湖北當(dāng)陽三橋大溝建材用灰?guī)r-白云巖礦床地質(zhì)特征及加工技術(shù)性能

宋澄塵

摘要：鄂西三橋大溝灰?guī)r-白云巖礦床位于霧渡河斷層與通城河斷層夾持地段，三疊系下統(tǒng)嘉陵江組為礦體賦存層位。礦體礦石主要有水泥用灰?guī)r和建筑石料用白云巖兩種。在總結(jié)礦區(qū)地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上討論了兩種礦石的加工技術(shù)性能和流程。

關(guān)鍵詞：水泥用灰?guī)r；建筑石料；白云巖；三橋大溝；鄂西；加工流程

1.引言

鄂西三橋大溝灰?guī)r-白云巖礦床是近年來新發(fā)現(xiàn)的建材、水泥用非金屬礦床，其地質(zhì)特征未有系統(tǒng)總結(jié)，對礦石質(zhì)量、類型和開采方案還缺乏分析。因此本文在野外地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上總結(jié)了礦區(qū)地質(zhì)和礦體、礦石特征，最后討論了水泥用灰?guī)r和建筑石料用白云巖的加工技術(shù)性能和流程，以期為后續(xù)礦床勘探開發(fā)提供參考。

2.區(qū)域地質(zhì)

區(qū)域出露二疊系至第四系地層，二疊系-三疊系地層以碳酸鹽巖地層為主，其中三疊系下統(tǒng)嘉陵江組為水泥用灰?guī)r礦和建筑石料用礦體賦存層位；白堊-第三紀地層出露于遠安地塹和河溶洼陷內(nèi)，由礫巖、砂巖為主的碎屑巖組成；第四系零散分布于河谷、洼地、斜坡地帶，巖性為含碎石塊沙土、含漂石卵礫沙土。各地層主要巖性及厚度詳見表1。礦區(qū)周圍未見巖漿巖分布。

3.礦區(qū)地質(zhì)

3.1礦區(qū)地質(zhì)

礦區(qū)出露三疊系下統(tǒng)嘉陵江組和第四系地層，地層傾向120°～160°，傾角3°～15°，嘉陵江組從下到上可劃分為4個巖性段。水泥用灰?guī)r礦主要分布在嘉陵江組第二段第二層和嘉陵江組第四段第一層，嘉陵江組第四段第一層地層僅在礦區(qū)北西部出露，嘉陵江組第二段第二層地層出露范圍較廣，出露于礦區(qū)南部及東部；建筑石料用礦體主要分布在嘉陵江組第一段、嘉陵江組第三段及嘉陵江組第二段第一層。

嘉陵江組第一段：淺褐黃色中厚層泥晶白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r，近頂部處夾有厚10m～15m灰色薄層、薄-中厚層灰?guī)r。出露不全，厚度大于65mm。僅在山腳和大溝中出露。為礦區(qū)建筑石料用白云巖下礦層。

嘉陵江組第二段：依巖性特征可劃分為二層，第一層深灰色薄層含燧石條帶或燧石團塊泥晶灰?guī)r、泥質(zhì)條帶灰?guī)r、生物粉晶灰?guī)r。厚度8m～15m。主要分布于山腳，為水泥用灰?guī)r礦體底板。與下伏嘉陵江組第一段（T1j1）為整合接觸關(guān)系。第二層：上部為淺灰、灰色中厚層泥晶灰?guī)r，下部為灰色、深灰色薄層夾少量薄-中厚層泥晶灰?guī)r、泥質(zhì)條帶灰?guī)r。厚度90m～120m。主要分布于山腰，是礦區(qū)水泥用灰?guī)r礦體下礦層。

嘉陵江組第三段：灰黃色、淺紅色中厚層白云巖，中下部的位置層間夾有少量含泥云質(zhì)微晶灰?guī)r。厚度50m～ 62m。主要分布于山腰中上部，是礦區(qū)建筑石料用白云巖上礦層。與下伏嘉陵江組第二段第二層為整合接觸關(guān)系。

嘉陵江組第四段：一般出露在山頂。依巖性特征可劃分為兩層，第一層：深灰色薄層夾中厚層泥晶灰?guī)r、生物粉晶灰?guī)r。厚度28m～42m，是礦區(qū)水泥用灰?guī)r礦體上礦層。與下伏嘉陵江組第三段為整合接觸關(guān)系。第二層淺褐色中厚層粉晶灰質(zhì)白云巖?，F(xiàn)區(qū)內(nèi)因開采已全部剝離，據(jù)已有資料，該層厚度1m～8m，是礦區(qū)水泥用灰?guī)r頂板。

礦區(qū)總體為層狀單斜構(gòu)造，地層傾向120°～160°，傾角3°～15°。礦區(qū)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，計有F1～F3三條。其對礦體（層）連續(xù)性有一定影響。

3.2礦體特征

該區(qū)礦體（層）總體傾向南東，傾角較緩，厚度由東向西有逐漸變厚的趨勢，其主要原因是由于斷層導(dǎo)致。礦區(qū)開采礦層為三疊系下統(tǒng)嘉陵江組，受地層層位和地形控制可劃分為2個礦種，每個礦種又分別包含兩個礦層。水泥用灰?guī)r礦體上礦層為嘉陵江組第四段第一層、下礦層為嘉陵江組第二段第二層；建筑石料用礦體上礦層為嘉陵江組第三段，主要為建筑石料用白云巖礦，下礦層為嘉陵江組第二段第一層-嘉陵江組第一段，主要包括建筑石料用白云巖礦和建筑石料用灰?guī)r礦。

水泥用灰?guī)r礦體（層）賦存于三疊系下統(tǒng)嘉陵江組第二段和第四段中，總體呈層狀產(chǎn)出，沿走向延伸大于1000m，沿傾向出露寬度大于800m。礦層產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀一致，即傾向140°左右，局部受斷層影響傾向40°左右，傾角3°～15°。

建筑石料用白云巖礦體（層）主要賦存于三疊系下統(tǒng)嘉陵江組第一段和第三段中，但因嘉陵江組第二段第一層含燧石條帶灰?guī)r不能用作水泥用灰?guī)r，但其滿足建筑石料用礦體的標準，且在礦山開采過程中，由于該層上覆地層為水泥用灰?guī)r礦層，下伏地層為建筑石料用礦層，因此綜合考慮，將該層劃分到建筑石料用礦體中。該礦體總體呈層狀單斜構(gòu)造，沿走向延伸大于670m，沿傾向出露寬度大于980m。礦層產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀一致。

3.3礦石質(zhì)量及類型

3.3.1水泥用灰?guī)r礦體

根據(jù)礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造及礦物成分特征將水泥用灰?guī)r礦石自然類型劃分為中厚層生物粉晶灰?guī)r、薄-中厚層泥晶灰?guī)r、薄-微薄層泥晶團?；?guī)r等3類自然類型。礦區(qū)灰?guī)rCaO、MgO分析結(jié)果能滿足水泥用灰?guī)r礦一般工業(yè)指標要求，可用于生產(chǎn)普通水泥原料。礦區(qū)礦石的工業(yè)類型為普通水泥用灰?guī)r。各礦層礦石質(zhì)量較為穩(wěn)定，根據(jù)基本分析及組合分析結(jié)果，將各礦層礦石平均化學(xué)成分敘述如下。

嘉陵江組第二段第二層礦層：本礦層礦石自然類型為中厚層生物粉晶灰?guī)r和薄-中厚層泥晶灰?guī)r，根據(jù)分析結(jié)果，單樣CaO含量最高54.10%，最低46.18%；MgO含量最高4.58%，最低0.36%。

嘉陵江組第四段第一層礦層：水泥用灰?guī)r礦上礦層嘉陵江組第四段第一層已裸露地表，礦體底板為嘉陵江組第三段，巖性以灰黃色、淺紅色中厚層白云巖為主。

嘉陵江組第二段第二層礦層礦層：該層頂板為嘉陵江組第三段，底板為嘉陵江組第二段第一層，巖性為深灰色薄層含燧石條帶或燧石團塊泥晶灰?guī)r和泥質(zhì)條帶灰?guī)r

3.3.2建筑石料用礦體

礦石自然類型為白云巖及少量含燧石團塊灰?guī)r，主要分布在嘉陵江組第三段和嘉陵江組第一段中，為淺灰黃色-淺褐紅色中厚-厚層狀白云巖，夾有少量含泥云質(zhì)微晶灰?guī)r，呈微晶-粉晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物組分為白云石，次為方解石、細粒生物碎屑及粘土礦物等。其工業(yè)類型為普通建筑石料用白云巖礦。

建筑石料用灰?guī)r礦石主要分布在嘉陵江組第二段第一層中，為灰-深灰色薄-中層狀含燧石條帶灰?guī)r，底部白云質(zhì)含量偏高，呈隱晶-微晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，致密堅硬，性脆，微細裂紋較發(fā)育，由白色方解石充填并膠結(jié)，膠結(jié)程度較好。礦石的主要礦物組分為方解石，次為白云石、泥質(zhì)、微晶-隱晶狀燧石。

建筑石料用礦體圍巖主要為水泥用灰?guī)r礦層。礦區(qū)平緩地帶有少量第四系人工堆土層覆蓋，其主要組分為黃褐色、土黃色含碎石粘土夾巖石碎塊，易剝離。建筑石料用礦層中無夾石。

4.礦石加工技術(shù)性能

4.1水泥用灰?guī)r礦

水泥用灰?guī)r礦石質(zhì)量較好，礦山規(guī)模較大、較完整，只需對礦石進行簡單的破碎和篩分分級，即可得到水泥原料合格產(chǎn)品。開采至今，其開采工藝的環(huán)節(jié)基本為：穿孔、爆破、采裝及工作面運輸，工作面的推進方向以平行走向推進為主、垂直走向推進為輔，臺階高度一般在15m左右；生產(chǎn)工藝流程基本為：礦山采取鑿巖穿孔→爆破→大塊二次人工或機工破碎→裝載→工作面運輸公路汽車→破碎→膠帶機→溜井→平硐聯(lián)合開拓運輸方式，開采石灰?guī)r作為生產(chǎn)水泥的直接原料。葛洲壩當(dāng)陽水泥有限公司建廠以來利用新型干法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)工藝技術(shù)，在生產(chǎn)過程中建立了一套成熟的加工工藝和技術(shù)流程。礦石加工工藝流程基本為：原礦→顎式破碎→振動篩分分級，得到水泥原料合格產(chǎn)品→再加配料后→入窯煅燒→熟料超細磨加工即得成品水泥。

4.2建筑石料用白云巖、灰?guī)r礦

礦區(qū)建筑石料用礦石類型較單一，多為白云巖，少量灰?guī)r礦石。礦石以中厚層狀產(chǎn)出為主，層理清楚，成層性好，結(jié)構(gòu)致密，爆破后塊度適中，可生產(chǎn)不同規(guī)格的塊石料。礦石具有良好的脆性，易于破碎，可加工成不同規(guī)格的碎石料，礦山采出的礦石，主要用于制作建筑和公路使用各種粒度的砂石料。礦區(qū)礦石加工程序簡單，一般無須選礦，只需通過機械破碎篩分加工成建筑等企業(yè)需求的粒度即可。主要加工工藝：通過顎式破碎機初碎→經(jīng)錘式破碎機細碎→經(jīng)機械振動篩篩分→分類分粒徑堆放出售。

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