福建龍巖田尾礦區(qū)水泥用灰?guī)r礦礦石質(zhì)量變化規(guī)律

章喜相

（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心福建總隊(duì)，福建 福州 350001）

1 礦區(qū)地質(zhì)概況

田尾礦區(qū)位于閩西南坳陷帶南西部的廣平—龍巖坳陷內(nèi)，龍(巖)—漳(平)復(fù)式向斜的近核部，政和—大浦深大斷裂的西側(cè)。礦區(qū)內(nèi)出露地層由老至新有下石炭統(tǒng)林地組(C1l)，上石炭統(tǒng)船山組(C3c)，下二疊統(tǒng)棲霞組(P1q)、文筆山組(P1w)、童子巖組(P1t)和第四系(Q)。

水泥用灰?guī)r礦賦存于上石炭統(tǒng)船山組和下二疊統(tǒng)棲霞組。上石炭統(tǒng)船山組分布于礦區(qū)南部及東部，地層產(chǎn)狀：傾向300～320°，傾角20～40°。巖性為淺灰—灰白色厚—巨厚層狀細(xì)晶灰?guī)r，上部夾白云質(zhì)灰?guī)r。最大厚度331m。下二疊統(tǒng)棲霞組分布于礦區(qū)中部、北西部及南部，地層呈北東向展布，傾向300～320°，傾角20～40°。根據(jù)巖性組合特征，棲霞組地層可分為五個(gè)巖性段。第一巖性段(P1q1)：巖性為灰—深灰色薄—中厚層狀燧石結(jié)核灰?guī)r、燧石條帶灰?guī)r和白云質(zhì)灰?guī)r。第二巖性段(P1q2)：巖性為淺灰—深灰色中厚層狀生物碎屑灰?guī)r、微晶—細(xì)晶灰?guī)r、含燧石灰?guī)r。第三巖性段(P1q3)：巖性為灰—深灰色燧石灰?guī)r、燧石條帶灰?guī)r和泥灰?guī)r互層。第四巖性段(P1q4)：巖性為灰—深灰色中厚層狀含燧石灰?guī)r。第五巖性段(P1q5)：巖性為深灰—灰黑色中厚層狀硅質(zhì)灰?guī)r、含灰?guī)r角礫硅質(zhì)巖，間夾薄—中厚層泥質(zhì)條帶灰?guī)r、含白云質(zhì)灰?guī)r和鈣質(zhì)泥巖等。

礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造以斷裂為主，共見有5條斷裂構(gòu)造，走向以北西向及北東向?yàn)橹鳌?/p>

礦區(qū)巖漿巖較發(fā)育，共見2條花崗斑巖脈和4條輝綠巖脈。花崗斑巖脈對礦體連續(xù)性造成一定的影響，本礦區(qū)巖漿巖對礦石質(zhì)量影響不大。

2 礦體化學(xué)成分變化分析

2.1 礦體特征

礦區(qū)共圈定了水泥用灰?guī)r礦3個(gè)，自下而上依次編號(hào)為KT1、KT2、KT3號(hào)礦體，分別賦存于上石炭統(tǒng)船山組(C3c)、下二疊統(tǒng)棲霞組第二巖性段(P1q2)和第四巖性段(P1q4)中。

KT1礦體分布于礦區(qū)中東部，沿走向北東長約1 050m，沿傾向?qū)?0～500m，呈一單斜構(gòu)造形態(tài)，層狀產(chǎn)出，礦體最大厚度約260m。KT2礦體分布于礦區(qū)中部，沿走向北東長約1 900m，沿傾向?qū)?5～210m，呈一單斜構(gòu)造形態(tài)，層狀產(chǎn)出，礦體最大厚度約103m。KT3礦體分布于礦區(qū)的北東部，沿走向北東長約830m，沿傾向?qū)?5～90m，呈一單斜構(gòu)造形態(tài)，層狀產(chǎn)出，礦體最大厚度約58m。

其中KT1礦體為本礦區(qū)主礦體，礦石自然類型主要為微晶—細(xì)晶灰?guī)r，其資源量占全區(qū)總資源量的64.48%，本文僅對KT1礦體特征進(jìn)行分析研究。

控制KT1礦體的鉆孔共有24個(gè)，礦石的主要化學(xué)成分：CaO 48%～55.60%，平均53.31%；MgO 0.04%～2.98%，平均0.77%。

2.2 KT1礦體化學(xué)成分沿傾向上的變化特征

KT1礦體共布設(shè)7條勘探線進(jìn)行鉆探控制，勘探線方向?yàn)榻V體傾向方向，選擇具有代表性的8號(hào)勘探線上的鉆孔單工程CaO、MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行傾向方向品位變化統(tǒng)計(jì)分析，并以CaO、MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均值編制沿傾向變化曲線(見圖1)。

圖1 KT1礦體CaO、MgO含量沿傾向方向變化曲線圖

8線礦石中CaO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為48.70%～55.60%，平均53.95%。質(zhì)量變化系數(shù)僅為3.10%，表明礦石CaO含量在傾向方向上的變化極小，礦化均勻；礦石中MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.23%～2.80%，平均0.62%。質(zhì)量變化系數(shù)為44.11%，表明礦石MgO含量在傾向方向上的變化較穩(wěn)定。從圖1中可以看出，沿傾向(東→西)CaO含量呈波狀起伏(低—高—低)變化；MgO含量呈波狀起伏(高—低—高)變化。兩者負(fù)相關(guān)關(guān)系較顯著。

2.3 KT1礦體化學(xué)成分沿走向上的變化特征

沿走向方向控制KT1礦體的勘探線以間距200m平行布設(shè)，不同的勘探線上各選擇一個(gè)鉆孔單工程CaO、MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行質(zhì)量變化統(tǒng)計(jì)分析，并以CaO、MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均值編制沿走向變化曲線(見圖2)。

圖2 KT1礦體CaO、MgO含量沿走向方向變化曲線圖

走向方向礦石中CaO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為48.06%～55.60%，平均54.03%。質(zhì)量變化系數(shù)僅為3.46%，表明礦石CaO含量在傾向方向上的變化極小，礦化均勻；礦石中MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.16%～3.80%，平均0.58%。質(zhì)量變化系數(shù)為53.32%，表明礦石中MgO含量在傾向方向上的變化較穩(wěn)定。從圖2中可以看出，沿走向(10線→5線)CaO含量呈波狀起伏(低—高—低—高)變化；MgO含量呈波狀起伏(高—低—高—低)變化。兩者負(fù)相關(guān)關(guān)系較顯著。

2.4 KT1礦體化學(xué)成分沿垂直方向上的變化特征

對礦區(qū)控制KT1礦體的24個(gè)鉆孔進(jìn)行品位變化統(tǒng)計(jì)分析，并選擇具代表性的ZK804鉆孔編制礦體CaO、MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)沿垂直方向變化曲線(見圖3)。

圖3 KT1礦體CaO、MgO含量沿垂直方向變化曲線圖

從圖3中可以看出，沿垂直方向CaO含量以54%為軸上下波動(dòng)(波動(dòng)范圍51.08%～55.60%)，質(zhì)量變化系數(shù)為2.52%；MgO含量以0.5%為軸上下波動(dòng)(波動(dòng)范圍0.24%～1.63%)，質(zhì)量變化系數(shù)為62.79%。CaO、MgO含量波動(dòng)范圍較小，兩者負(fù)相關(guān)關(guān)系較顯著。

3 夾石層特征

礦區(qū)主礦體KT1共圈定11條夾石層，自下而上依次編號(hào)為J1～J11。夾石層巖性為含泥炭質(zhì)燧石灰?guī)r、燧石灰?guī)r和含白云質(zhì)灰?guī)r層，以高硅、鎂為特征。夾石產(chǎn)狀與礦層產(chǎn)狀一致，在走向、傾向上多數(shù)以不連續(xù)或斷續(xù)似層狀、透鏡狀等產(chǎn)出。

夾石層厚度3.95～28.86m不等，總體厚度不大。根據(jù)對控制夾石層的19個(gè)鉆孔，128件單樣的CaO、MgO含量的研究分析，夾石層中CaO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.28%～51.8%，平均40.72%，質(zhì)量變化系數(shù)為27.46%，表明夾石層中的CaO含量較低，變化較穩(wěn)定；夾石層中的MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.18%～17.4%，平均5.57%，質(zhì)量變化系數(shù)為80.75%，表明MgO含量較高，變化較大。

4 結(jié)論

(1) 經(jīng)對田尾礦區(qū)水泥用灰?guī)rKT1

礦體中鉆孔樣品化驗(yàn)數(shù)據(jù)的數(shù)理統(tǒng)計(jì)，并編制三維空間的變化曲線圖分析，KT1礦體的礦石主要化學(xué)成分在空間上有小幅的波動(dòng)變化，但總體質(zhì)量良好，分布穩(wěn)定。

(2) 水泥用灰?guī)r主要成分CaO與MgO，CaO為有用成分，對水泥生產(chǎn)有利；MgO為有害成分，對水泥生產(chǎn)不利。田尾礦區(qū)KT1礦體中CaO與MgO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。

(3) 夾石層化學(xué)成分主要表現(xiàn)為低鈣、高鎂，且MgO化學(xué)成分變化相對較大。