安徽省宿松縣鑿山建筑石料用灰?guī)r、白云巖礦床地質(zhì)特征及礦石加工技術性能

周誠

摘要：礦區(qū)位于安慶凹斷束的南西緣，地層自志留系至三疊系及第四系均有出露。礦區(qū)位于座山背斜北翼近軸部，斷裂構造較發(fā)育，主要為北東向、北西向、近東西向三組，所見斷層多為高角度平移斷層和張性破碎帶。建筑石料用灰?guī)r、白云巖礦體賦存在石炭系上統(tǒng)黃龍組及船山組和二疊系下統(tǒng)棲霞組地層中，礦體呈層狀展布，受斷層影響，礦體不連續(xù)，礦石的工業(yè)類型屬建筑石料用灰?guī)r、白云巖。礦石加工技術性能能滿足現(xiàn)行加工工藝要求。研究結果為今后區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用提供了相關依據(jù)。

關鍵詞：鑿山建筑石料用；灰?guī)r、白云巖特好；礦床地質(zhì)；礦石加工技術性能

礦區(qū)位于郯廬大斷裂西南側，下?lián)P子臺坳，沿江拱斷褶帶，安慶凹斷束的南西緣。地層區(qū)劃屬揚子地層區(qū)。下?lián)P子地層分區(qū)，安慶地層小區(qū)。區(qū)域內(nèi)褶皺、斷裂構造發(fā)育，巖漿巖不發(fā)育。礦區(qū)主要為建筑石料用灰?guī)r、白云巖礦，本文對礦區(qū)地質(zhì)特征、礦體特征、礦石加工技術性能進行了研究，為今后區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用提供了相關依據(jù)。

1.地層

礦區(qū)出露地層自志留系至三疊系及第四系均有出露，各時代地層巖性特征如下：

（1）志留系。①下統(tǒng)高家邊組：高家邊組主要分布于礦區(qū)南部一帶，走向以北西向為主。巖性為灰黃—灰綠色頁巖、粉砂質(zhì)泥巖，巖石局部已發(fā)生輕微變質(zhì)，具褐鐵礦化、弱綠泥石化等。②中統(tǒng)墳頭組：墳頭組主要分布于礦區(qū)南部一帶，走向以北西向為主。主要巖性為灰白色石英砂巖、細砂巖、粉砂巖、頁巖等，巖石局部已發(fā)生不同程度變質(zhì)，具絹云母化、綠泥石化、高嶺土化等。③上統(tǒng)茅山組：淺紫、青灰、棕黃、黃綠色細粒石英砂巖夾鈣質(zhì)頁巖。頂部常夾透鏡狀鐵錳質(zhì)巖。

（2）泥盆系。五通組：主要分布于礦區(qū)南部，巖層走向以北西向為主。主要巖性為灰白色石英砂巖、乳白色石英巖、細砂巖等，巖石節(jié)理較發(fā)育，具褐鐵礦化。

（3）石炭系。①下統(tǒng)黃龍組：下段為灰白色厚層狀灰質(zhì)白云巖或白云巖，其中，上部夾厚層硅質(zhì)灰?guī)r或白云質(zhì)燧石條帶；上段為灰—灰白色厚層致密塊狀純石灰?guī)r，夾少量白云巖和灰?guī)r。厚97m～110m，為賦礦層位。②上統(tǒng)船山組：灰—灰褐色厚層狀核形石灰?guī)r，偏上部具球粒狀結構，質(zhì)純，為賦礦層位。

（4）二疊系。①下統(tǒng)棲霞組：主要分布于查區(qū)中部一帶，巖層走向以北西向為主。巖性呈灰黑色含燧石（或瀝青質(zhì)）灰?guī)r，底部為灰黃、灰黃色頁巖夾透鏡狀煤層，厚212m～ 246m。含燧石灰?guī)r為賦礦層位。②下統(tǒng)孤峰組：孤峰組礦區(qū)北部小范圍出露，地層走向以北西向為主。下部為灰黑色燧石巖、粉砂質(zhì)頁巖、頁巖、夾硅質(zhì)巖（部分為硅質(zhì)藻巖）及透鏡狀灰?guī)r，局部夾含磷硅質(zhì)巖錳土頁巖；上部為灰—深灰黑色灰?guī)r，燧石結核灰?guī)r，夾生物灰?guī)r，下部夾白云巖。厚312m。巖石褶曲發(fā)育，具碎裂巖化、褐鐵礦化等。③上統(tǒng)吳家坪組：下段為黑色炭質(zhì)頁巖夾灰黑色含粉砂質(zhì)頁巖、砂質(zhì)頁巖，夾兩層煤（厚5m～15m），底部為鮞狀泥巖；上段為灰黑色厚層狀灰?guī)r、含燧石結核灰?guī)r。

（5）三疊系。①下統(tǒng)殷坑組：該段主要分布于礦區(qū)北西部，呈北西—南東條帶狀展布。巖層走向以北西向為主。主要巖性為灰色—灰黑色灰?guī)r，部分地段夾薄層灰?guī)r，巖石褶曲較發(fā)育。巖石局部具綠泥石化，碳酸鹽細脈發(fā)育。底部為一層厚約20cm的硅質(zhì)頁巖。②下統(tǒng)和龍山段：該段主要分布于礦區(qū)中部一帶，巖層走向以北西向為主。主要巖性為灰白色—灰黃色條帶狀灰?guī)r，部分地段夾鈣質(zhì)頁巖和薄層灰?guī)r，巖石褶曲較發(fā)育。巖石普遍具大理巖化，局部具綠泥石化。③上統(tǒng)南陵湖段：該段主要分布于礦區(qū)中部，呈近東—西帶狀展布。主要巖性為灰?guī)r。呈深灰、淺灰色，具生物碎屑微晶結構，中厚層狀（塊狀）構造，主要礦物成分為方解石，含量95%以上及少量的泥質(zhì)、有機質(zhì)。是礦區(qū)主要賦礦巖段。

（6）第四系。①全新統(tǒng)洪積沖積物層：主要分布在礦區(qū)附近河谷及岸邊。下部為黃—褐色卵石層或含礫砂礫層、礫卵石、中粗砂等，卵石成分為灰?guī)r，磨圓度2～3級，礫石成分主要為灰?guī)r角礫及少量石英，礫石直徑一般為0.5cm～ 1cm；上部厚度為0.4m～1m，灰黃—黃褐色亞砂土、細砂及少量砂礫。砂、礫石、卵石三者沒有明顯的分層，呈漸變過渡關系。②風化殘坡積層：礦區(qū)范圍內(nèi)風化殘坡積層主要為棕黃色、灰黃色含碎石砂質(zhì)黏土，碎石大小不均勻，直徑10cm，-0.2cm左右，碎石含量約10%～15%；厚度一般2m～ 20.95m，平均厚約11m左右。

2.構造

（1）褶皺構造。礦區(qū)位于座山背斜北翼近軸部，區(qū)內(nèi)地層總體呈單斜狀分布。座山背斜：呈近東西向展布，軸向85°，長3km，寬1.5km。核部地層由志留系地層組成，南翼桐太斷裂破壞而出露不全；北翼由上泥盆統(tǒng)五通組—三疊系下統(tǒng)南陵湖組組成，地層傾角30°～60°。

（2）斷裂構造。礦區(qū)斷裂構造較發(fā)育，主要為北東向、北西向、近東西向三組，所見斷層多為高角度平移斷層和張性破碎帶。平移斷層多造成斷層兩側巖層位移或不連續(xù)；張性破碎帶對巖層的連續(xù)分布影響較小。

①北東向平移斷層有F2、F3、F4、F4、F5、F5，F(xiàn)6、F11，主要特征為：該類斷層在礦區(qū)內(nèi)出露長350m～1100m，產(chǎn)狀一般較陡，斷層帶中發(fā)育構造角礫巖、碎裂巖，見斷層三角面、擦痕，具左型平移性質(zhì)，巖石破碎，硅化較強，斷距一般40m～ 70m。其中F4斷層構造角礫巖帶與F3的交匯處附近最大寬度約20m，帶內(nèi)160m～190m標高以上風化淋濾作用十分強烈，構造角礫巖已風化淋濾并充填形成棕紅色～紫紅色黏土夾巖石碎塊，碎石成分為灰?guī)r，大小不等；其下為灰黃—黃棕色構造角礫巖，角礫由粉砂巖、灰?guī)r組成，呈棱角狀，大小0.1cm～1cm不等，約占20%～30%，被泥質(zhì)所膠結。

礦區(qū)南側邊界附近，礦體底板界線向北錯移約80m，推測此處存在1條北東走向的小型斷層（編號F4）。

②北西向平移斷層（F12）主要特征為：分布于二疊系與三疊系地層間，礦區(qū)范圍內(nèi)出露長200m，斷層帶中發(fā)育構造角礫巖、碎裂巖，見斷層三角面、擦痕，巖性破碎、硅化較強，具左型平移性質(zhì)。

③近東西向斷層（F13、F3）主要特征為：F13為早期伴隨褶皺構造而產(chǎn)生的層間斷裂，斷層帶中發(fā)育構造角礫巖、碎裂巖，見斷層三角面、擦痕，巖性破碎、硅化較強，被晚期北東向平移斷層切割，具逆斷層性質(zhì)。F3為本次核實期間，通過礦山開采揭露發(fā)現(xiàn)的一條近東西向構造破碎帶，傾角近直立，為早期伴隨褶皺構造而產(chǎn)生的張性斷裂，其與北東向平移斷層F4交匯處附近，破碎帶寬達40余m。帶內(nèi)構造角礫巖發(fā)育，其中160m～190m標高以上風化淋濾作用十分強烈，構造角礫巖已風化淋濾并充填形成棕紅色—灰紫色含碎石砂質(zhì)黏土，碎石成分為灰?guī)r，大小直徑0.1m～2m；其下為碎裂巖化灰?guī)r。該破碎帶被晚期北東向平移斷層F4切割。

3.礦體特征

區(qū)內(nèi)建筑石料用灰?guī)r、白云巖礦體賦存在石炭系上統(tǒng)黃龍組及船山組和二疊系下統(tǒng)棲霞組地層中，礦體呈層狀展布，傾向北北東，傾角45°左右。由于受北東向平移斷層F2、F3、F4、F3、F4、F5的影響，礦體不連續(xù)，礦體北東部向北位移，移距達70m，礦體長415m，出露寬295m，賦存標高+270m至+70m。其中鑿山頂及其附近位于F3及F4交匯部位的礦體中，兩條斷層的構造破碎帶和構造角礫巖帶160m～190m標高以上風化淋濾作用十分強烈，構造角礫巖已風化淋濾并充填形成棕紅色-灰紫色含碎石泥質(zhì)黏土或黏土夾大小不等的巖石碎塊，形成一走向近東西、傾角近直立、寬約40m、長約140m的含碎石泥質(zhì)黏土帶和走向北東、傾角45°～70°、寬約20m、長約260m的棕紅-紫紅色黏土夾巖石碎塊帶，不能作為礦體利用。

4.礦石質(zhì)量特征

礦石主要為二疊系下統(tǒng)棲霞組灰?guī)r，石炭系中統(tǒng)黃龍組白云巖、灰?guī)r及上統(tǒng)船山組核形石灰?guī)r礦，其礦石質(zhì)量特征敘述如下：

（1）礦石的礦物與化學成分。二疊系下統(tǒng)棲霞組灰?guī)r：深灰、灰黑色，具生物碎屑微晶結構，中厚層狀（塊狀）構造，主要礦物成分為方解石及少量的石英、泥質(zhì)、有機質(zhì)等。

石炭系上統(tǒng)船山組核形石灰?guī)r：灰、深灰色，灰白色，具生物碎屑微晶結構、藻球粒狀構造，主要礦物成分為方解石，含量95%以上。

石炭系中統(tǒng)黃龍組白云巖、灰?guī)r，具生物碎屑微晶結構，中厚層狀構造。白云巖主要由白云石組成含少量方解石；灰?guī)r主要礦物成分為方解石含少量泥硅質(zhì)。

礦區(qū)礦石主體為灰?guī)r，化學成分為CaO43.21～54.80%、MgO0.60～1.08%、SiO21.36～18.89%、Fe2O30.18～0.55%、Al2O30.20～0.83%。

部分礦石為白云巖，化學成分為CaO32.86～55.65%、MgO0.48～17.73%、SiO20.35～3.02%、Fe2O30.14～0.39%、Al2O30.11～0.74%。

（2）礦石質(zhì)量。根據(jù)本次核實工作中采集的物理力學實驗樣品結果并結合《安徽省宿松縣鑿山建筑石料用灰?guī)r、白云巖礦普查地質(zhì)報告》資料，區(qū)內(nèi)礦石飽和狀態(tài)下抗壓強度：61.6MPa；礦石密度：2.65t/m3；磨耗率：5%～8%；吸水率<0.5%；放射性強度10伽馬～18伽馬。按國內(nèi)巖石強度分類屬堅硬巖，經(jīng)加工后的碎石，按《建筑用卵石、碎石技術要求分類》（GB/T14685—2001），相當于Ⅲ—Ⅱ類，宜用于強度等級

（3）礦石類型及品級

①礦石自然類型

根據(jù)礦石結構、構造特征及主要礦物成分，本礦床礦石的自然類型為中厚層狀微晶生物碎屑灰?guī)r型，藻球粒狀微晶生物碎屑灰?guī)r型，中厚層狀微晶生物碎屑白云巖型。

②礦石的工業(yè)類型

礦石的工業(yè)類型屬建筑石料用灰?guī)r、白云巖。

（4）礦體頂、底板圍巖

礦體賦存于石炭系中統(tǒng)黃龍組白云巖、灰?guī)r，上統(tǒng)船山組灰?guī)r及二疊系下統(tǒng)棲霞組灰?guī)r；礦體的頂板為三疊系下統(tǒng)和龍山組頁巖，礦體的底板為泥盆系上統(tǒng)五通組石英砂巖，石英細砂巖。

5.礦石加工技術性能

根據(jù)以往礦山生產(chǎn)加工實踐證明，區(qū)內(nèi)建筑石料用灰?guī)r、白云巖礦石經(jīng)振動給料機給入顎式破碎機（PE750×1060）初次破碎，碎后產(chǎn)品經(jīng)膠帶機送至反擊破（PD1816）進行二次破碎，再經(jīng)膠帶機送至振動篩進行篩分，篩分后的大粒徑塊石經(jīng)膠帶機送至反擊破（PD1212）細碎，最后經(jīng)膠帶機送至相應規(guī)格的成品堆場。最終產(chǎn)品粒徑：40mm～20mm，30mm～10mm，10mm～5mm，5mm以下。生產(chǎn)的碎石，即可達到顆粒度均勻、針、片狀顆粒極少的混凝土骨料的質(zhì)量要求。礦石加工技術性能能滿足現(xiàn)行加工工藝要求?？碧筋愋蜑殚_采技術條件簡單的礦床（I型）。

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