图们市碧水水泥用大理岩矿地质特征及成因

曾庆彬

(中国建筑材料工业地质勘查中心吉林总队，吉林 长春 130033)

【矿产资源】

图们市碧水水泥用大理岩矿地质特征及成因

曾庆彬

(中国建筑材料工业地质勘查中心吉林总队，吉林 长春 130033)

吉林省图们市碧水水泥用大理岩矿床位于天山—兴安地槽褶皱区(Ⅰ级)、吉黑褶皱系(亚Ⅰ级)、延边优地槽(Ⅱ级)、延边复向斜(Ⅲ级)、苇子沟倒转背斜(Ⅳ级)内。赋存于中二叠统寺洞沟组中，为大理岩矿床。本文介绍了矿床的地质特征，并分析研究了矿床成因，具有一定参考价值。

水泥用大理岩矿；矿床地质特征；矿床成因；吉林图们

碧水水泥用大理岩矿位于吉林省图们市，该区交通条件便利，矿体规模大，矿石质量好。

1 区域地质概况

矿区位于天山—兴安地槽褶皱区(Ⅰ级)、吉黑褶皱系(亚Ⅰ级)、延边优地槽(Ⅱ级)、延边复向斜(Ⅲ级)、苇子沟倒转背斜(Ⅳ级)内。区内有上古生界中二叠统寺洞沟组在区域中部零星出露，庙岭组在区域的东北部零星出露；中生界下白垩统大拉子组在区域的东北和东南部零星出露，上白垩统龙井组在区域东南部零星出露；新生界古近系渐新—始新统珲春组在区域西部零星出露；第四系中更新统Ⅲ级阶地堆积、上更新统Ⅱ级阶地堆积、全新统Ⅰ级阶地及河漫滩堆积。区内褶皱构造主要表现为苇子沟—小盘岭一带，轴部在矿区附近通过，为一残缺不全倒转背斜，轴部近于北西—南东向，岩层走向近东西，倾向北西，倾角30～40°，次级褶皱发育，断裂纵横，两翼地层被花岗闪长岩侵入吞蚀得支离破碎呈岛状残留体，局部形成了水泥用大理岩。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区出露的地层单一，除第四系全新统(Qhal)外，只有中二叠统寺洞沟组(P2s)地层(见右图)。地层由老至新分述如下：

2.1.1 中二叠统寺洞沟组(P2s)

(1) 大理岩层(P2s1)。

分布在矿区的中、南部，岩层产状：倾向330～15°，倾角25～50°。岩性以大理岩为主，夹含硅灰石石英岩及黑云角闪斜长片麻岩。出露长度约850m，厚度150～220m，为本次含矿层位。

大理岩：呈白色，中—粗粒变晶结构，块状构造。岩石主要矿物成分为方解石，并有少量石英等。镜下鉴定：粒状变晶结构，块状构造，岩石矿物成分几乎全部由方解石组成，占95%以上。局部见少量透闪石、黑云母及石英集合体，偶见白云石菱面体分布于方解石晶体内。

图们市碧水水泥用大理岩矿地形地质图

含硅灰石石英岩：岩石呈灰白色，细粒状变晶结构，块状构造。岩石主要矿物成分为石英，其次为硅灰石、方解石及少量泥质等。镜下鉴定：缝合状变晶结构，块状构造。岩石主要矿物成分石英80%、方解石10%、硅灰石10%。石英：他形粒状，彼此呈齿状边缘接触。颗粒大小约0.08～0.16mm。

黑云角闪斜长片麻岩：呈灰绿—灰黑色，变晶结构，片麻状构造。岩石主要矿物成分为黑云母、角闪石、斜长石等。镜下鉴定：鳞片粒状变晶结构，片麻状构造，岩石主要由斜长石50%、石英20%、黑云母20%、角闪石5%组成。斜长石呈板条状，聚片式双晶清楚。粒径约0.112～0.2mm。微斜长石呈板状，具有格子状双晶，轻微的泥化。粒径约0.128～0.16mm。

两种长石接触处有蠕虫状石英。石英呈他形粒状，部分石英晶体内有黑云母嵌晶，粒径约0.064～0.096mm。黑云母呈褐色，片状，解理完全。呈不连续的带状大致定向分布。粒径约0.08～0.24mm。有少量已绿泥石化。

(2) 石英岩层(P2s2)。

分布在矿区的北部，岩层产状：倾向330～15°，倾角25～40°。岩性以灰白色石英岩为主，夹灰白色大理岩及灰绿色黑云角闪斜长片麻岩。出露长度500～600m，厚度大于50m。石英岩呈灰白色，粒状变晶结构，块状构造。岩石主要矿物成分为石英。镜下鉴定：缝合状变晶结构，块状构造，岩石几乎全部由石英组成。石英：他形粒状彼此呈齿状边缘接触。2.1.2 第四系全新统(Qhal)

主要由残坡积、冲洪积物组成，残坡积分布在勘查区地表，由黑色腐植土、黄色粘土及大理岩、含硅灰石石英岩、黑云角闪斜长片麻岩、二长花岗岩岩块和碎石及砂组成。厚0.5～6m不等。一般在山脊及山坡处较薄，在沟谷、低洼处较厚，洪积、冲积物分布在沟谷、河谷中，岩性为砂、砾石及淤泥质亚粘土组成，厚度2～10m。

2.2 构造

勘查区地质构造处于苇子沟倒转背斜的西翼，属正常翼。岩层呈单斜产出，其岩层总体产状走向60～105°，倾向北西，而个别为北北西，北北东倾向，产状局部有变化。

断层：矿区西部岩体与地层之间为断层接触，走向近南北向，被第四系掩盖。性质不明。

2.3 岩浆岩

(1) 中粒黑云母花岗闪长岩(J1γδ)。

分布于矿区的西部和东部，灰白色，中细粒花岗结构，块状构造，矿物粒度1～2.5mm，由斜长石、石英、碱长石和黑云母组成。其中石英＞20%，呈他形粒状，斜长石60%～70%，半自形板状。碱长石柱状或不规则状，含量8%～10%。黑云母片状，约3%～5%，局部见角闪石。

(2) 中粒二长花岗岩(J1ηγ)。

分布于矿区南部，二长花岗岩风化面黄褐色，新鲜面浅肉红色，中粒花岗结构，粒度一般在2～4mm，石英他形粒状，含量＞20%，充填在其他矿物之中。斜长石半自形厚板状，有聚片双晶，含量30%～40%，碱长石40%～50%，有包裹斜长石现象，具条纹结构，轻微高岭石化，局部有交代蠕虫结构。黑云母3%～5%，呈片状，局部有轻微绿泥石化。

(3) 钾长伟晶岩脉。

分布在00线、03线、05线南端，呈灰白—肉红色，斑状结构，块状构造，主要矿物成分由钾长石、斜长石、石英及黑云母组成，粒径0.5～2mm。镜下鉴定：斑状结构，基质具有花岗结构，块状构造，岩石斑晶15%，基质85%两部分组成。斑晶由石英、钾长石、斜长石、黑云母组成。粒度约0.32～0.6mm。基质由石英约25%、钾长石40%、斜长石15%、黑云母5%组成。粒度约0.048～0.08mm。

上述岩浆岩与大理岩矿层均呈侵入接触关系，二者接触处位于10线、04线、08线、02线、06线、00线、01线、03线、05线南端。接触破碎带走向近东西向，倾向北—北北西，倾角65～80°。该带控制着南侧矿体与二长花岗岩的界线。接触带宽度6.50～11.50m。由棱角状钾长花岗岩及大理岩角砾与胶结物组成，角砾大小在2～5cm之间，约占30%～40%，余者为胶结物；胶结物为泥质及碳酸盐岩成分。

3 矿床地质特征

3.1 矿体形态、产状及规模

矿体赋存于中二叠统寺洞沟组的大理岩层(P2s1)中，分布于矿区的中部。呈单斜层状产出，总体形态呈条带状东西向展布，矿体由大理岩层构成。矿层产状与岩层产状一致，倾向335～15°，倾角25～50°；控制矿体长度850m，宽度300～580m；控制矿体总厚度137～313m，平均厚度221.60m，矿体厚度变化系数为29.32%；矿体在走向上自西向东逐渐变薄，08线处最薄；从钻孔看向深部可能由于接近基底花岗闪长岩的缘故，夹层有增多的趋势，矿体相对变薄。

3.2 矿石特征

3.2.1 矿石自然类型

矿石自然为类型为大理岩：呈白色，中厚层状，中粗粒变晶结构，块状构造。

3.2.2 矿石矿物成分

矿石矿物成分为方解石，一般含量95%～98%。方解石：他形粒状，颗粒间紧密镶嵌，颗粒大小约0.8～3.84mm。在方解石颗粒边缘，尚见有少量石英集合体，局部见少量透闪石、金云母及铁质，偶见白云石菱面体分布于方解石晶体内。

3.2.3 矿石结构构造

矿石结构：中厚层状，中粗粒变晶结构；矿石构造：块状构造。

3.2.4 矿石物性指标

物性指标见表1。

表1 力学性质测试结果表

3.2.5 矿石化学成分

矿石有益组分CaO和有害组分MgO、SiO2、f SiO2沿走向和垂向变化情况见表2。

表2 矿石品位变化情况

(1) 矿体地表平均品位(%)：CaO 51.12～53.81、MgO 0.46～0.93、f SiO21.97～3.42、SiO23.04～5.64。

(2) 矿体深部平均品位(%)：CaO 52.86～ 53.92、MgO 0.42～0.77、f SiO22.05～3.16、SiO22.35～4.79。

(3) 断面平均品位(%)：CaO 51.99～53.81、MgO 0.51～0.71、f SiO22.01～3.11、SiO22.70～5.06。

(4) 矿体平均品位(%)：CaO 52.46、MgO 0.63、f SiO21.86、SiO25.08。

(5) 矿石品位变化系数(%)：CaO 3.45、MgO 41.25、SiO290.03、f SiO258.03。

从上述矿石品位变化系数统计结果可见，矿体中组分CaO、MgO稳定，SiO2、f SiO2变化较大。3.2.6 矿体围岩和夹层

(1) 围岩。

矿体顶板围岩为石英岩夹大理岩及黑云角闪斜长片麻岩层，与矿层呈整合接触。矿物成分主要为石英，主要化学成分含量(%)：CaO 7.38～38.64、SiO225.39～64.72、f SiO212.35～19.37、MgO 0.99～1.64，与矿体呈整合接触，倾角25～45°。

矿体南部为二长花岗岩，与矿体呈侵入接触关系，接触面地表倾角60～80°。

(2) 夹层。

矿体内共圈出38条夹层，地表出露28条，其中16条为黑云角闪斜长片麻岩夹层，22条为含硅灰石石英岩夹层。

3.3 矿床工业指标

(1) 矿石质量要求。

CaO≥48%、MgO≤3%、f SiO2≤6%。

(2) 矿床开采技术条件。

矿石最小可采厚度≥8m，夹石剔除厚度≥2.0m，剥采比：0.5∶1(V/V)，最低可采标高：130m，采场最终边坡角：60°，采场最终底盘最小宽度：60m，爆破安全距离≥300m。对达不到质量要求的大理岩样品，按其相邻样品6m段加权，加权后符合质量要求的圈为矿体，否则按夹石剔除。

4 矿床成因

矿床成因类型属沉积变质矿床，在晚古生代二叠纪浅海—海滨相沉积了寺洞沟组陆源碎屑—生物化学沉积的碳酸盐岩建造。形成了以灰岩为主，泥灰岩、粉砂岩—长石石英砂岩次之的岩石类型；后期由于华力西期及印支期构造运动，使区内古生代地层普遍遭受了区域变质作用，致使原始沉积的岩石发生区域变质重结晶，形成了大理岩矿床及石英岩与黑云角闪斜长片麻岩。

P619.223

A

1007-9386(2015)02-0039-03

2014-08-12