河南省鶴壁地區(qū)冶鎂白云巖礦特征

張 磊

（新鄉(xiāng)市國土資源局，河南新鄉(xiāng)453000）

河南省鶴壁地區(qū)冶鎂白云巖礦特征

張 磊*

（新鄉(xiāng)市國土資源局，河南新鄉(xiāng)453000）

鶴壁地區(qū)是我國重要的冶煉金屬鎂基地。《河南省鶴壁市白云巖礦地質(zhì)普查》項目是2007年度河南省地質(zhì)勘查基金（周轉(zhuǎn)金）地質(zhì)勘查類（兩權(quán)價款）項目。鮞粒白云巖礦石類型是本次新發(fā)現(xiàn)的新的冶鎂白云巖礦石類型。冶鎂白云巖礦體賦存于寒武系中、上統(tǒng)接觸部位，礦石類型為鮞粒白云巖，礦石品位高、雜質(zhì)低，礦體層位穩(wěn)定、開采條件好，適宜籌建大型、特大型冶鎂白云巖礦山基地。

地質(zhì)；冶鎂白云巖；特征

礦體位于河南省鶴壁市西部山區(qū)，大地構(gòu)造位置處于太行山區(qū)東南緣。本地區(qū)寒武系、奧陶系碳酸鹽巖廣布，層位穩(wěn)定，產(chǎn)狀平緩，露頭良好，地質(zhì)研究程度高，是開展碳酸鹽巖地區(qū)找礦的較理想地區(qū)。礦區(qū)面積34.77km2。

礦體賦存于寒武系中、上統(tǒng)接觸部位，巖性以鮞粒白云巖為主，少量的細晶白云巖。礦體厚度約7.20～55.25m左右，區(qū)域上沿寒武系中、上統(tǒng)接觸部位尖滅再現(xiàn)帶狀分布。

礦床成因類型為沉積型白云巖化冶鎂白云巖礦床，共6個礦體組成，形態(tài)為層狀、似層狀。全礦區(qū)冶鎂白云巖礦石資源儲量共計25646×104t，為特大型金屬鎂白云巖礦床規(guī)模，平均品位MgO 20.52%，為優(yōu)質(zhì)冶鎂白云巖礦石原料。

1 礦化特征

鶴壁地區(qū)冶鎂白云巖礦含礦層位的主要礦化巖性為鮞粒白云巖，少量的細晶白云巖。厚層、巨厚層狀，平行層理發(fā)育，局部見斜層理，表面為深灰色、灰黑色，宏觀特征明顯。橫向上和鮞粒灰?guī)r呈過渡關(guān)系，和鮞粒灰?guī)r沉積構(gòu)造相同。

2 礦床特征

2.1 礦體特征

礦區(qū)內(nèi)共有礦體6個，產(chǎn)狀均與地層一致，總體呈層狀、似層狀，與圍巖地層整合接觸，沿走向、傾向成呈尖滅再現(xiàn)狀。主要礦體規(guī)模較大，品位較高，達到大型、特大型規(guī)模。

2.1.1 礦體空間位置

礦體賦存于寒武系中上統(tǒng)接觸部位，分布在南部的半山腰和北部的溝谷底部。礦體由寒武系中統(tǒng)張夏組和寒武系上統(tǒng)崮山組鮞粒白云巖和少量的中細晶白云巖組成。礦體嚴格受地層層位控制，層位穩(wěn)定，產(chǎn)狀平緩，形態(tài)簡單，出露良好。礦體傾向北東，傾角5°～10°，與地層產(chǎn)狀一致。礦體底板最高點海拔標高244.28m，最低點海拔標高194.14m。

2.1.2 礦體規(guī)模、形態(tài)和厚度、品位、巖性結(jié)構(gòu)

平面上礦體呈帶狀。礦體出露寬度約40～250m，長度約13km，厚度43.53～25.17m，礦體厚度由北向南有逐漸變薄的趨勢，東西方向上變化無規(guī)律。面積1714460m2。

剖面上礦體呈層狀、似層狀，產(chǎn)狀嚴格受圍巖控制，總體近水平，礦體傾向北東，傾角5°～10°，與地層產(chǎn)狀一致。礦體厚度7.20～55.25m，平均28.50m（見表1、圖1）。

礦石中含量MgO最大值為21.74%，最小值為16.8%，平均值為20.52%。CaO含量最大值為46.59%，最小值為28.91%，平均值為30.97%。

礦石以鮞粒結(jié)構(gòu)為主，少量的中細晶結(jié)構(gòu)。

2.2 礦石特征

2.2.1 礦石的礦物成分

礦石的礦物成分簡單，主要有白云石組成，少量的鐵質(zhì)、粘土等。礦石礦物成分較均一。

表1 礦體特征表

白云石：自形—半自形粒狀，含量98%～99%。d= 0.01～0.06mm，晶體之間為隱晶質(zhì)—泥狀鐵泥質(zhì)充填、渲染。

鐵泥質(zhì)：隱晶質(zhì)—泥狀，含量1%～2%。由隱晶質(zhì)—膠狀褐鐵礦與泥質(zhì)礦物混染，充填分布于白云石晶體之間，并渲染白云石。

2.2.2 礦石的化學成分

從化學分析結(jié)果可見，礦石中有用組分為MgO，礦石中的有害成分為SiO2、Al2O3、Fe2O3、K2O、Na2O等，算術(shù)平均值均低于有關(guān)要求，且成分較均勻。特征值及其變化見表2。

表2 礦石化學成分特征值

2.2.3 礦石的其它化學元素

光譜半定量分析結(jié)果顯示礦石中存在的其它化學元素有：Mn122、Ni3.1、Zn17.0、Li2.0、Mo0.20、Cl0.006、Au0.0005、V0.8、Br1.46ppm。

2.2.4 礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造

2.2.4.1 礦石結(jié)構(gòu)

礦石以鮞粒結(jié)構(gòu)為主，少量的中細晶結(jié)構(gòu)、碎屑結(jié)構(gòu)和網(wǎng)狀微細結(jié)構(gòu)。

鮞粒結(jié)構(gòu)：殘余鮞粒組成，次圓—橢球狀，d＝0.25～1.0mm，多數(shù)d＝0.35～0.8mm，長軸大致定向排列，受極強白云巖化作用，原鮞粒結(jié)構(gòu)遺跡雖然模糊，但同心鮞粒紋層結(jié)構(gòu)依稀可見。鮞粒之間主要由重結(jié)晶細—粉晶白云石充填，膠接類型為基底—孔隙式膠結(jié)。

中細晶結(jié)構(gòu)：巖石主要由白云石組成，自形—半自形粒狀，含量97.5%～99%。d=0.01～0.18mm，晶體之間為隱晶質(zhì)—泥狀鐵泥質(zhì)充填、渲染。

2.2.4.2 礦石構(gòu)造

礦石構(gòu)造以致密塊狀為主，局部可見疊層狀構(gòu)造和不均勻條帶構(gòu)造。

塊狀構(gòu)造：為礦石中常見構(gòu)造，礦石多呈致密堅硬的塊狀。

疊層狀構(gòu)造：系由藻灰?guī)r形成的特殊構(gòu)造，常見形態(tài)為紋層狀，少量的柱狀、丘狀、樹枝狀等。

不均勻條帶構(gòu)造：由暗色的富含有機質(zhì)藻絲微層與有機質(zhì)藻絲較少的微層相間組成不均勻條帶構(gòu)造。

2.3 礦石類型

礦石的自然類型簡單，主要為鮞粒白云巖，少量的中細晶白云巖。礦石的工業(yè)類型為煉鎂用白云巖。由于現(xiàn)有《規(guī)范》沒有對金屬鎂用白云巖礦石分級，本次勘查也暫不分級。

鮞粒白云巖：巖石呈淺灰—深灰色，厚層狀，殘余鮞粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。殘余鮞近70%，可見鮞輪廓，但其內(nèi)部已重結(jié)晶，大小為1.46～0.58mm，原巖鮞粒間為孔隙式膠結(jié)，鮞粒全部由白云石構(gòu)成，多呈他形晶，晶粒在0.08～0.21mm之間。填隙物大于30%，為細晶白云石。白云石含量97.5%～99%之間，鐵泥質(zhì)1.0%～2.5%。

中細晶白云巖：灰白色，風化面多呈灰黑色，細晶結(jié)構(gòu)，中細晶鑲嵌結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物為白云石，次為方解石等，多為半自形晶，鑲嵌狀接觸，橫向上成分稍有變化，但都能滿足礦石質(zhì)量要求。單層厚度一般2m左右，最厚大于4m，最薄僅0.5m。

2.4 礦體圍巖及夾石

2.4.1 礦體頂板

礦層頂板為上寒武統(tǒng)崮山組（∈3g）深灰色厚層狀白云質(zhì)鮞粒灰?guī)r、鮞粒灰?guī)r，少量的第四系粉質(zhì)粘土。白云質(zhì)鮞粒灰?guī)r與鮞粒灰?guī)r呈漸變關(guān)系。

白云質(zhì)鮞粒灰?guī)r，深灰色，鮞粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物為白云石，次為方解石等，多為半自形晶，鑲嵌狀接觸，主要化學成分MgO14.84%、CaO 36.86%、SiO21.28%、K2O 0.19%、Na2O0.021%。

鮞粒灰?guī)r，深灰色，鮞粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物為方解石，次為白云石等，多為半自形晶，鑲嵌狀接觸，主要化學成分MgO 4.93%、CaO 50.72%。

粉質(zhì)粘土，灰黃色，疏松多孔，手捏易碎。含巖石碎塊，多被改造成農(nóng)田。多分布在溝谷底部，厚度0.2～5.0m，一般厚度為1～2m。

礦體頂板層位穩(wěn)定，橫向上成分穩(wěn)定，礦體表面為灰黑色，該層表面呈淺灰色，與礦層宏觀特征明顯，比較容易區(qū)別。產(chǎn)狀和礦層一致，整合接觸。

2.4.2 礦體底板

礦層底板為中寒武統(tǒng)張夏組灰色厚層鮞粒灰?guī)r、灰色、深灰色，鮞粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦物成分主要為方解石，次要礦物為白云石，鐵質(zhì)、粘土少量。主要化學成分MgO2.76%～18.84%、CaO31.29%～51.66%、SiO20.72%、K2O0.062%、Na2O0.021%。層位穩(wěn)定，橫向上成分變化不大，與礦層宏觀特征明顯，比較容易區(qū)別。產(chǎn)狀和礦層一致，整合接觸。

2.4.3 夾層

礦體無夾層。局部礦體MgO含量小于19%，但上下8m任意平均都能大于礦體最低品位，各項有害指標均符合規(guī)范要求。不影響礦體總體質(zhì)量。

3 礦床成因及找礦標志

3.1 礦床成因

礦體賦存于寒武系中上統(tǒng)接觸部位，即張夏組頂部和崮山組底部，總體是在寒武紀陸表海環(huán)境下形成的。巖石為一套厚層狀碳酸鹽巖建造，巖石組合為鮞粒白云巖為主要的巖石類型，中細晶白云巖、碎屑白云巖、疊層石白云巖少量。鮞粒結(jié)構(gòu)為主，少量的中細晶結(jié)構(gòu)、礫屑結(jié)構(gòu)。礦石為快狀構(gòu)造，疊層石構(gòu)造，塊狀層理、平行層理為主，可見三葉蟲屑。以上特征表明，礦體形成于一個動蕩的陸表海鮞粒灘環(huán)境。白云巖化作用是由于障壁作用，海水含鹽度升高，海水濃縮而形成的。中細晶白云巖、碎屑白云巖、疊層石白云巖的出現(xiàn)，單層變薄，證明海水變淺了，逐漸變成了有障壁海的潮坪環(huán)境。

3.2 找礦標志

礦體位于寒武系張夏組頂部和崮山組底部，區(qū)域上為一套巨厚層的碳酸鹽巖建造，地貌上為一較大的陡坎狀，地形陡峻，溝谷深切，巨厚的碳酸鹽巖中，上下巖性均為鮞粒灰?guī)r，表面為灰色、淺灰色，礦體往往位于陡坎狀地貌的中上部，巖性為鮞粒白云巖，表面為深灰色、灰黑色，宏觀特征明顯。巨厚層的碳酸鹽巖陡坎之上為寒武系炒米店組薄板條帶狀微晶灰?guī)r，地貌上為緩坡狀地貌，其下為寒武系饅頭組灰?guī)r和頁巖互層巖性組合，常形成階梯狀地貌，也為尋找礦體的間接重要標志。

4 結(jié)論與建議

（1）該礦床礦石類型在本地區(qū)為一新發(fā)現(xiàn)的礦石類型，和其它類型比較，MgO品位高、雜質(zhì)低，是一種新型的優(yōu)質(zhì)冶鎂白云巖原料。

（2）該礦床為一沉積型冶鎂白云巖礦床，礦體形態(tài)為板狀體，厚度、品位變化小，覆蓋層小，適宜露天開采。

（3）礦石礦物成分簡單，礦石自然類型簡單，找礦標志明顯。含礦地層在本地區(qū)分布廣泛，有很好的找礦前景。

[1]劉成林,徐永婧.山西省盂縣羊泉冶鎂白云巖礦床地質(zhì)特征、成因及經(jīng)濟意義研究[J].礦產(chǎn)與地質(zhì),2012(3).

[2]歷建華,胡福培.江蘇徐州賈汪大京山白云巖礦床特征及開發(fā)利用前景[J].地質(zhì)學刊,2009，33(3):268-271.

[3]陳軍元.白山市黑溝白云巖礦床地質(zhì)特征[C]//2011建材非金屬礦地質(zhì)勘查技術(shù)研討會論文集.

P613

A

1004-5716(2016)12-0166-03

2016-01-25

2016-01-27

張磊（1974-），男（漢族），河南延津人，工程師，現(xiàn)從事礦產(chǎn)資源管理及地質(zhì)勘查工作。