安陽縣馬家鄉(xiāng)水泥用灰?guī)r礦礦床地質(zhì)特征及找礦標(biāo)志

董寒杰，柳陽陽（河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第一地質(zhì)大隊(duì)，河南 鄭州 450016）

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安陽縣馬家鄉(xiāng)水泥用灰?guī)r礦礦床地質(zhì)特征及找礦標(biāo)志

董寒杰，柳陽陽（河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第一地質(zhì)大隊(duì)，河南 鄭州 450016）

通過對(duì)馬家鄉(xiāng)水泥用灰?guī)r礦的成礦地質(zhì)背景、礦體成礦條件敘述，提出了本區(qū)水泥用灰?guī)r礦主要賦存于奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組第二巖性段（O2s2），并分別對(duì)本區(qū)水泥用灰?guī)r礦成礦條件以及其礦床成因進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析，并提出了尋找本區(qū)水泥用灰?guī)r礦的找礦標(biāo)志。

安陽縣；水泥用灰?guī)r礦；礦床地質(zhì)特征；找礦標(biāo)志

1　成礦地質(zhì)背景

本區(qū)大地構(gòu)造位于中朝準(zhǔn)地臺(tái)南部山西臺(tái)隆西側(cè)的太行山拱斷束，即太行山東麓低山與丘陵接壤地帶［1］。地層區(qū)劃屬華北地層區(qū)山西分區(qū)太行山小區(qū)。區(qū)域地層有寒武系、奧陶系、二疊系、古近系、新近系、第四系，局部有石炭系出露。構(gòu)造以北北東向斷裂構(gòu)造為主，次為北西向斷裂。

1.1地層

本區(qū)地層主要為奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組第二巖性段（O2s2）及第四系（Q），詳見礦區(qū)地質(zhì)略圖（圖1）。

圖1　礦區(qū)地質(zhì)略圖

（1）馬家溝組第一巖性段（O2s1）

在區(qū)內(nèi)西內(nèi)側(cè)零星出露。灰褐色、褐紅色，主要為白云質(zhì)灰?guī)r夾薄層石灰?guī)r，其上覆地層即為花斑灰?guī)r。

（2）馬家溝組第二巖性段（O2s2）又可細(xì)分為以下五層（詳見地層對(duì)比表1）：

①第一層（O2S2-1）花斑狀灰?guī)r：

上馬家溝組第二段的最下部。零星出露于礦區(qū)西及西南部，呈低凹或平緩斜坡地形。

本層為中-厚層狀花斑灰?guī)r間，單層厚10～30m，灰?guī)r中的花斑多為條帶狀，沿層理方向分布，含量一般在10%以上，局部富可達(dá)30～50%左右。斑體大部分為黃灰-暗灰色，在層面上寬0.5～1cm，最長(zhǎng)10cm，與基質(zhì)界限基本清晰。

②第二層（O2S2-2）白云質(zhì)灰?guī)r：

本層為厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r及淺黃灰或綠黃色含白云質(zhì)泥灰?guī)r，層厚2.5～4.67m，平均厚3.47m，該層與上覆巖層為漸變接觸。

③第三層（O2S2-3）生物碎屑灰?guī)r，即為本區(qū)的下礦層。

該層與上（O2S2-4）、下 （O2S2-2）分層界面較清楚。層厚13.43～25.14m，平均厚度19.02m。該層沿走向及傾向較穩(wěn)定，但局部產(chǎn)狀有一定變化。生物碎屑灰?guī)r分布于整個(gè)礦區(qū)，為灰、深灰色中、厚層狀，巖性穩(wěn)定。質(zhì)硬性脆，斷口呈貝殼狀。地表風(fēng)化后呈灰白色，形成溶凹、溶溝。

表1

④第四層（O2S2-4）白云質(zhì)灰?guī)r：

本層由白云質(zhì)灰?guī)r及淺黃色含白云質(zhì)泥灰?guī)r組成。該層白云質(zhì)灰?guī)r中白云石礦物含量增高，近頂部偶見淺黃色角礫狀白云質(zhì)灰?guī)r。

⑤第五層（O2S2-5）角礫狀灰?guī)r：

本層以角礫狀灰?guī)r為主，風(fēng)化面灰色，新鮮面黑色，角礫狀構(gòu)造，角礫成分主要為灰?guī)r。角礫粒徑大小2～5cm，膠結(jié)物主要由方解石和白云石組成。厚約5～25m。

（3）第四系（Q）

褐黃色、褐紅色粘土，亞粘土及殘坡積物。分布于礦區(qū)四周及局部低凹地帶，一般厚0.5～4.5m，大多為耕地。

1.2構(gòu)造

本區(qū)為太行山隆起東翼的一部分，區(qū)內(nèi)總的構(gòu)造形態(tài)為一向北東東傾斜的單斜構(gòu)造，斷層主要分布于區(qū)域上的中部及東部，以北東向及北北東向高角度正斷層為主。巖層走向以北北東為主，巖層傾角西緩東陡，西部巖層傾角一般5～8°，東部巖層傾角一般在6～12°左右，局部因受到斷裂構(gòu)造及巖漿巖侵入的影響，傾角較陡，可達(dá)25°，總觀全區(qū)構(gòu)造較為簡(jiǎn)單。

1.3巖漿巖

礦區(qū)范圍內(nèi)無巖漿巖出露。

2　礦體成礦條件

2.1礦體特征

礦體賦存于奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組第二巖性段（O2s2）。奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組第二巖性段第三層（O2s2-3）為下礦層，奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組第二巖性段第五層（O2s2-5）為上礦層。上、下礦層間夾一層巖性穩(wěn)定，厚度有變化的夾層即奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組第二巖性段第四層 （O2s2-4），巖性為白云質(zhì)灰?guī)r，厚度4.39～14.89m，平均厚度8.1m。礦體呈層狀產(chǎn)出，嚴(yán)格受地層控制，礦層除受溝谷切割剝蝕外，構(gòu)造對(duì)礦層影響不甚明顯。

現(xiàn)分上、下礦層進(jìn)行敘述。

（1）上礦層：

主要分布于礦區(qū)東側(cè)。主要巖性為角礫狀灰?guī)r，性脆，風(fēng)化面灰色，略顯灰白，新鮮面黑色，角礫狀構(gòu)造。礦層走向一般340～20°，傾向一般70～110°，傾角一般5～15°，礦層厚度26.5m，由于受風(fēng)化剝蝕作用，礦體平面形態(tài)較復(fù)雜，上礦層共2個(gè)礦體：

上礦層Ⅰ號(hào)礦體，沿走向長(zhǎng)140m，沿傾向?qū)?0m，平均厚度5.86m。礦層厚度在走向及傾向上的變化不大，礦體平均品位CaO平均含量53.55%，MgO平均含量0.47%。品位變化系數(shù)CaO為1%，MgO為34%。

上礦層Ⅱ號(hào)礦體，沿走向長(zhǎng)500m，沿傾向?qū)?00m，礦層厚度15.33～33.68m，平均厚度23.05m。礦層總體上比較穩(wěn)定，礦體平均品位CaO平均含量52.15%，MgO平均含量1.25%。品位變化系數(shù)CaO為2%，MgO為26%。

（2）下礦層：

分布于整個(gè)礦區(qū)，為生物碎屑灰?guī)r，為灰、深灰色中、厚層狀，質(zhì)硬性脆，斷口呈貝殼狀。地表風(fēng)化后呈灰白色。

下礦層編號(hào)Ⅰ號(hào)礦體，沿走向長(zhǎng)530m，沿傾向?qū)?00m，礦層厚度13.43～25.14m，平均厚度19.02m。礦體平均品位CaO平均含量52.43%，MgO平均含量1.83%。品位變化系數(shù)CaO 為1%，MgO為39%。

2.2礦石質(zhì)量

（1）礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造

①礦石結(jié)構(gòu)

礦石主要為生物碎屑結(jié)構(gòu)、角礫狀礫屑結(jié)構(gòu)。

生物碎屑結(jié)構(gòu)、角礫狀礫屑結(jié)構(gòu)：角礫以微晶方解石為主，現(xiàn)已大部分重結(jié)晶，晶粒可達(dá)0.1～0.2mm（細(xì)晶級(jí)），呈他形晶，顆粒邊緣為鋸齒狀，相互緊密鑲嵌成花崗狀結(jié)構(gòu)，顆粒表面往往較臟，有氧化鐵質(zhì)附在上面，角礫形態(tài)呈棱角、次棱角狀，角礫含量80%左右，粒屑分為生物碎屑和內(nèi)碎屑，前者多為被方解石交代的腹足類、頭足類及藻團(tuán)碎片（塊），含量12～30%不等；后者多為砂屑，一般0.1～0.33mm，呈現(xiàn)圓形或者橢圓形，其長(zhǎng)軸常平行層理分布，分選度及磨圓度均較好，其含量60～70%。填隙物常為亮晶方解石、自生石英、泥晶方解石及碳酸鹽微晶等，含量一般在10～30%。

②礦石的構(gòu)造

礦石以塊狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、花斑狀構(gòu)造為主。主要層位是上礦層、下礦層。

（2）礦石的礦物成分

本區(qū)礦石礦物成份簡(jiǎn)單，主要礦石礦物為方解石，一般含量在90～65%之間，脈石礦物主要是自形、半自形的白云石，含量5%左右。礦石中微量礦物大致有黃鐵礦、石英、褐鐵礦、有機(jī)質(zhì)等，含量一般在1～3%之間。

（3）礦石的化學(xué)成分

礦石主要化學(xué)成分為CaO、MgO，次要成份為SiO2、Al2O3、Fe2O3、K2O、Na2O、SO3、Cl-等。

CaO：為礦石的主要有益組份。上礦層含量51.73～53.55%，平均52.26%，變化系數(shù)1%，下礦層含量51.24～54.06%，平均52.43%。

MgO：為礦石的主要有害成份。上礦層含量0.47～1.38%，平均1.12%，變化系數(shù)34%，下礦層含量0.66～2.65%，平均1.83%。

SiO2、Al2O3、Fe2O3：為礦石中有益化學(xué)成份。其含量：SiO2為1.57～1.87%、平均1.7%，Al2O3為0.2～0.61%、平均0.3%，F(xiàn)e2O3為0.16～0.27%、平均0.23%。

fSiO2、K2O、Na2O、SO3、Cl-：為礦石中的有害成份。

2.3礦層圍巖

礦層與其頂?shù)装鍑鷰r一般界線清楚，而且顏色、化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造存在明顯差別。根據(jù)上、下礦層圍巖的自然出露情況從下而上簡(jiǎn)述如下：

（1）下礦層的底板圍巖：即奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組第二段第二層（O2S2-2），與礦層平行整合接觸，為白云質(zhì)灰?guī)r，該層全區(qū)穩(wěn)定，層間常有薄層的生物碎屑灰?guī)r，根據(jù)已取樣品化學(xué)分析結(jié)果，CaO：含量33.23～43.32%，平均39.56%、MgO：含量6.14～10.05%，平均6.25%。

（2）下礦層的頂板及上礦層的底板圍巖：即奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組第二段第四層（O2S2-4），與礦層平行整合接觸，為白云質(zhì)灰?guī)r，該層全區(qū)穩(wěn)定，層間常有薄層的生物碎屑灰?guī)r，厚度4.39～14.89m，平均8.1m。根據(jù)化學(xué)分析結(jié)果，CaO：含量30.33～43.54%，平均37.99%MgO：含量5.44～13.15%，平均7.96%。

3　礦床成因及找礦標(biāo)志

3.1礦床成因

礦區(qū)位于中朝準(zhǔn)地臺(tái)的南部，在早奧陶世，該區(qū)處于淺海環(huán)境，隨后地殼逐漸升起，到中奧陶世早、中期地殼又緩慢下降，并伴又周期性的顫動(dòng)，發(fā)生的廣泛海浸及海退，形成本區(qū)下、上馬家溝組一套較穩(wěn)定的碳酸鹽巖［3］。

根據(jù)本礦床地層巖性特征，結(jié)構(gòu)構(gòu)造及其變化，說明本區(qū)以淺-濱海沉積環(huán)境為主，向潮間帶沉積過渡的海退式沉積碳酸鹽巖相礦床。

3.2找礦標(biāo)志

奧陶系灰?guī)r在安陽地區(qū)分布廣泛，從層位上看，適于做水泥用灰?guī)r的層位較多，但是以O(shè)2f2和O2S2兩段較好。就奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組第二巖性段O2S2而言，又以O(shè)2S2-3作為水泥用灰?guī)r較佳。因此尋找O2S2-3礦床，可以尋找生物碎屑灰?guī)r（以較多的珠角化石為特征），或以O(shè)2S2-4（礦層頂板）及O2S2-2（礦層底板）灰色，淺灰色白云質(zhì)灰?guī)r為標(biāo)志層進(jìn)行找礦，可望取得較好的找礦效果。

［1］河南省地質(zhì)礦產(chǎn)局.河南省區(qū)域地質(zhì)志.地質(zhì)出版社，1989.

［2］王獻(xiàn)民.河南安陽李珍水泥原料石灰?guī)r礦床地質(zhì)特征［J］.徐煤科技，1996（02）.

［3］牛永斌，董小波，朱信生，周 碩，高文秀.豫西北太行山奧陶系露頭區(qū)裂縫發(fā)育特征及主控因素［J］.現(xiàn)代地質(zhì)，2013（04）.

2016-3-12

P619.22

A

2095-2066（2016）09-0076-02