安徽省淮北市小黃山水泥用灰巖礦氧化鈣含量及其變化規律研究

［關鍵詞］水泥用灰巖礦；氧化鈣含量；變化規律；研究；社會經濟效益

淮北市小黃山水泥用灰巖礦位于淮北市城區東南方向約7 km，行政區劃屬于烈山區馬橋鎮。礦區周邊縣道與鄉村小道遍布，交通十分便利。

該礦區于2020年7月～2021年4月進行了詳查階段的地質勘查工作，并于2021年6月提交了《安徽省淮北市小黃山水泥用灰巖礦詳查地質報告》。

氧化鈣是制造水泥的關鍵成分，其含量決定了水泥的強度、密實性、耐久性和安定性。

礦石中氧化鈣（CaO）是水泥用灰巖礦的主要有用組分，其含量直接影響礦石的質量、品級和工業用途。因此，詳細查明氧化鈣的含量及其在走向、傾向、厚度方向的變化規律，對指導進行地質勘查工作和開發利用有非常重要的意義。

1. 礦區地層

礦區出露的地層有寒武系的徐莊組、張夏組、崮山組、長山組、鳳山組和第四系。

由老到新分述如下：

1.1 寒武系徐莊組

底部為厚層豹皮狀灰巖夾鮞狀含海綠石生物碎屑灰巖：灰色，微晶結構，厚層狀，主要成分為方解石，巖石較破碎，厚19.41 m。與下伏地層整合接觸。

中下部為砂頁巖：紫紅色，粉砂質結構，薄層狀，主要礦物成分為石英、長石，風化強，巖石破碎，厚15.76 m。整合接觸。

中部為粉砂巖：灰黃色，粉砂結構，薄層狀構造，主要礦物成分為石英、長石，底部夾1 m厚砂巖團塊的瘤狀灰巖，巖石破碎，整合接觸，厚17.20 m。

中上部為中厚層鮞狀含白云質灰巖：灰色，微晶結構，中厚層狀，主要礦物成分為方解石，局部砂巖團塊，巖石破碎，整合接觸，厚6.8 m。

頂部為薄-中厚層細砂巖：灰黃色，細砂結構，薄—中厚層狀構造，主要礦物成分為石英、長石，整合接觸，風化嚴重，巖石破碎。與上覆地層整合接觸。

1.2 寒武系張夏組

底部為中厚層鮞狀含白云質灰巖：灰黑色，微晶結構，中厚層狀，主要礦物成分為方解石，含微量的白云石，巖石較完整，與下伏地層整合接觸，厚14.47 m。

中下部3 為厚層鮞狀灰巖：灰白色，微晶結構，厚層狀，主要礦物成分為方解石，風化較弱，巖石較完整，局部夾中厚層狀白云質灰巖，整合接觸，厚12.35 m。

中下部2為中厚-厚層鮞狀白云質灰巖：灰黑色，微晶結構，中厚層-厚層狀，主要礦物成分為方解石，整合接觸，巖石較完整，底部夾一層葛萬藻，厚12.19 m。

中下部1厚層中-粗鮞狀灰巖：灰白色，微晶結構，厚層狀，主要礦物成分為方解石，整合接觸，巖石較完整，厚9.34 m。

中部為中厚-厚層中鮞狀含白云質灰巖：灰黑色，微晶結構，中厚層-厚層狀，主要礦物成分為方解石，含微晶白云石，整合接觸，局部較破碎。厚5.86 m。

中上部3為中厚層豹皮狀白云質含鮞灰巖：灰黑色，微晶結構，中厚層狀，主要礦物成分為方解石，含微量白云石，整合接觸，巖石較破碎，厚度為11.82 m。

中上部2為巨厚層細鮞狀灰巖：灰白色，微晶結構，巨厚層狀，主要礦物成分為方解石，整合接觸，巖石較完整，厚2.66 m。

中上部1為中厚層鮞狀灰巖：灰白色，微晶結構，中厚層狀，主要礦物成分為方解石，整合接觸，巖石較破碎，底部夾2 m中厚層豹皮狀含鮞灰巖，厚34.11 m。

上部為厚層鮞狀灰巖：灰白色，微晶結構，厚層狀，主要礦物成分為方解石，整合接觸，巖石較完整，上部夾厚層豹皮狀含白云質灰巖透鏡體，局部夾3 m巨厚層鮞狀條帶灰巖，厚123.03 m。

頂部為厚層含疊層石灰質白云巖：灰白色，微晶結構，厚層狀，主要礦物成分為白云石，與上覆地層整合接觸，巖石較破碎，疊層石在巖石表面上呈云朵狀，厚3.36 m。

1.3 崮山組

底部為薄-中厚層鮞狀灰巖：灰白色，微晶結構，薄-中厚層狀，主要礦物成分為方解石，風化嚴重，巖石較破碎，與下伏地層整合接觸，厚14.7 m。

中部為薄層含鮞條帶灰巖：灰黃色，微晶結構，薄層狀，主要礦物成分為方解石，含微量的泥質，局部夾泥質條帶灰巖和竹葉狀灰巖，整合接觸，巖石較破碎，厚15.37 m。

頂部為中厚層鮞狀灰巖：灰色，微晶結構，中厚層狀，主要礦物成分為方解石，巖石較破碎，與上覆地層整合接觸，厚14.69 m。

1.4 長山組

底部為薄層泥質灰巖夾含鮞泥質灰巖：灰黃色，微晶結構，薄層狀，主要礦物成分為方解石，含微量泥質，巖石較破碎，與下覆地層整合接觸，厚12.77 m。

中部為中厚層鮞狀灰巖夾泥質灰巖：灰黃色，微晶結構，中厚層狀，主要礦物成分為方解石，含微量泥質，整合接觸，巖石較破碎，厚21.08 m。

頂部為薄層泥質灰巖夾中厚層鮞狀灰巖：灰黃色，微晶結構，薄層狀，主要礦物成分為方解石，含微量泥質，巖石較破碎，局部見竹葉狀灰巖，與上覆地層整合接觸，厚18.90 m。

1.5 鳳山組

底部為中厚層含白云質灰巖：灰黑色，微晶結構，中厚層狀，主要礦物成分為方解石，含微量白云石，巖石較破碎，夾含海綠石灰巖，底部夾一層大渦卷灰巖，與下伏地層整合接觸，厚5.27 m。

下部為薄層泥質灰巖夾含黃綠石灰巖、竹葉狀灰巖：灰黃色，微晶結構，薄層狀，主要礦物成分為方解石，含微量泥質，整合接觸，巖石較破碎，厚12.41 m。

中部為中厚層豹皮狀灰巖夾含海綠石灰巖、竹葉狀灰巖：灰色，微晶結構，中厚層狀，主要礦物成分為方解石，整合接觸，巖石較破碎，厚46.81 m。

頂部為薄層泥質白云巖：灰黑色，微晶結構，薄層狀，主要礦物成分為白云石，次為方解石含微量泥質，整合接觸，風化強，厚31.74 m。

1.6 第四系

主要分布于礦區山體兩側坡腳及平原地帶，巖性為褐黃色、棕黃色粉質黏土，含碎石黏土，厚0～60 m。

水泥用石灰巖礦體主要賦存于寒武系中統張夏組地層。巖性主要為灰色、灰黃色中厚層—厚層含白云質鮞狀灰巖。礦體裸露地表，形態較簡單，呈單斜產出。

2. 氧化鈣含量變化規律

淮北市小黃山水泥用灰巖礦地質詳查工作共采集基本分析樣1042個，送到有資質的化驗室進行分析，根據分析結果，單體最高含量55.23%，單體最低含量45.53%，平均含量51.18%。

本次通過采樣分析、數理統計、數據分析的方法，研究得出小黃山水泥用灰巖礦礦區氧化鈣含量及其變化有以下規律：

2.1 氧化鈣含量沿走向變化規律

由北向南，各剖面氧化鈣含量平均值沿走向變化情況見表1。

從表1可以看出，由北向南，各勘探線礦石中氧化鈣含量沿走向變化較小，平均變化范圍51.24%～51.67%，變化系數0%，表明氧化鈣含量沿走向變化較小，穩定。

2.2 氧化鈣含量沿傾向變化規律

根據深部鉆孔對應控制的資料，選取L5勘探線上鉆探工程為例分析氧化鈣含量平均值沿傾向變化規律，氧化鈣含量平均值沿傾向變化特征見表2。

從上表中可以看出，L5勘探線鉆探工程所控制礦體自上而下分為三層：①層氧化鈣平均含量變化范圍為50.33%～51.20%，分層平均含量為50.84%，變化系數為1%；②層氧化鈣平均含量變化范圍為50.96%～52.48%，分層平均含量為51.32%，變化系數為1%；③層氧化鈣平均含量變化范圍為49.96%～51.98%，分層平均含量為50.90%，變化系數為1%。礦體氧化鈣平均含量為51.02%，變化系數為1%，礦體氧化鈣含量沿傾向變化范圍較小，總體穩定。

2.3 氧化鈣含量沿厚度方向變化規律

礦石質量沿厚度方向變化特征，以L5勘探線上鉆探工程控制的礦體為例進行分析（見表3）。

從上表中得出礦體氧化鈣含量自上而下先增加后減少（50.84%→51.32%→50.94%），氧化鈣平均含量為51.02%，變化系數為0%，由此可見，礦體氧化鈣含量沿厚度方向變化較小，總體穩定。

通過以上分析可知，礦體礦石氧化鈣含量較高，氧化鈣含量55.23%～45.53%，沿走向、傾向、厚度方向變化較小，變化系數為0%～1%，氧化鈣含量較穩定，說明該區水泥用石灰巖礦床成因為氣候溫暖、生物相對繁盛，地殼運動相對平穩，環境相對封閉條件下形成的一套典型的淺海相碳酸鹽巖沉積。

3. 結論

淮北市小黃山水泥用灰巖礦礦體主要賦存于寒武系中統張夏組地層，礦體出露于地表，形態較簡單，呈單斜產出。礦體中氧化鈣含量平均51%，屬于Ⅰ級品礦石，礦石中氧化鈣含量沿走向、傾向、厚度方向變化較小，變化系數較小，氧化鈣含量較穩定，屬于開采技術條件較簡單的礦床。

淮北地區水泥用石灰巖礦的開采基本上是露天打眼爆破崩塌式開采，現場進行粉碎，運至水泥生產廠家進行水泥生產。本礦區水泥用灰巖礦石中氧化鈣含量較穩定，可以連續完整開采，不需進行分選，直接進行粗加工，運至生產廠家，大大提高生產效率，既做到了優質優用又節約了生產成本，不僅能充分發揮經濟效益，還能夠取得較顯著的社會效益。為今后礦權的出讓和礦山開采提供了地質依據。