安陽縣馬家鄉水泥用灰巖礦礦床地質特征及找礦標志

董寒杰，柳陽陽（河南省有色金屬地質礦產局第一地質大隊，河南 鄭州 450016）

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安陽縣馬家鄉水泥用灰巖礦礦床地質特征及找礦標志

董寒杰，柳陽陽（河南省有色金屬地質礦產局第一地質大隊，河南 鄭州 450016）

通過對馬家鄉水泥用灰巖礦的成礦地質背景、礦體成礦條件敘述，提出了本區水泥用灰巖礦主要賦存于奧陶系中統上馬家溝組第二巖性段（O2s2），并分別對本區水泥用灰巖礦成礦條件以及其礦床成因進行了簡要的分析，并提出了尋找本區水泥用灰巖礦的找礦標志。

安陽縣；水泥用灰巖礦；礦床地質特征；找礦標志

1　成礦地質背景

本區大地構造位于中朝準地臺南部山西臺隆西側的太行山拱斷束，即太行山東麓低山與丘陵接壤地帶［1］。地層區劃屬華北地層區山西分區太行山小區。區域地層有寒武系、奧陶系、二疊系、古近系、新近系、第四系，局部有石炭系出露。構造以北北東向斷裂構造為主，次為北西向斷裂。

1.1地層

本區地層主要為奧陶系中統上馬家溝組第二巖性段（O2s2）及第四系（Q），詳見礦區地質略圖（圖1）。

圖1　礦區地質略圖

（1）馬家溝組第一巖性段（O2s1）

在區內西內側零星出露。灰褐色、褐紅色，主要為白云質灰巖夾薄層石灰巖，其上覆地層即為花斑灰巖。

（2）馬家溝組第二巖性段（O2s2）又可細分為以下五層（詳見地層對比表1）：

①第一層（O2S2-1）花斑狀灰巖：

上馬家溝組第二段的最下部。零星出露于礦區西及西南部，呈低凹或平緩斜坡地形。

本層為中-厚層狀花斑灰巖間，單層厚10～30m，灰巖中的花斑多為條帶狀，沿層理方向分布，含量一般在10%以上，局部富可達30～50%左右。斑體大部分為黃灰-暗灰色，在層面上寬0.5～1cm，最長10cm，與基質界限基本清晰。

②第二層（O2S2-2）白云質灰巖：

本層為厚層狀白云質灰巖及淺黃灰或綠黃色含白云質泥灰巖，層厚2.5～4.67m，平均厚3.47m，該層與上覆巖層為漸變接觸。

③第三層（O2S2-3）生物碎屑灰巖，即為本區的下礦層。

該層與上（O2S2-4）、下 （O2S2-2）分層界面較清楚。層厚13.43～25.14m，平均厚度19.02m。該層沿走向及傾向較穩定，但局部產狀有一定變化。生物碎屑灰巖分布于整個礦區，為灰、深灰色中、厚層狀，巖性穩定。質硬性脆，斷口呈貝殼狀。地表風化后呈灰白色，形成溶凹、溶溝。

表1

④第四層（O2S2-4）白云質灰巖：

本層由白云質灰巖及淺黃色含白云質泥灰巖組成。該層白云質灰巖中白云石礦物含量增高，近頂部偶見淺黃色角礫狀白云質灰巖。

⑤第五層（O2S2-5）角礫狀灰巖：

本層以角礫狀灰巖為主，風化面灰色，新鮮面黑色，角礫狀構造，角礫成分主要為灰巖。角礫粒徑大小2～5cm，膠結物主要由方解石和白云石組成。厚約5～25m。

（3）第四系（Q）

褐黃色、褐紅色粘土，亞粘土及殘坡積物。分布于礦區四周及局部低凹地帶，一般厚0.5～4.5m，大多為耕地。

1.2構造

本區為太行山隆起東翼的一部分，區內總的構造形態為一向北東東傾斜的單斜構造，斷層主要分布于區域上的中部及東部，以北東向及北北東向高角度正斷層為主。巖層走向以北北東為主，巖層傾角西緩東陡，西部巖層傾角一般5～8°，東部巖層傾角一般在6～12°左右，局部因受到斷裂構造及巖漿巖侵入的影響，傾角較陡，可達25°，總觀全區構造較為簡單。

1.3巖漿巖

礦區范圍內無巖漿巖出露。

2　礦體成礦條件

2.1礦體特征

礦體賦存于奧陶系中統上馬家溝組第二巖性段（O2s2）。奧陶系中統上馬家溝組第二巖性段第三層（O2s2-3）為下礦層，奧陶系中統上馬家溝組第二巖性段第五層（O2s2-5）為上礦層。上、下礦層間夾一層巖性穩定，厚度有變化的夾層即奧陶系中統上馬家溝組第二巖性段第四層 （O2s2-4），巖性為白云質灰巖，厚度4.39～14.89m，平均厚度8.1m。礦體呈層狀產出，嚴格受地層控制，礦層除受溝谷切割剝蝕外，構造對礦層影響不甚明顯。

現分上、下礦層進行敘述。

（1）上礦層：

主要分布于礦區東側。主要巖性為角礫狀灰巖，性脆，風化面灰色，略顯灰白，新鮮面黑色，角礫狀構造。礦層走向一般340～20°，傾向一般70～110°，傾角一般5～15°，礦層厚度26.5m，由于受風化剝蝕作用，礦體平面形態較復雜，上礦層共2個礦體：

上礦層Ⅰ號礦體，沿走向長140m，沿傾向寬90m，平均厚度5.86m。礦層厚度在走向及傾向上的變化不大，礦體平均品位CaO平均含量53.55%，MgO平均含量0.47%。品位變化系數CaO為1%，MgO為34%。

上礦層Ⅱ號礦體，沿走向長500m，沿傾向寬600m，礦層厚度15.33～33.68m，平均厚度23.05m。礦層總體上比較穩定，礦體平均品位CaO平均含量52.15%，MgO平均含量1.25%。品位變化系數CaO為2%，MgO為26%。

（2）下礦層：

分布于整個礦區，為生物碎屑灰巖，為灰、深灰色中、厚層狀，質硬性脆，斷口呈貝殼狀。地表風化后呈灰白色。

下礦層編號Ⅰ號礦體，沿走向長530m，沿傾向寬700m，礦層厚度13.43～25.14m，平均厚度19.02m。礦體平均品位CaO平均含量52.43%，MgO平均含量1.83%。品位變化系數CaO 為1%，MgO為39%。

2.2礦石質量

（1）礦石結構、構造

①礦石結構

礦石主要為生物碎屑結構、角礫狀礫屑結構。

生物碎屑結構、角礫狀礫屑結構：角礫以微晶方解石為主，現已大部分重結晶，晶粒可達0.1～0.2mm（細晶級），呈他形晶，顆粒邊緣為鋸齒狀，相互緊密鑲嵌成花崗狀結構，顆粒表面往往較臟，有氧化鐵質附在上面，角礫形態呈棱角、次棱角狀，角礫含量80%左右，粒屑分為生物碎屑和內碎屑，前者多為被方解石交代的腹足類、頭足類及藻團碎片（塊），含量12～30%不等；后者多為砂屑，一般0.1～0.33mm，呈現圓形或者橢圓形，其長軸常平行層理分布，分選度及磨圓度均較好，其含量60～70%。填隙物常為亮晶方解石、自生石英、泥晶方解石及碳酸鹽微晶等，含量一般在10～30%。

②礦石的構造

礦石以塊狀構造、角礫狀構造、花斑狀構造為主。主要層位是上礦層、下礦層。

（2）礦石的礦物成分

本區礦石礦物成份簡單，主要礦石礦物為方解石，一般含量在90～65%之間，脈石礦物主要是自形、半自形的白云石，含量5%左右。礦石中微量礦物大致有黃鐵礦、石英、褐鐵礦、有機質等，含量一般在1～3%之間。

（3）礦石的化學成分

礦石主要化學成分為CaO、MgO，次要成份為SiO2、Al2O3、Fe2O3、K2O、Na2O、SO3、Cl-等。

CaO：為礦石的主要有益組份。上礦層含量51.73～53.55%，平均52.26%，變化系數1%，下礦層含量51.24～54.06%，平均52.43%。

MgO：為礦石的主要有害成份。上礦層含量0.47～1.38%，平均1.12%，變化系數34%，下礦層含量0.66～2.65%，平均1.83%。

SiO2、Al2O3、Fe2O3：為礦石中有益化學成份。其含量：SiO2為1.57～1.87%、平均1.7%，Al2O3為0.2～0.61%、平均0.3%，Fe2O3為0.16～0.27%、平均0.23%。

fSiO2、K2O、Na2O、SO3、Cl-：為礦石中的有害成份。

2.3礦層圍巖

礦層與其頂底板圍巖一般界線清楚，而且顏色、化學成分、結構構造存在明顯差別。根據上、下礦層圍巖的自然出露情況從下而上簡述如下：

（1）下礦層的底板圍巖：即奧陶系中統上馬家溝組第二段第二層（O2S2-2），與礦層平行整合接觸，為白云質灰巖，該層全區穩定，層間常有薄層的生物碎屑灰巖，根據已取樣品化學分析結果，CaO：含量33.23～43.32%，平均39.56%、MgO：含量6.14～10.05%，平均6.25%。

（2）下礦層的頂板及上礦層的底板圍巖：即奧陶系中統上馬家溝組第二段第四層（O2S2-4），與礦層平行整合接觸，為白云質灰巖，該層全區穩定，層間常有薄層的生物碎屑灰巖，厚度4.39～14.89m，平均8.1m。根據化學分析結果，CaO：含量30.33～43.54%，平均37.99%MgO：含量5.44～13.15%，平均7.96%。

3　礦床成因及找礦標志

3.1礦床成因

礦區位于中朝準地臺的南部，在早奧陶世，該區處于淺海環境，隨后地殼逐漸升起，到中奧陶世早、中期地殼又緩慢下降，并伴又周期性的顫動，發生的廣泛海浸及海退，形成本區下、上馬家溝組一套較穩定的碳酸鹽巖［3］。

根據本礦床地層巖性特征，結構構造及其變化，說明本區以淺-濱海沉積環境為主，向潮間帶沉積過渡的海退式沉積碳酸鹽巖相礦床。

3.2找礦標志

奧陶系灰巖在安陽地區分布廣泛，從層位上看，適于做水泥用灰巖的層位較多，但是以O2f2和O2S2兩段較好。就奧陶系中統上馬家溝組第二巖性段O2S2而言，又以O2S2-3作為水泥用灰巖較佳。因此尋找O2S2-3礦床，可以尋找生物碎屑灰巖（以較多的珠角化石為特征），或以O2S2-4（礦層頂板）及O2S2-2（礦層底板）灰色，淺灰色白云質灰巖為標志層進行找礦，可望取得較好的找礦效果。

［1］河南省地質礦產局.河南省區域地質志.地質出版社，1989.

［2］王獻民.河南安陽李珍水泥原料石灰巖礦床地質特征［J］.徐煤科技，1996（02）.

［3］牛永斌，董小波，朱信生，周 碩，高文秀.豫西北太行山奧陶系露頭區裂縫發育特征及主控因素［J］.現代地質，2013（04）.

2016-3-12

P619.22

A

2095-2066（2016）09-0076-02