吉林省水泥用灰岩、大理岩矿床特征及评价时应注意的问题

吴兴涛

吉林省水泥用灰岩、大理岩矿床特征及评价时应注意的问题

吴兴涛

（中国建筑材料工业地质勘查中心吉林总队，吉林 长春 130033）

通过对吉林省33个大—中型水泥用灰岩、大理岩矿床的统计与分析研究及笔者对水泥用灰岩矿的勘查经验，从地槽区和地台区的地质构造—沉积环境中总结了吉林省地槽区和地台区水泥用灰岩、大理岩矿床地质特征及矿床勘查评价时应注意的问题，希望能为今后水泥用灰岩矿产的找矿及勘查评价提供借鉴。

水泥用灰岩；大理岩矿床；特征；吉林省

1 矿床分布

通过对吉林省33个水泥用灰岩矿及大理岩矿床的分析研究，可以看出矿床主要分布在长春(双阳区)、吉林(磐石市、永吉县)、延吉(汪清、图们)、辽源(东辽)、通化(辉南、通化)、白山(八道江、江源)、四平7个地区，特大及大型矿床主要分布在长春(双阳)和吉林(磐石)两个地区(见右图)。

矿床主要分布在北部地槽区及南部地台区两个大的地质构造区中，北部地槽区包括长春、吉林、辽源、延吉(汪清、图们)、四平地区，南部地台区包括通化、白山地区。

2 矿床地质特征

2.1 地层

从矿床的分布特点中不难看出，含矿层位也有地槽区和地台区的特点。地槽区主要含矿层位为石炭系(鹿圈屯组、磨盘山组、山秀岭组和石咀子组)和二叠系(庙岭组、范家屯组)；地台区的含矿层位主要为寒武系(碱厂组)、奥陶系(冶里组和马家沟组)，震旦系八道江组、万隆组。

吉林省大—中型水泥用灰岩矿床分布图

2.2 矿层特征

2.2.1 矿层形态、规模、产状

矿层除下二叠统庙岭组、范家屯组多呈大的透镜体外，其余皆为层状、似层状。厚度一般53～267m，长度一般700～2 000m，产状与地层产状一致。

2.2.2 矿石自然类型

矿石主要分为浅灰—深灰色隐晶质、泥晶、粉晶灰岩和灰白—白色大理岩两种自然类型。灰白—白色大理岩是由于灰岩受岩浆热液作用变质形成的，变质作用使灰岩的颜色变浅，矿物颗粒变粗(大)。另外还有灰色—黄白—黄灰色豹皮状(团块状)含白云质灰岩和含硅质条带两种特殊类型矿石。

2.2.3 矿石结构、构造

浅灰—深灰色隐晶质、泥晶、粉晶灰岩：为隐晶质、泥晶、粉晶结构，致密块状、中薄—中厚—巨厚层构造、豹皮状(团块)、条带状构造。

灰白—白色大理岩：多为中—细粒结构，致密块状、中薄—中厚—巨厚层构造。

2.2.4 矿石矿物成分

矿物成分主要为方解石，次为石英及白云石，微量的铁质等。

需要说明的是对于豹皮状(团块状)灰岩和含硅质条带灰岩两种特殊类型矿石，两种矿石主要矿物成分皆为方解石，但豹皮状(团块状)灰岩的次要矿物以白云石为主，而含硅质条带灰岩的次要矿物以石英为主。

2.2.5 矿石化学成分及变化规律

从统计结果看(见下表)，地槽区与地台区相比，地槽区的矿石有益组分CaO含量高、有害组分MgO含量低、Cl含量低的特点。

矿石化学成分统计(%)

2.3 夹层及特点

地槽区夹层多为硅质和板岩、镁质及脉岩四种。以硅质夹层为主，岩性为硅质条带灰岩或硅质结核灰岩两种。硅质结核一般大小在2cm×1cm，新鲜面致密坚硬光滑，地质锤刻划后，岩石表面留有钢灰色条痕，新鲜面多呈深灰—灰黑色，风化后多呈灰黑色凸起疙瘩状，结核矿物成分为玉髓和蛋白石。硅质条带呈断续条带状，平行层理分布，一般长5～50cm，宽0.5～10cm，新鲜面较坚硬，地质锤刻划后，岩石表面也留有明显钢灰色条痕，新鲜面多呈浅灰—浅粉色，风化后多呈黄白色凸起不平状，条带的矿物成分60%～70%为微粒石英，30%～40%为微粒方解石。

地台区夹层多为镁质和硅质及脉岩三种。以镁质夹层为主，镁质夹层的特点是岩性为豹皮状(团块状)灰岩，岩石多呈浅灰—灰色，豹皮(团块)新鲜面呈纸袋黄色，不规则分布，硬度小，铁锤易刻划，风化后呈土黄色，岩石表面多呈现小的坑洼不平现象。豹皮(团块)的矿物成分主要为白云石60%，泥晶方解石30%，铁泥质10%。豹皮(团块)大小一般为：长轴3～10mm，短轴0.5～2mm。

2.4 成矿规律

矿床受地层控制，在地槽区受下石炭统石咀子组，上石炭统石缝组、山秀岭组和下二叠统庙岭组、范家屯组的控制。矿床沉积环境为水域开阔水流通畅的浅海相。

在地台区受下寒武统碱厂组、下奥陶统冶里组和中奥陶统马家沟组的控制。矿床沉积环境为水域较窄、海流较不通畅的浅海相，从矿床的围岩和夹层多为白云质灰岩及矿石中MgO含量较高也反映了沉积环境的特点。

3 矿床评价时注意的问题

3.1 地槽区灰岩矿床

对于地槽区灰岩矿床应注意如下问题：

(1) 矿体中往往含有硅质条带，相应的化学成分中的SiO2、f SiO2含量偏高，评价时应准确掌握SiO2、f SiO2组分的含量。因SiO2既是有用组分，也是有害组分，当SiO2适量时在水泥生产中形成有用的硅酸盐矿物，成为有益组分；当SiO2过高时在水泥生产中形成过剩的游离硅，既影响水泥熟料的产量，又不易粉磨，成为有害组分。正因SiO2的特殊性，在评价时需考虑周全，才能对硅质夹层得出正确的评价。对于含硅质条带和硅质结核灰岩取样时，要按规范要求，采用刻槽法，保证样品的代表性；防止采用连续捡块法，因硅质成分坚硬，不易取样而造成的样品性缺失而失真，导致错误的评价。

(2) 因夹石多为硅质条带及硅质结核灰岩，其化学组分中除了f SiO2含量高，超出工业要求外，其他组分却符合工业要求，所以部分夹石(硅质灰岩)与含CaO含量高的矿石，按适当的比例搭配混匀后，可被工业利用，评价时应加强硅质条带灰岩的分析研究，考虑综合利用，提高资源的利用价值。

(3) 对矿床的围岩，尤其是板岩及页岩因其矿物成分主要为粘土矿物，次为石英及磁铁矿、褐铁矿等，化学组分中的硅酸率和铝氧率多数达到水泥配料的要求，所以评价时也应考虑综合利用的问题。

(4) 对矿体上覆的盖层(第四系的粘土及残积物)，特别是盖层较厚时，因其成分是由粘土矿物、灰岩及夹层组成，所以化学组分中的硅酸率和铝氧率多数达到水泥配料的要求，只要严格搭配使用，可以代替部分粘土。

(5) 矿床中褶皱构造较发育，评价时要加强对褶皱的控制和研究。

3.2 地台区灰岩矿床

对于地台区灰岩矿床除了需注意对矿床的围岩和矿体上覆的盖层等问题外，还应注意以下问题：

(1) 矿石中往往含有豹皮(团块)，相应的化学成分中的MgO、Cl含量偏高，评价时应注意MgO、Cl有害组分的含量，在普查阶段，组合分析时一定要做Cl。因水泥生产时对灰岩中Cl的含量要求很低(≤0.015%)，当Cl的含量超出时，会造成结窑堵塞，停产去结，影响水泥的生产效率，增大生产成本。

(2) 矿床中断裂构造较发育，往往错断矿层，破坏矿体连续性，评价时要加强对断裂构造的控制和研究。

Issues on Characteristics and Evaluation of Cement-used Limestone and Marble Deposits in Jilin Province

WU Xing-tao
(Jilin Branch of China National Geological Exploration Center of Building Material Industry, Changchun 130033, China)

In the environment with geological structure and sedimentation in geosynclinal area and platform region, through analyzing the statistics collected from 33 large and medium sized cement limestone and marble deposit as well as the author's exploration experiences with the cement-used limestone, the geological characteristics of cement-used limestone and marble deposit in geosynclinal area and platform region in Jilin province are summarized. The cautions when make evaluations to the explorations of ore deposits are raised as well with the aim to provide guidances for evaluation of prospecting and exploring cement-used limestone mining in future.

cement-used limestone; marble deposit; characteristic; Jilin province

P619.223；P619.225

A

1007-9386(2014)06-0039-02

2014-05-16