安阳县马家乡水泥用灰岩矿矿床地质特征及找矿标志

董寒杰，柳阳阳（河南省有色金属地质矿产局第一地质大队，河南 郑州 450016）



安阳县马家乡水泥用灰岩矿矿床地质特征及找矿标志

董寒杰，柳阳阳（河南省有色金属地质矿产局第一地质大队，河南 郑州 450016）

通过对马家乡水泥用灰岩矿的成矿地质背景、矿体成矿条件叙述，提出了本区水泥用灰岩矿主要赋存于奥陶系中统上马家沟组第二岩性段（O2s2），并分别对本区水泥用灰岩矿成矿条件以及其矿床成因进行了简要的分析，并提出了寻找本区水泥用灰岩矿的找矿标志。

安阳县；水泥用灰岩矿；矿床地质特征；找矿标志

1　成矿地质背景

本区大地构造位于中朝准地台南部山西台隆西侧的太行山拱断束，即太行山东麓低山与丘陵接壤地带［1］。地层区划属华北地层区山西分区太行山小区。区域地层有寒武系、奥陶系、二叠系、古近系、新近系、第四系，局部有石炭系出露。构造以北北东向断裂构造为主，次为北西向断裂。

1.1地层

本区地层主要为奥陶系中统上马家沟组第二岩性段（O2s2）及第四系（Q），详见矿区地质略图（图1）。

图1　矿区地质略图

（1）马家沟组第一岩性段（O2s1）

在区内西内侧零星出露。灰褐色、褐红色，主要为白云质灰岩夹薄层石灰岩，其上覆地层即为花斑灰岩。

（2）马家沟组第二岩性段（O2s2）又可细分为以下五层（详见地层对比表1）：

①第一层（O2S2-1）花斑状灰岩：

上马家沟组第二段的最下部。零星出露于矿区西及西南部，呈低凹或平缓斜坡地形。

本层为中-厚层状花斑灰岩间，单层厚10～30m，灰岩中的花斑多为条带状，沿层理方向分布，含量一般在10%以上，局部富可达30～50%左右。斑体大部分为黄灰-暗灰色，在层面上宽0.5～1cm，最长10cm，与基质界限基本清晰。

②第二层（O2S2-2）白云质灰岩：

本层为厚层状白云质灰岩及浅黄灰或绿黄色含白云质泥灰岩，层厚2.5～4.67m，平均厚3.47m，该层与上覆岩层为渐变接触。

③第三层（O2S2-3）生物碎屑灰岩，即为本区的下矿层。

该层与上（O2S2-4）、下 （O2S2-2）分层界面较清楚。层厚13.43～25.14m，平均厚度19.02m。该层沿走向及倾向较稳定，但局部产状有一定变化。生物碎屑灰岩分布于整个矿区，为灰、深灰色中、厚层状，岩性稳定。质硬性脆，断口呈贝壳状。地表风化后呈灰白色，形成溶凹、溶沟。

表1

④第四层（O2S2-4）白云质灰岩：

本层由白云质灰岩及浅黄色含白云质泥灰岩组成。该层白云质灰岩中白云石矿物含量增高，近顶部偶见浅黄色角砾状白云质灰岩。

⑤第五层（O2S2-5）角砾状灰岩：

本层以角砾状灰岩为主，风化面灰色，新鲜面黑色，角砾状构造，角砾成分主要为灰岩。角砾粒径大小2～5cm，胶结物主要由方解石和白云石组成。厚约5～25m。

（3）第四系（Q）

褐黄色、褐红色粘土，亚粘土及残坡积物。分布于矿区四周及局部低凹地带，一般厚0.5～4.5m，大多为耕地。

1.2构造

本区为太行山隆起东翼的一部分，区内总的构造形态为一向北东东倾斜的单斜构造，断层主要分布于区域上的中部及东部，以北东向及北北东向高角度正断层为主。岩层走向以北北东为主，岩层倾角西缓东陡，西部岩层倾角一般5～8°，东部岩层倾角一般在6～12°左右，局部因受到断裂构造及岩浆岩侵入的影响，倾角较陡，可达25°，总观全区构造较为简单。

1.3岩浆岩

矿区范围内无岩浆岩出露。

2　矿体成矿条件

2.1矿体特征

矿体赋存于奥陶系中统上马家沟组第二岩性段（O2s2）。奥陶系中统上马家沟组第二岩性段第三层（O2s2-3）为下矿层，奥陶系中统上马家沟组第二岩性段第五层（O2s2-5）为上矿层。上、下矿层间夹一层岩性稳定，厚度有变化的夹层即奥陶系中统上马家沟组第二岩性段第四层 （O2s2-4），岩性为白云质灰岩，厚度4.39～14.89m，平均厚度8.1m。矿体呈层状产出，严格受地层控制，矿层除受沟谷切割剥蚀外，构造对矿层影响不甚明显。

现分上、下矿层进行叙述。

（1）上矿层：

主要分布于矿区东侧。主要岩性为角砾状灰岩，性脆，风化面灰色，略显灰白，新鲜面黑色，角砾状构造。矿层走向一般340～20°，倾向一般70～110°，倾角一般5～15°，矿层厚度26.5m，由于受风化剥蚀作用，矿体平面形态较复杂，上矿层共2个矿体：

上矿层Ⅰ号矿体，沿走向长140m，沿倾向宽90m，平均厚度5.86m。矿层厚度在走向及倾向上的变化不大，矿体平均品位CaO平均含量53.55%，MgO平均含量0.47%。品位变化系数CaO为1%，MgO为34%。

上矿层Ⅱ号矿体，沿走向长500m，沿倾向宽600m，矿层厚度15.33～33.68m，平均厚度23.05m。矿层总体上比较稳定，矿体平均品位CaO平均含量52.15%，MgO平均含量1.25%。品位变化系数CaO为2%，MgO为26%。

（2）下矿层：

分布于整个矿区，为生物碎屑灰岩，为灰、深灰色中、厚层状，质硬性脆，断口呈贝壳状。地表风化后呈灰白色。

下矿层编号Ⅰ号矿体，沿走向长530m，沿倾向宽700m，矿层厚度13.43～25.14m，平均厚度19.02m。矿体平均品位CaO平均含量52.43%，MgO平均含量1.83%。品位变化系数CaO 为1%，MgO为39%。

2.2矿石质量

（1）矿石结构、构造

①矿石结构

矿石主要为生物碎屑结构、角砾状砾屑结构。

生物碎屑结构、角砾状砾屑结构：角砾以微晶方解石为主，现已大部分重结晶，晶粒可达0.1～0.2mm（细晶级），呈他形晶，颗粒边缘为锯齿状，相互紧密镶嵌成花岗状结构，颗粒表面往往较脏，有氧化铁质附在上面，角砾形态呈棱角、次棱角状，角砾含量80%左右，粒屑分为生物碎屑和内碎屑，前者多为被方解石交代的腹足类、头足类及藻团碎片（块），含量12～30%不等；后者多为砂屑，一般0.1～0.33mm，呈现圆形或者椭圆形，其长轴常平行层理分布，分选度及磨圆度均较好，其含量60～70%。填隙物常为亮晶方解石、自生石英、泥晶方解石及碳酸盐微晶等，含量一般在10～30%。

②矿石的构造

矿石以块状构造、角砾状构造、花斑状构造为主。主要层位是上矿层、下矿层。

（2）矿石的矿物成分

本区矿石矿物成份简单，主要矿石矿物为方解石，一般含量在90～65%之间，脉石矿物主要是自形、半自形的白云石，含量5%左右。矿石中微量矿物大致有黄铁矿、石英、褐铁矿、有机质等，含量一般在1～3%之间。

（3）矿石的化学成分

矿石主要化学成分为CaO、MgO，次要成份为SiO2、Al2O3、Fe2O3、K2O、Na2O、SO3、Cl-等。

CaO：为矿石的主要有益组份。上矿层含量51.73～53.55%，平均52.26%，变化系数1%，下矿层含量51.24～54.06%，平均52.43%。

MgO：为矿石的主要有害成份。上矿层含量0.47～1.38%，平均1.12%，变化系数34%，下矿层含量0.66～2.65%，平均1.83%。

SiO2、Al2O3、Fe2O3：为矿石中有益化学成份。其含量：SiO2为1.57～1.87%、平均1.7%，Al2O3为0.2～0.61%、平均0.3%，Fe2O3为0.16～0.27%、平均0.23%。

fSiO2、K2O、Na2O、SO3、Cl-：为矿石中的有害成份。

2.3矿层围岩

矿层与其顶底板围岩一般界线清楚，而且颜色、化学成分、结构构造存在明显差别。根据上、下矿层围岩的自然出露情况从下而上简述如下：

（1）下矿层的底板围岩：即奥陶系中统上马家沟组第二段第二层（O2S2-2），与矿层平行整合接触，为白云质灰岩，该层全区稳定，层间常有薄层的生物碎屑灰岩，根据已取样品化学分析结果，CaO：含量33.23～43.32%，平均39.56%、MgO：含量6.14～10.05%，平均6.25%。

（2）下矿层的顶板及上矿层的底板围岩：即奥陶系中统上马家沟组第二段第四层（O2S2-4），与矿层平行整合接触，为白云质灰岩，该层全区稳定，层间常有薄层的生物碎屑灰岩，厚度4.39～14.89m，平均8.1m。根据化学分析结果，CaO：含量30.33～43.54%，平均37.99%MgO：含量5.44～13.15%，平均7.96%。

3　矿床成因及找矿标志

3.1矿床成因

矿区位于中朝准地台的南部，在早奥陶世，该区处于浅海环境，随后地壳逐渐升起，到中奥陶世早、中期地壳又缓慢下降，并伴又周期性的颤动，发生的广泛海浸及海退，形成本区下、上马家沟组一套较稳定的碳酸盐岩［3］。

根据本矿床地层岩性特征，结构构造及其变化，说明本区以浅-滨海沉积环境为主，向潮间带沉积过渡的海退式沉积碳酸盐岩相矿床。

3.2找矿标志

奥陶系灰岩在安阳地区分布广泛，从层位上看，适于做水泥用灰岩的层位较多，但是以O2f2和O2S2两段较好。就奥陶系中统上马家沟组第二岩性段O2S2而言，又以O2S2-3作为水泥用灰岩较佳。因此寻找O2S2-3矿床，可以寻找生物碎屑灰岩（以较多的珠角化石为特征），或以O2S2-4（矿层顶板）及O2S2-2（矿层底板）灰色，浅灰色白云质灰岩为标志层进行找矿，可望取得较好的找矿效果。

［1］河南省地质矿产局.河南省区域地质志.地质出版社，1989.

［2］王献民.河南安阳李珍水泥原料石灰岩矿床地质特征［J］.徐煤科技，1996（02）.

［3］牛永斌，董小波，朱信生，周 硕，高文秀.豫西北太行山奥陶系露头区裂缝发育特征及主控因素［J］.现代地质，2013（04）.

2016-3-12

P619.22

A

2095-2066（2016）09-0076-02