山西省五臺(tái)縣石粉廠白云巖礦地質(zhì)特征及經(jīng)濟(jì)意義研究

劉嘉　袁寶勇

摘 要：礦區(qū)大地構(gòu)造位于五臺(tái)山穹狀隆起的西南部，系舟山斷褶帶中部、忻定凹陷的東緣，汶山-大關(guān)山倒轉(zhuǎn)褶皺的一翼。礦體賦存于下元古界滹沱超群東冶群槐蔭村組地層中，呈層狀產(chǎn)出，層位穩(wěn)定。礦石類型為結(jié)晶白云巖。該礦屬沉積型礦床。對(duì)資源儲(chǔ)量進(jìn)行了估算，并探明了開(kāi)發(fā)利用前景。

關(guān)鍵詞：白云巖礦；石粉廠；礦床地質(zhì)；經(jīng)濟(jì)意義

1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

石粉廠白云巖礦床位于五臺(tái)山穹狀隆起的西南部，系舟山斷褶帶中部、忻定凹陷的東緣，汶山-大關(guān)山倒轉(zhuǎn)褶皺的北翼。區(qū)域出露的地層主要為下元古界滹沱超群東冶群北大興組、槐蔭村組、大關(guān)山組、建安村組及新生界第四系；區(qū)域內(nèi)有堯巖山-郭家寨逆掩斷層，蛟龍山、高崖底向斜及小規(guī)模的褶皺構(gòu)造。礦區(qū)內(nèi)出露地層主要為下元古界滹沱群東冶亞群北槐蔭村組（H2hy），巖性主要為青灰色中厚層結(jié)晶白云巖（dol）、含礫屑泥晶白云巖（doc）、疊層石白云巖（dof），厚度約190m。礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造簡(jiǎn)單，未見(jiàn)斷裂構(gòu)造，地層總體為一單斜構(gòu)造，地層產(chǎn)狀傾向125°～184°，傾角8°～35°。

2 礦床地質(zhì)特征

礦區(qū)內(nèi)白云巖礦床賦存于滹沱超群東冶群槐蔭村組地層，層位穩(wěn)定，礦石巖性為結(jié)晶白云巖。通過(guò)6條采樣剖面樣品基本分析礦體圈定，礦區(qū)內(nèi)出露礦體一條，礦體出露長(zhǎng)約1120m，厚約27.9～57m，延深135m，賦存標(biāo)高900m～950m，總體產(chǎn)狀傾向128°～179°，傾角8°～21°，東西兩側(cè)均延出區(qū)外，是一條規(guī)模較大的礦體。

2.1 礦體特征

本次核實(shí)的礦體賦存于下元古界滹沱超群東冶群槐蔭村組地層中，礦體編號(hào)為K，呈層狀產(chǎn)出，礦體產(chǎn)狀128°～179°∠8°～21°，地表基本無(wú)覆蓋，礦體出露長(zhǎng)約1120米，地表由4線、2線、0線、1線、3線、5線六條剖面控制，控制長(zhǎng)度1000m，礦體平均真厚度47.11m，礦體厚度變化系數(shù)為26.25%，MgO平均品位20.66%，CaO平均品位30.97%，MgO品位變化系數(shù)4%，CaO品位變化系數(shù)3%。賦存標(biāo)高950～900m。

2.2 礦石特征

（1）礦石物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)造。礦石礦物成分主要為白云石，少量方解石，極少量石英、菱鐵礦、鐵白云石等。中粒變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。（2）礦石化學(xué)成分。根據(jù)化學(xué)分析與組合分析（組合分析見(jiàn)表1）可以看出，本區(qū)礦石有用組分MgO平均含量20.66%≥20%，主要有害組分為S平均含量在0.01%、P平均含量在0.01%、SiO2平均含量在0.13%，主要有害組分含量較低。（3）礦石風(fēng)（氧）化特征。礦石風(fēng)（氧）化程度輕微。

2.3 礦石類型和品級(jí)

礦區(qū)礦石中MgO（18.18～21.4%），平均19.79%；CaO（26.31～31.20%），平均28.76%。礦石經(jīng)破碎后主要用于耐火材料爐襯用。礦區(qū)礦石質(zhì)量好，技術(shù)品級(jí)為Ⅱ類。

2.4 礦體圍巖和夾石

礦體的圍巖與礦體巖性一致，無(wú)夾石。

2.5 礦床共（伴）生礦產(chǎn)

該礦床為單一礦床，無(wú)共（伴）生礦產(chǎn)。

3 礦床開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)意義研究

3.1 資源儲(chǔ)量估算

本次圈定礦體工業(yè)指標(biāo)參照表2。估算的對(duì)象為采礦許可證界定的范圍內(nèi)950-900m標(biāo)高的白云巖（K）礦體的資源儲(chǔ)量，以200m工程間距探求122b基礎(chǔ)儲(chǔ)量。剝采比<0.5：1，礦床開(kāi)采最終邊坡角60°，采場(chǎng)最小底盤寬度≥40m。

以勘探線為界限劃分塊段，用垂直平行斷面法估算保有資源儲(chǔ)量及資源采空儲(chǔ)量。截至2016年10月30日，全區(qū)950-900m標(biāo)高范圍內(nèi)累計(jì)查明122b資源儲(chǔ)量368萬(wàn)噸，累計(jì)動(dòng)用39.07萬(wàn)噸，保有122b資源儲(chǔ)量328.93萬(wàn)噸。

3.2 礦床開(kāi)采技術(shù)條件

本礦區(qū)礦體位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以上，地形有利于排水，開(kāi)采水文地質(zhì)條件屬簡(jiǎn)單型；該區(qū)白云巖礦的體重為2.66t/m3，抗壓強(qiáng)度95-120Mpa，巖石堅(jiān)硬性脆，屬中等堅(jiān)硬巖石，其穩(wěn)固性能好，工程地質(zhì)條件屬簡(jiǎn)單型。礦體內(nèi)不含任何放射性元素，無(wú)原生態(tài)環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題，礦石和廢棄物不易分解出有害組份，對(duì)周圍的環(huán)境和人身不會(huì)造成損傷，采礦活動(dòng)不會(huì)形成對(duì)附近環(huán)境和水體的污染，但對(duì)區(qū)內(nèi)的地形地貌景觀和土地資源的影響和破壞較嚴(yán)重，環(huán)境地質(zhì)條件屬中等類型。

3.3 開(kāi)發(fā)利用前景

礦區(qū)潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值用M=10000×Q×P計(jì)算，式中：M-礦區(qū)潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值（萬(wàn)元）；Q-122b資源儲(chǔ)量（萬(wàn)噸）；P-白云石價(jià)格（30元/噸）；M=10000×266.43×P=266.43×10000×30=7992.9（萬(wàn)元）。

礦區(qū)開(kāi)采總利潤(rùn)用N=Q1×k（P-C）（1-η）計(jì)算，式中：N-礦區(qū)總利潤(rùn)（萬(wàn)元）；Q1-可采儲(chǔ)量萬(wàn)噸（P-C）（1-n）；K-回采率，取90%；η-開(kāi)采損失率，取10%；P-白云石價(jià)格，取30元/噸；C-單位白云石成本，取12元/噸；N=2664300×90%×（30-12）×（1-10%）=3884.55（萬(wàn)元）。由此可見(jiàn)，五臺(tái)縣石粉廠白云巖礦具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和較廣泛的開(kāi)發(fā)利用前景。

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作者簡(jiǎn)介：劉嘉（1991-），女，山西忻州人，在讀碩士研究生，主要研究方向：成因與應(yīng)用礦物巖石學(xué)。