黑龍江省東部地區(qū)水泥用硅鋁質(zhì)原料礦產(chǎn)資源特征

趙顯明

(中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心黑龍江總隊，黑龍江 哈爾濱 150040)

1 研究區(qū)所處構(gòu)造概況

黑龍江省東部大地構(gòu)造位置，處于古亞洲域與泛太平洋構(gòu)造域的交接復合部位，屬古亞洲構(gòu)造域的一部分?？傮w構(gòu)造格架表現(xiàn)為德都—大安巖石圈斷裂以東，敦化—密山巖石圈斷裂以西之古老地塊，有依蘭—舒蘭巖石圈斷裂、方正—長汀巖石圈斷裂、牡丹江巖石圈斷裂。

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，數(shù)量多、期次多。大斷裂、區(qū)域斷裂、小斷裂等相互穿插、切割，破壞了地層的完整性。既為許多成礦作用提供了儲礦、控礦基本條件，同時也對研究區(qū)水泥用硅鋁質(zhì)原料成礦條件起到了破壞和混雜作用。

2 硅鋁質(zhì)原料基本特征

水泥用硅鋁質(zhì)原料參照類比現(xiàn)有礦山原料質(zhì)量指標：砂巖礦石SiO2≥70%，Al2O3≥8%，(K2O+Na2O)≤6.7%；泥巖礦石SiO2≥52%，Al2O3≥10%，(K2O+Na2O)≤3%進行評價，通過175個礦(化)點調(diào)查，確定低堿水泥用硅鋁質(zhì)原料礦點7個，普通硅酸鹽水泥用硅鋁質(zhì)原料礦點66個。

中生界白堊系和新生界新近系地層中之砂、泥質(zhì)巖層是賦存水泥用硅鋁質(zhì)原料礦的主要含礦層位。多數(shù)分布在區(qū)內(nèi)低矮山區(qū)和平原階地上，構(gòu)成現(xiàn)代丘陵垅崗地貌。隨其分布發(fā)育的地理位置、沉積環(huán)境和物質(zhì)組成等不同，各地區(qū)資源特征隨其地層變化各有不同。

2.1 哈爾濱地區(qū)

區(qū)內(nèi)所見水泥用硅鋁質(zhì)原料礦主要為砂巖和泥巖兩類。分別為中生界上白堊統(tǒng)嫩江組(K2n)砂巖、泥巖；下白堊統(tǒng)淘淇河組(K1t)砂巖。含礦層特征分述如下：

(1) 上白堊統(tǒng)嫩江組(K2n)砂巖、泥巖。

主要由黃色、黃白色細粒長石砂巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖互層，夾鈣質(zhì)細砂巖及鈣質(zhì)砂巖透鏡體等組成，含植物及介形蟲化石。分布在松花江以北，蘭西縣東側(cè)，呼蘭河沿岸，沿河谷階地分布。規(guī)模不大，厚約10m。呈水平層狀產(chǎn)出，交錯層理發(fā)育，河流沖積特征明顯。巖石呈弱膠結(jié)之松散細粒砂狀結(jié)構(gòu)，主要碎屑成分為石英70%、長石25%，有少量粘土或泥質(zhì)物膠結(jié)?；瘜W成分平均為(%)：SiO274.27、Al2O312.11、Fe2O32.78、(K2O+Na2O) 4.86。

(2) 下白堊統(tǒng)淘淇河組(K1t)砂巖。

由灰白色細粒長石砂巖、中粗粒長石砂巖互層，夾砂礫巖、粉砂巖、粗砂巖，部分為礫巖，含植物化石。分布于阿城市裴克圖及賓縣大團山子、高家屯及賓安—寧遠一帶，以及巴彥縣龍泉鎮(zhèn)—洼興鎮(zhèn)一帶，呈斷續(xù)弧島狀、云雜狀零星分布在龍崗狀地貌區(qū)?；瘜W成分平均為(%)：SiO275.38、Al2O313.26、Fe2O32.21、(K2O+Na2O) 5.90。

2.2 牡丹江地區(qū)

區(qū)內(nèi)中、新生界地層廣泛發(fā)育，主要賦存在中生界白堊系和新生界新近系地層中。分別由白堊系的猴石溝組(K1h)砂巖、海浪組(K2hl)砂巖、穆棱組(K1m)砂巖和新生界新近系中新統(tǒng)土門子組(N1t)泥巖、古近系虎林組(Eh)泥巖等構(gòu)成。

(1) 下白堊統(tǒng)猴石溝組(K1h)砂巖。

為本區(qū)水泥用硅鋁質(zhì)原料之主要含礦層，主要由弱固結(jié)的(局部呈巖石狀)黃褐、黃白色含礫粗砂巖、硬質(zhì)長石砂巖、灰白色凝灰質(zhì)砂巖、泥質(zhì)粉砂巖夾薄層泥質(zhì)巖組成，底部由礫巖、砂礫巖等組成，地層總厚度＞1 950m。分布于牡丹江市溫春鎮(zhèn)寧安市江東鄉(xiāng)、穆棱縣磨刀石鎮(zhèn)、興源鎮(zhèn)—馬橋河鎮(zhèn)及穆棱縣北部等地大面積出露。因受新構(gòu)造運動和火山活動影響，地層巖石結(jié)構(gòu)隨地區(qū)不同有堅硬巖石狀和弱固結(jié)疏松狀砂巖之別。玄武巖發(fā)育區(qū)多為弱膠結(jié)狀砂巖?；瘜W成分平均為(%)：SiO277.77、Al2O311.86、Fe2O31.80、(K2O+Na2O) 6.39。

(2) 下白堊統(tǒng)穆棱組(K1m)砂巖。

由弱膠結(jié)的灰—灰綠色粉砂巖與細砂巖互層，夾凝灰質(zhì)砂巖及泥巖薄層組成；總厚度約861m，分布于穆棱縣北部—雞西市梨樹區(qū)一帶及光義村、五林鎮(zhèn)一帶。多由疏松弱膠結(jié)的砂巖、砂礫巖和少量細砂巖組成?；瘜W成分平均為(%)：SiO275.51、Al2O312.98、Fe2O31.72、(K2O+Na2O) 6.41。

(3) 新生界新近系中新統(tǒng)土門子組(N1t)泥巖。

土門子組泥巖為本區(qū)含鉀、鈉較低的粘土質(zhì)泥巖層，是低堿水泥用硅鋁質(zhì)原料找礦目的層。由灰白—灰黑色(局部呈灰綠—灰紫色)粘土質(zhì)泥巖組成，常呈透鏡體狀產(chǎn)于灰白色含泥砂巖和粉砂巖中，斷續(xù)分布，一般規(guī)模不大，厚度10～20m。分布在牡丹江市興隆鎮(zhèn)—寧安市石巖鎮(zhèn)—臥龍鄉(xiāng)一帶。常與區(qū)內(nèi)船底山高位玄武巖(N1-2c)相伴生，且多沿玄武巖底部分布，二者呈鑲邊特征?；瘜W成分平均為(%)：SiO262.56、Al2O320.60、Fe2O34.75、(K2O+Na2O) 2.35。

(4) 古近系虎林組(Eh)泥巖。

主要由灰—灰白色粘土物質(zhì)組成，呈透鏡狀夾于粗砂巖、粉砂巖互層中，厚度不大，約10m。主要分布在寧安市海浪鎮(zhèn)—東京城、牡丹江市樺林鎮(zhèn)—林口縣五林鎮(zhèn)一帶?；瘜W成分平均為(%)：SiO261.73、Al2O320.33、Fe2O32.90、(K2O+Na2O) 4.27。

(5) 古近系虎林組(Eh)頁巖。

頁巖賦存于區(qū)內(nèi)新生界古近系虎林組(Eh)地層，底部為中生界中白堊統(tǒng)海浪組(K2hl)地層，頂部為第四紀玄武巖分布。呈單斜層狀產(chǎn)出，巖石呈灰白—灰綠色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，頁片狀構(gòu)造。礦物組成以泥質(zhì)及凝灰質(zhì)為主，含葉肢介化石，體輕，頁理發(fā)育，頁面平整，經(jīng)薄片鑒定為蛋白石巖。經(jīng)采樣化驗結(jié)果，基巖化學成分為(%)：SiO280.88、Al2O39.25、Fe2O32.06、(K2O+Na2O) 1.46；風化基巖化學成分為(%)：SiO278.27、Al2O39.82、Fe2O32.15、(K2O+Na2O) 1.78。符合生產(chǎn)低堿水泥用硅鋁質(zhì)原料質(zhì)量要求。

牡丹江地區(qū)的水泥用硅鋁質(zhì)原料礦產(chǎn)資源特點總體來看，礦石質(zhì)量較好且規(guī)模較大，大多數(shù)砂巖及泥巖可代替粘土作為水泥用硅鋁質(zhì)原料。

經(jīng)調(diào)查，區(qū)內(nèi)作為水泥用硅鋁質(zhì)原料具有相當遠景，其中牡丹江市溫春鎮(zhèn)地區(qū)分布的中生界下白堊統(tǒng)猴石溝組(K1h)灰白—黃白色硬質(zhì)巖屑長石石英砂巖是本區(qū)較好的水泥用硅鋁質(zhì)原料。

2.3 佳木斯地區(qū)

區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育的中生界下白堊統(tǒng)和新生界新近系中—上新統(tǒng)地層，為本區(qū)水泥用硅鋁質(zhì)原料資源的主要賦存層位，其中下白堊系統(tǒng)猴石溝組(K1h)砂巖，城子河組(K1c)和新近系中—上新統(tǒng)富錦組(N1-2f)砂巖、泥巖等巖層，是區(qū)內(nèi)水泥用硅鋁質(zhì)原料的含礦巖層。分述如下：

(1) 下白堊統(tǒng)猴石溝組(K1h)砂巖。

由黃褐色含礫粗砂巖、硬質(zhì)砂巖、凝灰質(zhì)砂巖、礫巖等組成，總厚度＞1 190m；分布于鶴崗市—蘿北縣環(huán)山鄉(xiāng)、佳木斯群勝鄉(xiāng)、依蘭三道崗—勃利鎮(zhèn)一帶和樺南公心集等地區(qū)。

本區(qū)猴石溝組砂巖多以固結(jié)成巖狀態(tài)出現(xiàn)，呈中厚層狀產(chǎn)出，孔隙式膠結(jié)類型，粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，其碎屑組成主要為硅質(zhì)巖屑及石英礦物碎屑，膠結(jié)物為硅質(zhì)、泥質(zhì)成分?；瘜W成分平均為(%)：SiO269.95、Al2O314.39、Fe2O34.26、(K2O+Na2O)6.44。

(2) 下白堊統(tǒng)城子河組(K1c)砂巖。

由灰白、黃白、黃褐色中—細粒長石砂巖及凝灰質(zhì)砂巖組成，底部為粗砂巖和砂礫巖等。呈微傾斜中厚層狀產(chǎn)出。交錯層理發(fā)育，具明顯的陸相河流沖積特征。巖石呈塊狀，孔隙式泥質(zhì)膠結(jié)，砂狀結(jié)構(gòu)；主要碎屑成分為巖屑、石英及長石碎屑，呈灰黃—黃白色，化學成分平均為(%)：SiO271.3～71.41、Al2O312.97～13.32、Fe2O36.11～5.44、(K2O+Na2O)5.57～4.96。

(3) 新近系中—上新統(tǒng)富錦組(N1-2f)砂巖。

由灰—灰綠色粉砂巖和砂礫巖、粉砂質(zhì)泥巖，夾泥巖互層，總厚度＞497.5m，組成龍崗狀地貌；多分布于樺南縣曙光農(nóng)場、依蘭縣道臺橋—勃利縣小五站及鶴崗市新華鎮(zhèn)一帶。化學成分平均為(%)：SiO273.83、Al2O312.55、Fe2O33.10、(K2O+Na2O)5.91。

(4) 新近系中—上新統(tǒng)富錦組(N1-2f)泥巖。

由灰白色粘土物質(zhì)組成，風化后呈軟泥狀。高粘塑性，具細膩滑感，屬高嶺土類，夾于中粗粒砂巖層中。采樣化驗結(jié)果化學成分為(%)：SiO268.95、Al2O317.48、Fe2O33.01、(K2O+Na2O) 4.09。

佳木斯地區(qū)水泥用硅鋁質(zhì)原料礦產(chǎn)資源特征，總體看不及牡丹江地區(qū)，與哈爾濱地區(qū)大體相同，部分砂巖可代替粘土作為水泥用硅鋁質(zhì)原料，具有一定遠景。其中以下白堊統(tǒng)猴石溝組(K1h)灰白色凝灰質(zhì)長石砂巖、細砂巖夾含礫砂巖質(zhì)量最優(yōu)；如樺南縣閆家鎮(zhèn)凝灰質(zhì)砂巖礦，屬本區(qū)較好的原料礦山，完全符合當?shù)厮嗥髽I(yè)生產(chǎn)普通硅酸鹽水泥的要求。此外，樺南縣北曙光農(nóng)場尚有新近系中—上新統(tǒng)富錦組(N1-2f)含砂礫巖、粘土，也是區(qū)內(nèi)較好的硅質(zhì)原料資源。

3 成礦規(guī)律

區(qū)內(nèi)可作水泥用的硅鋁質(zhì)原料礦主要有砂巖和泥巖兩種，分別賦存在中生界白堊系和新生界新近系地層中，均屬陸源碎屑沉積成因，受古地理環(huán)境控制，具明顯河湖相沉積特征。

3.1 砂巖

主要分為灰白、黃白色長石石英砂巖和灰白色凝灰質(zhì)砂巖兩種類型，受構(gòu)造運動、巖漿活動影響及第四系覆蓋，空間分布上較零亂，各地出露不一，隨地質(zhì)環(huán)境不同，巖(礦)石結(jié)構(gòu)有弱膠結(jié)疏松砂狀結(jié)構(gòu)和固結(jié)堅硬塊狀之別。其中灰白—黃白色長石石英砂巖主要由石英、長石礦(巖)屑組成，弱固結(jié)疏松砂狀結(jié)構(gòu)，以近水平層狀產(chǎn)出，微、斜交層理發(fā)育，沉積韻律明顯，具典型陸相河湖沉積特征，多發(fā)育在新構(gòu)造運動頻繁的凹陷區(qū)，多分布于哈爾濱地區(qū)呼蘭河沿岸一帶的下白堊統(tǒng)嫩江組(K1n)細粒長石石英砂巖，牡丹江地區(qū)溫春鎮(zhèn)一帶的下白堊統(tǒng)猴石溝組(K1h)灰白色長石石英砂巖及牡丹江寧安市海浪鎮(zhèn)一帶的上白堊統(tǒng)海浪組(K2hl)的雜砂巖等；灰白色凝灰質(zhì)砂巖主要由灰白色粒狀玻屑、晶屑、巖屑組成凝灰質(zhì)孔隙式膠結(jié)，砂狀結(jié)構(gòu)，固結(jié)塊狀構(gòu)造，以水平層狀產(chǎn)出，層理清晰，多由火山碎屑物質(zhì)堆積組成，一般鉀鈉含量(K2O+Na2O)較低，適合水泥用硅鋁質(zhì)原料要求。此種砂巖多產(chǎn)在地殼較穩(wěn)定地段，硬結(jié)成巖較好，受后期構(gòu)造和雜質(zhì)污染較少，質(zhì)量較好。

上述兩種砂巖經(jīng)調(diào)查采樣化驗，一般化學成分為(%)：SiO275～80、Al2O310～15、(K2O+Na2O) 4～6，據(jù)黑龍江省生產(chǎn)企業(yè)實踐證明可作普通硅酸鹽水泥生產(chǎn)配料之用。

3.2 泥巖

由灰白、灰綠、灰紫色粘土質(zhì)泥巖組成，呈透鏡體狀夾于砂巖和砂礫巖之間，斷續(xù)狀分布。組成物質(zhì)主要為粘土礦物和經(jīng)水解變質(zhì)的火山灰質(zhì)物質(zhì)，沿湖盆地堆積而成。其物質(zhì)來源與火山活動密切相關(guān)。多在火山巖底部或邊部的湖盆地發(fā)育，一般規(guī)模不大。

泥巖主要分布在牡丹江地區(qū)溫春鎮(zhèn)一帶及寧安市臥龍鄉(xiāng)等地的新生界新近系中新統(tǒng)土門子組(N1t)地層中。此外，在寧安市海浪鎮(zhèn)南煤礦區(qū)古近系虎林組(Eh)上部，煤層頂、底板中亦見有泥巖分布；在佳木斯地區(qū)樺南縣半截河一帶新近系中—上新統(tǒng)富錦組(N1-2f)相當于新近系中新統(tǒng)土門子組(N1t)地層中也見有泥巖分布。泥巖化學成分為(%)：SiO250～64、Al2O310～15、(K2O+Na2O) 0.5～7。多數(shù)泥巖硅的含量偏低，部分可作低堿水泥用配料。

4 結(jié)語

調(diào)查區(qū)內(nèi)水泥用硅鋁質(zhì)原料成礦規(guī)律為：砂巖受陸相動蕩沉積環(huán)境影響，陸源碎屑復雜、成礦規(guī)律不明顯；泥巖受火山活動控制，質(zhì)量變化較大。根據(jù)區(qū)內(nèi)資源特點，類比區(qū)內(nèi)實際生產(chǎn)用同類礦山，作普通硅酸鹽水泥用硅鋁質(zhì)原料資源區(qū)內(nèi)尚有相當遠景，泥巖尚有部分可作低堿水泥配料。值得提出的是在牡丹江地區(qū)寧安市海浪鎮(zhèn)南見有一處蛋白石頁巖礦，賦存于新生界古近系虎林組(Eh)地層中，經(jīng)調(diào)查采樣化驗結(jié)果為(%)：SiO280.88、Al2O39.25、Fe2O32.06、(K2O+Na2O) 1.46，可作低堿水泥生產(chǎn)用配料。