大冶鐵礦大理石礦床特征及開發(fā)前景分析

曹中煌，葉聰靈，董晶晶

（武鋼資源集團(tuán)大冶鐵礦有限公司，湖北 黃石 435006）

大鐵鐵礦隸屬湖北省黃石市鐵山區(qū)，距武漢市104km，106國道從礦區(qū)穿過，距離長江也較近，水陸交通便利。是全國著名的大型矽卡巖型鐵（銅）礦床，是武鋼的鐵礦石主要生產(chǎn)基地。礦山1958年7月開始大規(guī)模機(jī)械化開采，至今已有50年的歷史，資源量絕大部分消耗殆盡。

為了企業(yè)的生存和持續(xù)發(fā)展，大冶鐵礦不斷尋找新的接替資源。目前，非金屬資源市場火爆，大冶鐵礦擁有可觀的大理石資源，具有巨大開發(fā)潛力。

1 區(qū)域地質(zhì)

大冶鐵礦鐵（銅）礦床從西到東在近五公里的范圍內(nèi)共分布六大礦段，礦床的成因類型主要礦漿貫入充填型和接觸交代型。礦床北側(cè)為閃長巖，南側(cè)為大理石（見圖1）。

圖1 大冶鐵礦露天坑衛(wèi)星圖

1.1 區(qū)域地質(zhì)簡況

大冶鐵礦位于淮陽山字型構(gòu)造的前弧西翼與新華夏系構(gòu)造體系第二隆起帶與沉降帶的聯(lián)合部位之鄂城—大磨山次級隆起帶的北段，隸屬于長江中下游富鐵富銅成礦帶的西段（見圖2）。區(qū)域內(nèi)地層出露較完整，尤以中生界及古生界地層最為發(fā)育，以碳酸鹽建造為主。礦區(qū)內(nèi)，以石碳系、二疊系尤其是下三疊統(tǒng)碳酸鹽地層為主。區(qū)域內(nèi)構(gòu)造形態(tài)格局清晰。

以燕山期中酸性侵入巖為主，主要由閃長巖、石英閃長巖及花崗閃長巖組成，主要分布于鄂城—大磨山的主體隆起帶上，總體走向是北北東向展布。

圖2 鄂東南區(qū)域構(gòu)造及礦產(chǎn)分布圖

1.2 地層

礦區(qū)內(nèi)出露地層主要為三疊系下統(tǒng)大冶群第四段、第五段，零星出露二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M、大隆組。第四段（T1dy4），可分為兩個(gè)亞段，總厚度大于165m。第五段（T1dy5）：共分六個(gè)亞段，總厚度約290m。

1.3 構(gòu)造

本區(qū)基本構(gòu)造格架在印支期形成，后經(jīng)燕山期、喜山期構(gòu)造變動(dòng)迭加與改造而定型。礦區(qū)主要構(gòu)造形跡表現(xiàn)為北西西向，北北東向及北西向三種，主要發(fā)育有鐵山背斜、龍門山倒轉(zhuǎn)向斜、龍洞獅子山倒轉(zhuǎn)背斜、象鼻山倒轉(zhuǎn)向斜（見圖3）。

圖3 大冶鐵礦18勘探線地質(zhì)剖面圖

礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，如北西西向的還有鐵門坎斷裂帶(F1、F2)，龍洞斷裂（龍F(tuán)1、龍F(tuán)2），尖山F9、F10、F11等，北東向的還有尖山破碎帶（F23），獅子山破碎帶（F77），龍門山南破碎帶和龍門山西破碎帶（F34）等。

1.4 巖漿巖

鐵山巖體為燕山期多次侵入而形成的閃長巖-花崗閃長巖雜巖體，巖體總體呈NWW～SEE向紡錐形，東西長24km，南北寬5km～8km，出露面積約120km2（見圖4）。

大冶鐵礦即位于鐵山巖體南緣中段，其主要巖性為中細(xì)粒含石英閃長巖、黑云母輝石閃長巖、正長閃長巖、斑狀含石英閃長巖及少量閃長玢巖、煌斑巖、輝綠巖等脈巖。

圖4 鐵山巖體示意剖面圖

1.5 變質(zhì)巖

由于鐵山侵入體熱力作用的影響，礦區(qū)內(nèi)變質(zhì)作用較明顯，主要表現(xiàn)為熱變質(zhì)作用，接觸交代變質(zhì)作用及熱液蝕變作用。

鐵山巖體南緣主要為三疊系大冶群石灰?guī)r，含白云石灰?guī)r，因受熱力作用，距接觸帶約1km范圍內(nèi)大多已經(jīng)熱變質(zhì)成為大理石或白云質(zhì)大理石，局部見含角巖條帶。

2 礦床地質(zhì)

大冶鐵礦大理石礦床位于鐵山巖體西南側(cè)，與鐵（銅）礦床、侵入巖體接觸。

目前，自地表（+200m水平）至地下（-680m水平）井巷，均見大理石出露，東西向延伸約5km，平均寬度約150m。初步估算大理石儲量10億噸以上。根據(jù)大理石巷道揭露情況，越靠近巖體、越深部大理石結(jié)晶越粗大；越往深部，大理石越發(fā)“晶瑩剔透”，越發(fā)致密，節(jié)理、裂隙率越小。

2.1 大理石地層描述

礦區(qū)內(nèi)出露地層主要為三疊系下統(tǒng)大冶群大理石，主要為第四段、第五段。

圖5 30-4勘探線剖面圖

2.1.1 第四段（T1dy4）

分為兩個(gè)亞段，總厚度大于165m。

①第一亞段（T1dy4-1）：青灰色，薄板狀，含細(xì)泥質(zhì)條帶灰?guī)r，變質(zhì)成為深灰、灰黑色極薄層細(xì)角巖條帶或細(xì)角巖香腸狀大理石。厚度20余米。②第二亞段（T1dy4-2）：灰白色厚—中厚層狀灰?guī)r。頂部含硅藻，有時(shí)沿層或條帶或散布于巖石中。中部見縫合線、多平行層面分布。底部夾數(shù)層泥質(zhì)巖薄層或粗大泥質(zhì)條帶，縫合線不發(fā)育。變質(zhì)后，大部分為厚層白色大理石，逢合線較發(fā)育。偶見石香腸或硅質(zhì)團(tuán)塊，下部為白色中厚層—厚層狀大理石，發(fā)育粗大角巖石香腸，厚45m。

2.1.2 第五段（T1dy5）

共分六個(gè)亞段，總厚度約290m。

①第一亞段（T1dy5-1）：淺灰黑色瘤狀石灰?guī)r。變質(zhì)后為淺棕色大理石，見少量瘤狀殘余，含MgO2%～3%，厚約4m。

②第二亞段（T1dy5-2）：灰白色厚層狀純灰?guī)r。平行層面的縫合線發(fā)育。變質(zhì)后為白色厚層狀大理石。細(xì)齒狀縫合線發(fā)育（見圖6）。頂部偶見數(shù)層厚度不大（10cm～15cm）的黑色薄層大理石。本亞段以色白、質(zhì)純、縫合線細(xì)而清晰為特征。厚度約136m。

圖6 縫合線構(gòu)造

③第三亞段（T1dy）：上部為淺棕色或灰白色薄層微細(xì)泥質(zhì)條帶（或竹簾狀）灰?guī)r，下部為淺棕色或灰白色中薄層泥質(zhì)條帶（或竹簾狀）灰?guī)r。變質(zhì)后，上部為淺棕色微薄層，微細(xì)角巖條帶狀大理石，下部為淺棕色薄層，粗角巖條帶狀，疙瘩狀大理石，MgO含量2%左右，厚20余米。

④第四亞段（T1dy5-4）：上部為青灰色厚層砂屑灰?guī)r，夾白色薄層灰?guī)r，含鈣質(zhì)泥條。下部為灰白色薄層及中厚層含泥質(zhì)條帶灰?guī)r，頂部及底部均見有黑色花斑狀礫屑灰?guī)r，中部夾有薄層白云質(zhì)灰?guī)r。變質(zhì)后，上部為白色、灰白色、淺棕色厚層粗晶大理石，具波狀角巖條帶構(gòu)造，下部為黑色大理石，黑色相間條帶狀大理石，見夾有褐黃色白云質(zhì)大理石。厚約65m。

其它第五亞段、第六亞段（T1dy5-6）、第六段（T1dy6）在礦體深部，此處不在一一描述。

2.2 大理石品質(zhì)

2.2.1 節(jié)理、裂隙

受區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和爆破影響，礦區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)若干節(jié)理、裂隙，節(jié)理產(chǎn)出頻率為0.5條/米～1.0條/米，局部達(dá)1條/米～2條/米，如象鼻山大理石（如圖7）。此處大理石位于地表+100水平，曾被原鐵山區(qū)大理石廠開采，進(jìn)行大理石板材加工，因裂隙過于發(fā)育，成才率低而宣告失敗。其主要可采層為純白色大理石，層厚20m～50m，大理石表面出現(xiàn)風(fēng)化現(xiàn)象，局部呈粉末狀風(fēng)化。

圖7 象鼻山大理石（+100米水平）

2.2.2 白度

通過根據(jù)對礦區(qū)10個(gè)淺、深部位置大理石取樣化驗(yàn)，180目大理石粉末白度最高93.30%，最低87.70%，平均90.24%。

2.2.3 CaCO3含量

10個(gè)樣品中，CaCO3含量最高95.52%，最低93.16%，平均94.47%，是優(yōu)質(zhì)CaCO3原料。尤以鐵門坎、龍洞、象鼻山區(qū)域大理石品質(zhì)最佳。其他區(qū)域大理石各具特色，或呈黑白條紋狀、或呈肉紅色，具有良好的加工優(yōu)質(zhì)大理石石材前景。

3 大理石礦床開采技術(shù)條件

大冶鐵礦已進(jìn)行半個(gè)世紀(jì)露天鐵礦石開采，已形成近4km開采臺階，大理石礦體直接出露地表，可快速進(jìn)行大規(guī)模露天開采。礦體可采厚度大，剝離量小。開采過程中的廢料可就近充填至巷道、空場，實(shí)現(xiàn)“零排放”。，礦區(qū)現(xiàn)有公路、水電、排水系統(tǒng)等均完好，

同時(shí)，隨著礦山資源枯竭，大量土地、廠房、設(shè)備閑置，技術(shù)人員、工人富余，大理石開發(fā)可充分利用現(xiàn)有資源，礦床開采投資小，見效快。

4 市場前景

在國際市場上，目前白色大理石主要產(chǎn)自意大利、希臘和中國，其中意大利卡啦啦白和希臘爵士白、水晶白最為著名，價(jià)格昂貴。我國的北京房山漢白玉和四川的寶興白可與之媲美。廣西賀州的“賀州白”白度高、純度好，享譽(yù)國內(nèi)外[4]。

同時(shí)，隨著國家環(huán)保政策的持續(xù)收緊，一大批規(guī)模小、技術(shù)落后的小型非金屬礦山被關(guān)閉，新的增長開拓不足，非金屬行業(yè)增長低于全國平均水平。非金屬產(chǎn)品的市場價(jià)格不斷增長的同時(shí)，非礦行業(yè)發(fā)展不平衡、不充分矛盾突出[5]，非金屬行業(yè)急需一批環(huán)保達(dá)標(biāo)、技術(shù)先進(jìn)、規(guī)模大的企業(yè)帶動(dòng)行業(yè)持續(xù)、健康發(fā)展。

大冶鐵礦作為中國寶武集團(tuán)下屬礦山，在投資能力、裝備水平、環(huán)保設(shè)施、開采方式、管理等方面均處在行業(yè)前列，具備進(jìn)行大理石綠色開采、深度開發(fā)的能力，可以將大冶鐵礦打造為年產(chǎn)量幾千萬噸級的中部大理石深加工基地。

5 結(jié)論

大冶鐵礦大理石礦床儲量巨大，品質(zhì)較好，開采條件優(yōu)越，市場潛力巨大，對于資源枯竭礦山轉(zhuǎn)型發(fā)展意義重大。但受礦山大型爆破影響，目前取樣位置均為爆破面，節(jié)理裂隙較多，無法準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)大理石礦床裂隙率。若進(jìn)行大規(guī)模開發(fā)，尚需進(jìn)行地質(zhì)勘探，對礦床深部、邊部裂隙率、品質(zhì)等進(jìn)一步探明。屆時(shí)，再對礦體進(jìn)行大理石板材、粉體深加工綜合開發(fā)利用研究，發(fā)揮出大理石資源的最大效益。