泽州县南村镇中达石灰岩矿区地质特征

冯 宇 翔

(山西省地勘局二一二地质队地勘处，山西 长治 046000)

泽州县南村镇中达石灰岩矿区地质特征

冯 宇 翔

(山西省地勘局二一二地质队地勘处，山西 长治 046000)

以泽州县南村镇中达石灰岩矿区的地质特征为研究内容，对矿区地层进行了介绍，并从矿体特征、矿石特征、矿床顶底板三个角度分析了矿床地质，据此提出了矿床开采的技术条件。

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泽州县南村镇中达石灰岩矿位于泽州县南村镇环秀村西北460 m处，环秀村位于南村镇西南，直距南村镇约9 km，行政区划隶属泽州县南村镇管辖。矿区位于太行山南段，地貌单元属侵蚀低山石灰岩裸露区，矿区地势呈西高东低，矿区内最高点位于矿区西北部山坡，海拔标高1 006 m，最低处位于矿区北东部山坡，海拔标高944 m，最大相对高差62 m。区内基岩裸露，植被不发育、覆盖层很少。

1 矿区地质

地层：区域内主要出露地层有：奥陶系中统马家沟组地层，奥陶系中统峰峰组，石炭系中统本溪组、上统太原组，二叠系下统山西组、下石盒子组、上统上石盒子组等地层，第三系及第四系松散沉积广泛覆盖于各时代地层之上。

1.1 奥陶系中统马家沟组(O2m)

本组由一套灰岩、泥灰岩、泥质灰岩组成的局限海、潮坪碳酸盐岩组合。厚437.0 m～595.0 m，根据沉积旋迴本组可划分三段。

1)马家沟组一段(Om1)。为本组下部第一个旋迴(相当原下马家沟组)，下部为黄、淡黄色角砾状泥灰岩、泥灰岩，其底部一般发育一套黄绿色钙质页岩和薄板状泥灰岩(或称贾汪页岩)。厚度124.0 m～158.1 m。

2)马家沟组二段(Om2)。为本组中部沉积旋迴(相当原上马家沟组)，下与本组一段整合接触。下部为角砾状泥灰岩、泥灰岩夹白云质灰岩，其上为白云质灰岩与角砾状泥灰岩互层，发育石膏假晶，鸟眼构造、包卷层理；上部为灰、青灰色厚层状豹皮状灰岩、白云质灰岩夹薄层白云质泥灰岩，地貌上均为陡崖地形，厚度219.0 m～313.0 m。

3)马家沟组三段(Om3)。为本组最后一个沉积旋迴，下与本组二段整合接触，下部为灰白、灰黄色角砾状泥灰岩夹中层状白云质灰岩；上部为青灰色厚层状微晶灰岩，豹皮状灰岩夹含燧石结核灰岩，顶部为质地较纯的优质灰岩，CaO一般53%～54%，是水泥、电石、尼龙灰岩的主要层位。厚94.0 m～144.9 m。

1.2 奥陶系中统峰峰组

分布于矿区西北部，一般为灰黑色、青灰色厚层夹薄层和中厚层灰岩，具不明显的豹皮状构造，质纯。

1.3 石炭系(C)

区域上缺失下统，仅沉积有中统和上统。主要由砂岩、泥岩、铝质岩、石灰岩、煤层组成，为本区主要含煤地层之一。厚度82 m～177 m。与下伏地层呈平行不整合接触。

1)本溪组(C2b)。下部为杂色铁质粘土岩、铝质岩以及砂砾岩、偶见铁矿透镜体。上部为泥岩，夹有薄层砂岩、石灰岩和薄煤层，灰岩多呈透镜体。厚度0 m～35 m，一般20 m。与下伏地层呈平行不整合接触。2)太原组(C3t)。主要由砂岩、砂质泥岩、泥岩、石灰岩及煤层组成。含石灰岩4层～6层，煤层10层～15层。底部为灰白色厚层状石英状砂岩(K1)层位不稳定。厚度82 m～142 m，一般90 m。与下伏地层整合接触。

1.4 二叠系(P)

二叠系为本区主要含煤地层之一。与下伏地层整合接触。该层可划为两统四组。1)山西组(P1s)。上部为黄绿色、灰色泥岩夹煤线，中部以灰色泥岩夹白色厚层状中粒砂岩为主。有可采煤层1层～2层。下部为深灰色泥岩、粉砂岩夹煤线。底部为灰色中、细粒砂岩(K7)。厚度36 m～72 m，一般68 m。与下伏地层整合接触。2)下石盒子组(P1x)。顶部为杂色鲕状铝土质泥岩，俗称“桃花泥岩”，中部为浅红色中细粒砂岩，下部为黄绿色泥岩夹砂质泥岩、偶见煤线。厚度48 m～78 m，一般65 m。与下伏地层整合接触。3)上石盒子组(P2s)。主要由黄绿、杏黄、紫红色岩屑石英砂岩与砂质泥岩、泥岩互层夹含锰铁矿透镜体组成的一套陆相碎屑岩岩石组合，厚度410 m～550 m。与下伏下石盒子组整合接触。按岩石地层由下而上或分三个岩性段。a.石盒子组一段(P2s1)。下部为黄绿、杏黄色夹紫红、灰色砂质页岩、页岩(泥岩)，与黄绿色中细粒石英砂岩、岩屑砂岩互层，夹黄绿、杏黄色粉砂岩及灰岩粘土岩和锰铁矿薄层；中、上部为黄绿、灰绿、紫红色砂质页岩夹2层～4层岩屑石英砂岩及2层～3层锰铁矿或锰铁质砂页岩。

b.石盒子组二段(P2s2)。为黄绿、杏黄、紫红色砂质页岩、页岩与黄绿色中粗粒岩屑石英砂岩互层，夹两层锰铁矿。底部多为一层灰白、灰绿色厚层含砾石英砂岩，横向上可相变为砂质页岩。c.石盒子组三段(P2s3)。厚151 m～318 m，为黄绿、杏黄及紫红色中厚层岩屑长石石英砂岩与黄绿、紫红色砂质页岩、页岩(泥岩)互层。

1.5 第四系中更新统(Q2)

分布于矿区东南部沟谷中，岩性主要为浅红色亚粘土，厚0 m～10 m。角度不整合于下伏地层之上。

2 矿床地质

矿区石灰岩矿体为奥陶系中统马家沟组二段微晶灰岩，呈层状，矿体产状较平缓，总体为倾向北的单斜构造。

2.1 矿体特征

矿体形态简单，矿体厚度大，层位稳定，延续性好，中下部夹一层灰黄色泥灰岩，厚度3.4 m～3.8 m不等，平均厚度为3.63 m。矿区内矿体最大厚度34.5 m，最小17.5 m，平均厚度22.77 m。

2.2 矿石特征

1)矿石结构、构造。矿石呈灰色泥晶、生物碎屑、花斑状、蠕虫状结构，致密块状构造部分显层状构造，似层状构造。

2)矿物成分。a.厚层、中厚层泥晶灰岩及生物碎屑灰岩，成分主要为泥晶方解石，部分为方解石显晶生物碎屑；b.中厚层微晶白云质灰岩，成分主要为泥晶方解石，少量显晶白云石，微量泥质；c.厚、中厚层白云质花斑灰岩，褐灰、灰色，成分：基层主要为泥晶方解石，少量生物碎屑显晶方解石；花斑成分主要为显晶白云石和方解石，有少量泥质和氧化铁。

3)化学成分。矿石化学成分主要为CaO，次为MgO，本次在矿区范围内采集了7个样品，CaO品位52.96%～57.83%，平均品位为54.63%(工业品位要求大于50%)，MgO品位0.55%～1.37%，平均为0.76%。

4)矿石类型。矿石构造特征主要有致密状灰岩、斑状灰岩与花斑状灰岩，以中厚层状致密状灰岩为主，呈深灰色，微晶结构，块状构造。矿石类型单一。

矿石致密坚硬，性脆，呈贝壳状断口，块状构造。耐风化能力强，岩石分类属Ⅳ类——硬质岩石，是较好的建筑用石料。

2.3 矿床顶底板

1)覆盖层的分布范围及其特征。矿体大部分裸露于地表，仅东南部有小面积第四系黄土覆盖，厚0 m～10 m，低于矿体最低开采标高，无需剥离。矿体之上覆盖物仅为少量的残坡积物。

2)矿体基底岩石特征。矿体基底为马家沟组一段泥灰岩地层，与矿体界线清晰，矿区内未出露。

3 矿床开采技术条件

3.1 水文地质条件

矿区属沁河流域，长河支流。长河发源于晋城市泽州下村乡武神山南麓，由北向南流经晋城市泽州县下村、大东沟、川底、周村、李寨5个乡镇，在阳城县境内注入沁河。全长54.7 km，落差大，流量为0.96 m3/s，河床约40 m。流域面积421 m2。上游建有8座水库，下游河道筑河坝，水库以上为常流河。因河流较长，当地人称40里长河，故名。矿区地形为北西高、南东低的单一山坡地形，东侧邻近沟谷，无大的冲沟，植被不发育，无地表水体和地表径流，矿体高于当地最低侵蚀基准面，矿体含水性差，浅层地下水不发育。雨季时，大气降水自然顺沟谷流出。

矿区内地下水类型主要为奥陶系碳酸盐岩岩溶水。含水岩组为奥陶系中统马家沟组，奥灰水水位标高560 m左右，富水性较强。矿区岩溶地下水的补给来源主要为大气降水和周围山区地下水的侧向径流补给。地下水流向由北向南，且由上游向下游侧向径流为主要排泄方式。由于岩溶水位标高远低于矿区最低开采标高，故岩溶水不会影响矿区的开采。

3.2 工程地质

岩体按岩性组合及物理力学性质的不同，可分为三个工程地质岩组，即：中厚层状坚硬碳酸盐岩工程地质岩组，薄层状中等坚硬碳酸盐岩工程地质岩组，薄层状软硬相间碳酸盐岩工程地质岩组。

1)中厚层状坚硬碳酸盐岩工程地质岩组。由微晶～粗晶灰岩、角砾状灰岩等组成。岩层呈中厚～巨厚层状。据区域资料，最大抗压强度280 MPa，最小16.4 MPa，属坚硬岩类。岩体质量等级为良好。

2)薄层状中等坚硬碳酸盐岩工程地质岩组。主要由灰白色薄层状白云岩，呈条带状分布，单层厚1.2 m，岩石抗压强度60 MPa～110 MPa，属中等坚硬岩类。

3)薄层状软硬相间碳酸盐岩工程地质岩组。由薄层状灰黄色白云质灰岩与白云岩互层组成，单层厚度一般小于0.3 m，岩石抗压强度一般小于30 MPa。

工程地质条件属简单类型。

3.3 小结

矿区水文地质条件、工程地质条件简单，矿体稳固性较好，评估区内为低山区，地势较陡，区内未发现地裂缝、地面塌陷、滑坡、泥石流等地质灾害。地质环境质量中等，综合分析，属开采技术条件简单的矿床(Ⅰ)。

4 结语

矿区地层单一、地质构造简单，矿层出露条件好，厚度较大，层位稳定，矿体之上植被稀疏，覆盖物很少，矿区水文地质、工程地质均属简单类型，开采技术条件简单，本矿山内部资源条件及开采技术条件优越。同时矿区位于南村镇西南9 km，有县级公路相通，南村镇为泽州县城所在地，矿区周边交通十分方便，矿山周边基础建设条件良好。综上分析，该矿山石灰岩矿矿体厚度大，连续性好，易于开采，矿石质量好，开发利用在技术上可行，经济成本较为合理，具有良好的经济效益。

[1] 山西地质矿产局.山西省区域地质志[M].太原：地质出版社，1989.

[2] 李胜荣.结晶学与矿物学[M].北京：中国地质大学，2011.

[3] 山西省地勘局212地质队.山西省泽州县南村镇中达石灰岩矿储量核实报告(2011)[R].

Zezhou Nancun town Zhongda the limestone mine geological characteristics

Feng Yuxiang

(BureauofGeologySurvey,TeamofNo.212Geology,ShanxiBureauofGeologySurvey,Changzhi046000,China)

Taking geological characteristics of limestone mining area of Zhongda of Nancun town in Zezhou county as the research content, the paper introduces the mining area stratum, analyzes deposit geology from three aspects of ore body property, ore property and deposit top-bottom plate, and finally points out deposit mining technology conditions.

mining area, stratum, characteristics, deposit

2015-04-15

冯宇翔(1985- )，男，助理工程师

1009-6825(2015)19-0072-02

P642

A