),從事礦產(chǎn)勘查開發(fā)工作。E-mail:llq188127@126.com

P588.24+5

A

1671-1211(2015)04-0408-04

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.201504009

數(shù)字出版網(wǎng)址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20150619.1333.005.html 數(shù)字出版日期:2015-06-19 13:33

? 遼寧省礦產(chǎn)勘查院,遼寧省瓦房店市楊樹房石灰石礦詳查報(bào)告,2008。