大冶鐵礦大理石礦床特征及開發前景分析

曹中煌，葉聰靈，董晶晶

（武鋼資源集團大冶鐵礦有限公司，湖北 黃石 435006）

大鐵鐵礦隸屬湖北省黃石市鐵山區，距武漢市104km，106國道從礦區穿過，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基地。礦山1958年7月開始大規模機械化開采，至今已有50年的歷史，資源量絕大部分消耗殆盡。

為了企業的生存和持續發展，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，具有巨大開發潛力。

1 區域地質

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

圖1 大冶鐵礦露天坑衛星圖

1.1 區域地質簡況

大冶鐵礦位于淮陽山字型構造的前弧西翼與新華夏系構造體系第二隆起帶與沉降帶的聯合部位之鄂城—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）。區域內地層出露較完整，尤以中生界及古生界地層最為發育，以碳酸鹽建造為主。礦區內，以石碳系、二疊系尤其是下三疊統碳酸鹽地層為主。區域內構造形態格局清晰。

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 鄂東南區域構造及礦產分布圖

1.2 地層

礦區內出露地層主要為三疊系下統大冶群第四段、第五段，零星出露二疊系上統龍潭組、大隆組。第四段（T1dy4），可分為兩個亞段，總厚度大于165m。第五段（T1dy5）：共分六個亞段，總厚度約290m。

1.3 構造

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

圖3 大冶鐵礦18勘探線地質剖面圖

礦區內斷裂構造發育，如北西西向的還有鐵門坎斷裂帶(F1、F2)，龍洞斷裂（龍F1、龍F2），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 變質巖

由于鐵山侵入體熱力作用的影響，礦區內變質作用較明顯，主要表現為熱變質作用，接觸交代變質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巖，含白云石灰巖，因受熱力作用，距接觸帶約1km范圍內大多已經熱變質成為大理石或白云質大理石，局部見含角巖條帶。

2 礦床地質

大冶鐵礦大理石礦床位于鐵山巖體西南側，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。根據大理石巷道揭露情況，越靠近巖體、越深部大理石結晶越粗大；越往深部，大理石越發“晶瑩剔透”，越發致密，節理、裂隙率越小。

2.1 大理石地層描述

礦區內出露地層主要為三疊系下統大冶群大理石，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）

分為兩個亞段，總厚度大于165m。

①第一亞段（T1dy4-1）：青灰色，薄板狀，含細泥質條帶灰巖，變質成為深灰、灰黑色極薄層細角巖條帶或細角巖香腸狀大理石。厚度20余米。②第二亞段（T1dy4-2）：灰白色厚—中厚層狀灰巖。頂部含硅藻，有時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。底部夾數層泥質巖薄層或粗大泥質條帶，縫合線不發育。變質后，大部分為厚層白色大理石，逢合線較發育。偶見石香腸或硅質團塊，下部為白色中厚層—厚層狀大理石，發育粗大角巖石香腸，厚45m。

2.1.2 第五段（T1dy5）

共分六個亞段，總厚度約290m。

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

②第二亞段（T1dy5-2）：灰白色厚層狀純灰巖。平行層面的縫合線發育。變質后為白色厚層狀大理石。細齒狀縫合線發育（見圖6）。頂部偶見數層厚度不大（10cm～15cm）的黑色薄層大理石。本亞段以色白、質純、縫合線細而清晰為特征。厚度約136m。

圖6 縫合線構造

③第三亞段（T1dy）：上部為淺棕色或灰白色薄層微細泥質條帶（或竹簾狀）灰巖，下部為淺棕色或灰白色中薄層泥質條帶（或竹簾狀）灰巖。變質后，上部為淺棕色微薄層，微細角巖條帶狀大理石，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巖，夾白色薄層灰巖，含鈣質泥條。下部為灰白色薄層及中厚層含泥質條帶灰巖，頂部及底部均見有黑色花斑狀礫屑灰巖，中部夾有薄層白云質灰巖。變質后，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

2.2.1 節理、裂隙

受區域構造運動和爆破影響，礦區內已發現若干節理、裂隙，節理產出頻率為0.5條/米～1.0條/米，局部達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，曾被原鐵山區大理石廠開采，進行大理石板材加工，因裂隙過于發育，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，大理石表面出現風化現象，局部呈粉末狀風化。

圖7 象鼻山大理石（+100米水平）

2.2.2 白度

通過根據對礦區10個淺、深部位置大理石取樣化驗，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個樣品中，CaCO3含量最高95.52%，最低93.16%，平均94.47%，是優質CaCO3原料。尤以鐵門坎、龍洞、象鼻山區域大理石品質最佳。其他區域大理石各具特色，或呈黑白條紋狀、或呈肉紅色，具有良好的加工優質大理石石材前景。

3 大理石礦床開采技術條件

大冶鐵礦已進行半個世紀露天鐵礦石開采，已形成近4km開采臺階，大理石礦體直接出露地表，可快速進行大規模露天開采。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，實現“零排放”。，礦區現有公路、水電、排水系統等均完好，

同時，隨著礦山資源枯竭，大量土地、廠房、設備閑置，技術人員、工人富余，大理石開發可充分利用現有資源，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，享譽國內外[4]。

同時，隨著國家環保政策的持續收緊，一大批規模小、技術落后的小型非金屬礦山被關閉，新的增長開拓不足，非金屬行業增長低于全國平均水平。非金屬產品的市場價格不斷增長的同時，非礦行業發展不平衡、不充分矛盾突出[5]，非金屬行業急需一批環保達標、技術先進、規模大的企業帶動行業持續、健康發展。

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

5 結論

大冶鐵礦大理石礦床儲量巨大，品質較好，開采條件優越，市場潛力巨大，對于資源枯竭礦山轉型發展意義重大。但受礦山大型爆破影響，目前取樣位置均為爆破面，節理裂隙較多，無法準確統計大理石礦床裂隙率。若進行大規模開發，尚需進行地質勘探，對礦床深部、邊部裂隙率、品質等進一步探明。屆時，再對礦體進行大理石板材、粉體深加工綜合開發利用研究，發揮出大理石資源的最大效益。