棉花塘礦區(qū)水泥用灰?guī)r礦的地質(zhì)勘查分析

李柳青

(湖南省煤田地質(zhì)局第三勘探隊(duì)，湖南 永州 425000)

冷水灘區(qū)棉花塘礦區(qū)水泥用灰?guī)r礦詳查是湖南省煤田地質(zhì)局第三勘探隊(duì)申報(bào)并承擔(dān)的2015年度省級(jí)探礦權(quán)采礦權(quán)價(jià)款地質(zhì)勘查項(xiàng)目，本次詳查主要目的是在老礦區(qū)邊部查明可供開發(fā)利用的水泥用石灰?guī)r礦產(chǎn)地。

勘查區(qū)位于永州市冷水灘區(qū)城西南7 km，隸屬永州市冷水灘區(qū)仁灣鎮(zhèn)管轄。地理坐標(biāo)東經(jīng)111°32′15″～111°32′45″，北緯26°24′38″～26°25′00″。由13個(gè)拐點(diǎn)圈定，面積0.3697 km2。工作區(qū)屬溶蝕丘陵地貌，地勢(shì)總體與山脈走向一致，中間高四周低。最高點(diǎn)位于工作區(qū)中部，海拔高程約203.6 m，最低點(diǎn)位于東南部，海拔高程約150 m，相對(duì)高程53.6 m。

1 主要地質(zhì)成果

(1)區(qū)內(nèi)礦層為石炭系下統(tǒng)石磴子組第一層(C1s6)、石炭系下統(tǒng)石磴子組第二層(C1s5)、石炭系下統(tǒng)石磴子組第三層(C1s4)，其地層層序、巖性、厚度及含礦性與以往周邊勘查區(qū)地層一致。

(2)勘查區(qū)構(gòu)造形態(tài)為一單斜構(gòu)造，東側(cè)出現(xiàn)次一級(jí)的產(chǎn)狀極為平緩的背斜和向斜。地層走向?yàn)镹NE-SSW向，傾向302°～5°，傾角一般12°～33°，最大為39°，呈西陡東緩趨勢(shì)隱伏。

(3)礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造不發(fā)育，僅西部外圍見一條斷層(F1)，地表跡象表現(xiàn)為石炭系下統(tǒng)梓門橋組、測(cè)水組、石磴子組地質(zhì)界線平移40～100 m，大致了解該斷層為一傾向逆斷層，對(duì)區(qū)內(nèi)灰?guī)r礦體的連續(xù)性影響甚小，構(gòu)造復(fù)雜程度簡(jiǎn)單。

(4)本次詳查工作控礦工程主要有鉆探、槽探，現(xiàn)在已全部完成鉆孔5個(gè)(418.6 m)，探槽2 816.5 m3，見礦情況良好，本次勘查預(yù)期可探獲礦層(332+333)資源量1 689萬噸，對(duì)促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展及人員就業(yè)具有較好的社會(huì)效益。

2 區(qū)域地質(zhì)

勘查區(qū)位于1∶5萬分幅冷水灘幅，其1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查和區(qū)域礦產(chǎn)調(diào)查尚未進(jìn)行，區(qū)域地質(zhì)與礦產(chǎn)調(diào)查工作程度低。

勘查區(qū)位于祁陽山字型構(gòu)造區(qū)，東零向斜東翼中段。受祁陽山字型構(gòu)造的影響，總體上以復(fù)式褶皺為主，次級(jí)褶曲較發(fā)育，表現(xiàn)為一系列弧形構(gòu)造軸向的褶皺，主要有東零向斜、瞰塘村—高溪市向斜。

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，常與褶皺構(gòu)造伴生，斷裂多為壓性或壓扭性，形態(tài)多呈弧形，褶皺構(gòu)造西翼多為逆斷層破壞，東翼以正斷層為主。斷層走向呈北西向展布?？辈閰^(qū)周邊規(guī)模較大的斷裂主要有石鼓井—龍門口斷裂、黃甸村斷裂，詳見圖1。

礦區(qū)西部和東南部外圍相距50 km以上分別有越城嶺及陽明山巖漿巖侵入體，距本區(qū)較遠(yuǎn)，對(duì)巖、礦層的變質(zhì)作用影響甚微。

3 礦區(qū)地質(zhì)特征

3.1 地層

礦區(qū)內(nèi)出露及鉆探揭露地層自新到老依次為第四系(Q)、石炭系下統(tǒng)測(cè)水組(C1c)、石炭系下統(tǒng)石磴子組(C1s)等地層，現(xiàn)據(jù)以往地質(zhì)工作成果對(duì)區(qū)內(nèi)地層簡(jiǎn)述如下。

(1)第四系(Q)：為殘坡積褐黃色、暗紅色粉質(zhì)黏土、砂土，含少量鐵錳質(zhì)斑點(diǎn)及碎石；碎石為灰?guī)r，部分為燧石及粉砂巖，分布不均勻，無一定規(guī)律；分布于礦區(qū)山坡及溝谷低洼地帶；厚度變化大，一般為0.20～8.54 m，最厚為10.60 m。

(2)石炭系下統(tǒng)測(cè)水組(C1s)：出露在勘查區(qū)北西部，為一套碎屑巖，由褐黃、褐紅色細(xì)砂巖、粉砂巖以及含煤的炭質(zhì)頁巖、泥巖組成；分布于礦區(qū)西北部；一般為123.5～193.0 m，最厚為158.25 m。

圖1 區(qū)域構(gòu)造體系綱要圖

(3)石炭系下統(tǒng)石磴子組(C1s)：據(jù)其巖性可分為三層，自西向東依次分布。①第一層(C1s6)：上部為灰色-淺灰色中厚層狀灰?guī)r和含泥灰?guī)r組成，局部夾薄層狀灰黑色泥質(zhì)灰?guī)r、灰色泥灰?guī)r；下部以含泥灰?guī)r為主，局部偶見砂巖條帶或團(tuán)塊，及薄層狀泥質(zhì)灰?guī)r、燧石條帶、團(tuán)塊及結(jié)核，含珊瑚化石；該層為礦層的頂板，分布于礦區(qū)西北部；一般為123.5～193.0 m，最厚為158.25 m；②第二層(C1s5)：上部為灰至深灰色，中厚-厚層狀灰?guī)r以及含泥灰?guī)r，零星分布燧石團(tuán)塊、條帶、結(jié)核，夾薄層泥質(zhì)灰?guī)r組成，局部富集珊瑚化石，偶夾褐黃色粉砂巖條帶(鉆孔中不甚明顯)，裂隙較發(fā)育，部分裂隙被褐紅色粉砂質(zhì)、泥質(zhì)充填；下部為灰至深灰色厚層狀灰?guī)r、含泥灰?guī)r組成；一般厚16.35～51.13 m，最厚為32.30 m；③第三層(C1s4)：上部為灰色，中厚-厚層狀灰?guī)r、含泥灰?guī)r，隱晶至粉晶質(zhì)結(jié)構(gòu)；中下部為灰色-深灰色，中厚-厚層狀灰?guī)r，夾薄層泥質(zhì)灰?guī)r和泥灰?guī)r，局部零星可見少量星點(diǎn)狀黃鐵礦結(jié)核，普遍含有群體珊瑚化石；該層礦體大面積出露于礦區(qū)東南部；一般為96.75～100.39 m，最厚為98.56 m。

3.2 構(gòu)造

本區(qū)基本構(gòu)造形態(tài)為一單斜構(gòu)造，地層走向NNE-SSW，傾角12°～33°，最大為39°，呈東陡西緩的趨勢(shì)。

根據(jù)本次勘查結(jié)合以往地質(zhì)成果資料，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造不發(fā)育，出露的斷裂構(gòu)造為勘查區(qū)外圍東部的F1，對(duì)本區(qū)無影響。但節(jié)理裂隙普遍發(fā)育，其中以下三組節(jié)理極為發(fā)育：第一組，傾向10°～20°，傾角70～85°；第二組，傾向90°～100°，傾角65°～82°；第三組，傾向170°～180°，傾角80°～88°?？傊V區(qū)構(gòu)造復(fù)雜程度屬簡(jiǎn)單類型。

4 礦體地質(zhì)

4.1 礦體地質(zhì)特征

礦體分布于石炭系下統(tǒng)石磴子組，可分為三個(gè)礦層，即C1s6與C1s5、C1s4礦層，由于受地形切割的影響，致使C1s6在礦區(qū)西南部形成低洼地帶，使礦層變薄，因此，礦區(qū)以C1s5、C1s4礦層為主。

礦層厚度較大，層位較穩(wěn)定，呈NNE-SSW向延伸長(zhǎng)1 km以上，礦層傾斜較緩，絕大部分傾向西或西北向，為緩傾斜的層狀礦體。

4.1.1 C1s6礦層

位于礦區(qū)西北部，為石炭系下統(tǒng)石磴子組第一層(C1s6)，礦體控制長(zhǎng)度800 m，一般厚123.5～193.0 m，傾角12°～30°，呈緩傾斜產(chǎn)出。巖性主要由灰至淺灰色，中-中厚層狀石灰?guī)r和含泥灰?guī)r互層組成，局部夾灰黑色薄層狀泥質(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r。一般在上部夾一層厚約2 m的鈣質(zhì)泥巖，為C1s6夾層，下部偶爾可見相變的砂巖，暗紅色，常呈條帶狀、斑塊狀?yuàn)A于巖層或裂隙中。其灰?guī)r主要由方解石組成，次為白云石、微量石英和鐵質(zhì)物，并含有機(jī)質(zhì)，以隱晶質(zhì)至粉晶質(zhì)結(jié)構(gòu)為主，具貝殼狀斷口，方解石脈較發(fā)育，含珊瑚化石。把該層劃為C1s5頂板。根據(jù)本次勘查采樣化驗(yàn)的結(jié)果顯示，該層的氧化鈣及其他有毒害元素均符合水泥用原料Ⅰ、Ⅱ級(jí)品的一般工業(yè)要求，故該層可作為水泥用料開采。

4.1.2 C1s5礦層

位于礦區(qū)中部，為石炭系下統(tǒng)石磴子組第二層(C1s5)，礦體控制長(zhǎng)度約750 m，一般厚16.35～51.13 m，傾角15°～25°，呈緩傾斜產(chǎn)出。巖性主要由深灰色中-厚層石灰?guī)r、含燧石灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r，偶夾薄層泥灰?guī)r組成，燧石呈透鏡體或結(jié)核狀沿層理分布，而中部為純灰?guī)r。其灰?guī)r主要由方解石組成，含量大于80%，次為白云石、微量石英和鐵質(zhì)物，并含有機(jī)質(zhì)，以隱晶質(zhì)至粉晶質(zhì)結(jié)構(gòu)為主，具貝殼狀斷口，方解石脈較發(fā)育，含珊瑚化石。

4.1.3 C1s4礦層

為石炭系下統(tǒng)石磴子組第三層(C1s4)，位于礦區(qū)東側(cè)，往東南逐漸增加出露寬度，礦體控制長(zhǎng)度約600 m，一般厚96.75～100.39 m，其厚度沿走向較穩(wěn)定，而沿傾向有變薄的趨勢(shì)，傾角15°～39°，呈緩傾斜產(chǎn)出。為灰色-深灰色中-厚層灰?guī)r，隱晶-細(xì)晶結(jié)構(gòu)，少數(shù)為中粒結(jié)構(gòu)，質(zhì)純，成分主要由方解石組成，含量大于80%，次為白云石、石英以及微量鐵質(zhì)物，局部偶爾可見少量星點(diǎn)狀黃鐵礦結(jié)核。巖性堅(jiān)硬，貝殼狀斷口，普遍含有群體珊瑚化石，夾含泥質(zhì)灰?guī)r，中下部常夾灰黑色、薄層狀泥灰?guī)r。

5 結(jié)論

(1)本次物探工作成果充分證明，斷層為一傾向逆斷層，對(duì)區(qū)內(nèi)灰?guī)r礦體的連續(xù)性影響甚小，構(gòu)造復(fù)雜程度簡(jiǎn)單。而且該礦區(qū)見礦情況非常良好，預(yù)計(jì)勘查預(yù)期可探獲礦層大量的資源量，對(duì)促進(jìn)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展及人員就業(yè)具有較好的社會(huì)效益。

(2)在針對(duì)礦區(qū)地質(zhì)特征分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)該礦區(qū)基本構(gòu)造形態(tài)為一單斜構(gòu)造，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造不發(fā)育，出露的斷裂構(gòu)造為勘查區(qū)外圍東部的F1，基本判斷為沒有影響，綜合得出本地區(qū)礦區(qū)構(gòu)造復(fù)雜程度應(yīng)該是簡(jiǎn)單類型。

(3)本次通過對(duì)原椅子山礦區(qū)作為樣本化驗(yàn)，勘查采樣化驗(yàn)的結(jié)果，所含有的元素均符合水泥用原料Ⅰ、Ⅱ級(jí)品的一般工業(yè)要求，因此該層可以作為水泥用料進(jìn)行開采。