河南寶雨山礦區共生高嶺土資源評價

李俊志

摘 要：文章闡述了河南寶雨山礦區煤系高嶺土的地質特征和賦存條件，指出了該區域高品質高嶺土礦層分布規律，并通過對該區高嶺土的宏觀特征描述、化學成分分析、掃描電鏡等各種測試結果的分析指出，二疊系下石盒子組底部大紫泥巖中的高嶺土比較穩定且品位較優。寶雨山礦區煤系高嶺土資源儲量豐富、品質優良，有極大的開發價值。

關鍵詞：煤系高嶺土；資源評價

中圖分類號： X37 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2017）06-74-2

1 概述

在伊川何莊煤礦和寶雨山煤礦進行了煤田補充勘探中，發現礦區下石盒子組底部大紫泥巖中具一層伴生的煤系高嶺土礦層，對鉆孔內勘探到的煤系伴生礦物進行了記錄與分析。在第一期補充勘探中現場采取了5個代表性的高嶺土礦樣進行化學分析，對全井田的高嶺土資源情況有了初步了解。

2 自然地理概況與區域地質背景

2.1 自然地理情況

寶雨山煤礦位于半坡鄉，距伊川縣城36千米，該鄉北連江左鄉，西接白沙鄉，東與登封毗鄰，南與臨汝接壤，號稱伊川“東大門”，全鄉總面積47.3平方千米。馬鈴山、黑龍山橫臥鄉境，將全鄉分為南北兩半。土地瘠薄，但礦產資源豐富。

2.2 地形、地貌

寶雨山礦區位于箕山西端。地勢南北高，中部低。主要山脈呈近東西向展布。地面標高一般為400～700米，本區基本屬于低山丘陵區。南部由寒武系底層組成一級分水嶺，地面標高500～675米。北部由二疊系砂巖和三疊系金斗山砂巖組成二級分水嶺，地面標高470～785米。分水嶺的展布山脈走向基本一致。溝谷一般呈“V”字型切割。山脈具南坡較陡，北部較緩的地貌特征。在中部低洼區，由暫時性流水形成堆地貌，地面高差相對較小。本區內地形切割劇烈，溝壑發育，地面坡度較大，有利于大氣降水的排泄。

3 地質概況

石炭系（C）下統缺失，中統平行不整合于寒武系之上。

中統—本溪組（C2b）下部為淺灰色，間或夾淺黃、淺紫色鋁土質泥巖，偶夾古占煤。上部為深灰色鮞粒狀鋁土巖。

上統——太原組（C2t）為一套海陸交替相的含煤地層。由碳酸巖、碎屑巖及薄煤層組成。

二疊系（P）上部為較粗碎屑巖（頂部夾有碳酸巖），為距海不遠的河湖相沉積。中下部為煤系地層。

下統：①山西組（P1S）主要為灰至深灰色泥巖、砂質泥巖，中細粒石英砂巖夾粉砂巖及煤層。②下石盒子組（P1x）下部為紫斑發育且具鮞粒的灰綠～紫紅色泥巖，俗稱大紫泥巖。與下伏山西組整合接觸。中上部為淺灰、灰黃及淺紫色相間的泥巖夾粉砂巖。

上統：①上石盒子組（P2s）系四底砂巖（Ss）到平頂山砂巖（Sp）底界間的一套煤系地層。主要由灰、深灰色砂質泥巖、泥巖、灰至灰白色砂巖及煤層或煤線組成。②石千峰組（P2sh） 依據巖性及其組合特征分為兩段：平頂山砂巖段、土門段。與下伏平頂山砂巖呈整合接觸。

三疊系（T）區內僅發育下統劉家溝組（T1l）。主要為紫紅、暗紫色砂巖、粉砂巖、砂質泥巖、泥巖及厚層狀中細粒砂巖互層。其中，下部金斗山砂巖，中細粒結構，巖性單一，并含較均一的豆狀鐵質斑點，交錯層理發育，局部可見對稱狀波痕。

上第三系（N）洛陽組（NL），為淺灰及乳白色的泥灰巖。頂部含菱鐵質結核。大營組（Nd）地表裸露極其零星，為基性火山巖夾火山碎屑巖及正常沉積巖。其頂部為一層較厚的灰色鈣質玄武巖質礫巖。

第四系（Q）井田內第四系堆積比較發育，按成因類型劃分，主要為殘坡積及沖洪積；按時代則隸屬于Q3-4。一般層序是：頂部為腐植層及耕植土，其下為粘土、亞粘土層及殘坡積層，底部乃是時代較早的沖洪積礫石層。所有第四系均以角度不整合伏于其前地層之上。

3.2 構造

寶雨山煤礦位于箕山背斜之北翼，屬昆侖～秦嶺緯向構造帶的北支系。東、西分別以大郭溝斷層、紙坊斷層為界?？傮w為一走向北東，傾向北西，傾角一般17～22°的單斜構造。區域內主要構造形跡為燕山運動的產物。斷裂為主，褶曲較少，且為主要為斷裂的派生構造。本區域中斷層頗多，有正斷層、逆斷層、繼承復活斷層及隱伏于地下的伴生小斷層等。

4 高嶺土資源評估

4.1 礦床地質背景

該區域內煤系高嶺土礦區處于華北地臺南緣嵩箕臺隆中箕山隆褶區和大金店凹陷之間。區域地層屬華北地層區、豫西分區之澠確小區。區內新太古代登封群和古元古代嵩山群組成結晶基底，缺失中元古界熊耳群火山巖系，中元古界汝陽群直接不整合于結晶基底之上，其上依次為厚度不大、層序完整的新元古界洛峪群、震旦系，古生界寒武系、石炭—二疊系和中生界三疊系。石炭—二疊系煤系地層平行不整合于寒武系之上，缺失奧陶系地層。受南北向地應力的作用，區域上形成東西向的北部嵩山、南部箕山兩大背斜和中部的大金店向斜。含礦地層位于箕山背斜的北翼，地層產狀平緩，傾向北，傾角10～20°，主要斷裂有NNE、NNW兩組，但位移不大，地層出露基本完整。

4.2 礦床地質特征

4.2.1 賦礦地層特征

寶雨山礦區高嶺土礦賦礦地層層位為二疊系下石盒子組底部，自下而上的巖性特征為：①砂鍋窯砂巖：上部為青灰色細粒長石石英砂巖，下部為灰白色厚層狀粗粒石英砂巖，底部含礫，具大型楔狀交錯層理，厚9.57m。②紫紅色、灰白色泥巖，砂質泥巖過渡層，夾薄層粉砂巖，局部相變為高嶺土礦透鏡體。平面上距礦層底板8～10m，厚2～3m。③高嶺土礦層：一般厚2～3m，最大厚度達7m，平均3.2m。據鉆孔統計數據，高嶺土礦層下部為灰綠色、蛋青色高嶺石粘土巖，上部為灰黑色高嶺石粘土巖，局部地區高嶺土礦層含有菱鐵質鮞粒，據現場鉆孔巖性統計，礦層由西南向東北鐵質鮞粒含量增高。礦石中高嶺石含量通常在95%以上。④大紫泥巖：紫紅色，灰綠、杏黃、雜色泥巖，夾粉砂巖，局部為黃褐色泥質粉砂巖，具鐵質斑點狀豆鮞結構，厚18～20m。

4.2.2 礦體形態及規模

礦體呈層狀產出，層位較穩定，走向近東西，傾向北，傾角12°～18°。三維地震勘探解譯資料及礦區地質資料顯示：該區域內斷層褶皺構造復雜，斷層多達20條；區內正斷層、逆斷層交錯分布，且斷距較大，大郭溝逆斷層斷距達170m。井田內有大寺溝斷層和寶雨山斷層規模較大，延伸距離較長。另有十多條斷層稀疏的分布在井田中，落差都在30米左右，延伸距離不等。通過收集采坑揭露該區域高嶺土礦層資料并結合以施工鉆孔數據，礦層產出多有斷層落差?？傮w概述，礦層東西延長約4.5km左右，厚度一般3.2m左右，局部最厚達7m，礦層總體自東南向西北變薄，且礦石品質漸差。初步確定該礦床規模已達中型礦床（>200萬噸）。

4.3 礦石特征

①礦石結構、構造及礦物成分。伊川寶雨山礦區煤系高嶺土一般為淺灰色、褐灰色，具滑膩感，貝殼狀斷口，土狀光澤，具可塑性。礦石多具粉砂泥質結構，部分為泥質結構或粉砂—細砂結構。構造多呈塊狀構造及土狀構造，部分礦石由于含有機碳而呈現模糊的水平層理。礦石主要礦物成分為高嶺石（多水高嶺石），高嶺石含量90%以上，少量蒙脫石、伊利石、石英和長石等。②礦石化學成分。通過對礦區代表樣品取樣化驗，得出高嶺巖化學成分如下數據（表4-1）。

綜上分析，化學成分接近高嶺石的理論值，高嶺石的含量一般大于90%，確定該礦區高嶺土礦床為優質高嶺土礦床。

5 開發利用建議

寶雨山礦區煤系高嶺土儲量豐富、品質優良、層位穩定，具有極大的開發價值。由于煤系高嶺巖深加工產品的工藝技術具有依賴性、共存性和連續性。所以在開采煤炭資源的同時，開發這一共生的有益的礦產并結合產品的性質、用途、市場和生產技術等因素，設計一個煤系高嶺巖深加工的綜合工廠，從總體上把握投資效益，是煤礦企業綜合開發副產品的方向。煤系高嶺巖深加工系列項目中建議優先選擇煤系高嶺巖生產煅燒高嶺土項目。其次，隨著本區經濟技術的發展，可考慮沸石分子篩項目和高嶺深加工項目，開發利用前景非常廣闊。

參 考 文 獻

[1] 寶雨山井田精查地質報告[K].河南省煤田地質勘探公司地質二隊，1982.5.