宁夏中卫市油井山大泉子沟陶瓷粘土矿床地质特征及开发前景分析

吕纯青 / 宁夏回族自治区国土资源调查监测院

宁夏中卫市油井山大泉子沟陶瓷粘土矿床地质特征及开发前景分析

吕纯青 / 宁夏回族自治区国土资源调查监测院

通过对矿区地层、构造、矿层规模、形态、矿石质量、矿石加工技术性能、矿石可利用性及开发条件研究分析。认为：该矿床陶瓷粘土矿体形态规则，呈层状、似层状，矿层厚度较稳定；矿石质量较好；内外部开发条件良好，可建设中型规模露天矿山，具有良好的开发前景。

大泉子沟；陶瓷粘土矿；开发前景分析

宁夏中卫市油井山大泉子沟陶瓷粘土矿床位于宁夏中卫市南部，行政区划属中卫市管辖。为发展中卫市地方经济，解决企业陶瓷粘土资源短缺，2013-2014年宁夏国土资源调查监测院对中卫市油井山大泉子沟陶瓷粘土矿床开展了详查工作，求得陶瓷用粘土矿资源量为中型规模。笔者通过对油井山大泉子沟陶瓷粘土矿床的矿层特征、开采技术条件等初步分析，认为油井山大泉子沟陶瓷粘土矿床矿石质量好，具一定规模，内外部开发条件良好，具有良好的开发前景。

1.矿区地质

1.1 地层

矿区位于香山弧后盆地北侧，早古生代为强烈沉陷区，沉积了巨厚的寒武奥陶系，加里东运动使得早古生代地层褶皱。华力西早期复又沉降，沉积了上泥盆统、石炭系、二叠系和三叠系，晚期华力西、印支和燕山运动使区内再度隆起，中断沉积。喜马拉雅期区内仍为隆起区，除在山间盆地有少量沉积外，大部分地区遭受剥蚀，未接受沉积。

矿区内出露地层有奥陶系香山群狼嘴子组黄河井段、磨盘井组；石炭-二叠系太原组；二叠系大黄沟组、红泉组；古近系寺口子组和清水营组；第四系上更新统马兰组、洪积层和全新统冲积层。

1.2 构造

矿区位于油井子沟向斜西翼，构造较简单，除矿区中部小型褶皱外，出露岩层多呈单斜层状产出。总体走向为北东-南西向，倾向南东，倾角25-58°。矿区中部发育有小型向斜及背斜褶皱构造，规模较小。断裂构造较发育，主要断裂方向与地层走向基本一致，为北东向的正断层和逆断层，倾角30-65°，断层对含矿地层有破坏作用。

1.3 岩浆岩

矿区内未见岩浆岩出露。

2.矿床地质

2.1 矿层特征

矿层赋存于石炭-二叠系太原组（C2P1t）中细粒砂岩夹泥岩、粉砂岩泥岩中，矿区内共有一层陶瓷粘土矿，为灰白、灰绿、青灰色为主的粘土岩，矿层底板为中细粒砂岩夹泥岩、粉砂岩泥岩，矿层顶板为石炭-二叠系太原组（C2P1t）灰、灰白色石英砂岩。矿体呈层状产出，除中部小褶曲外，产状变化不大，倾向南东，倾角25-58°。矿层不含夹层、无蚀变现象、矿石成分单一、颜色相近、结构构造相同、较稳定，矿层走向长约3.53km平均厚度1.77m。

2.2 矿石质量

2.2.1 矿石矿物组成及结构构造

矿石主要为灰白、灰绿、青灰色软质粘土岩，斑点状泥质结构、块状构造，含铁质鲕粒者为含球粒泥质结构。局部矿石中见有不均匀呈星点状分布的小孔，孔径一般在0.05mm以下，手摸具滑感，手能掰碎。

2.2.2 矿石的化学成分

矿区陶瓷粘土矿Al2O3含量约30.11%，TFe2O3含量≤3.5%，SiO2含量约60.00%，K2O含量稳定在1～3%，符合陶瓷粘土矿工业指标。矿石的组合样品分析结果表明，矿石中有害杂质含量均很小。根据物性试验样分析矿石干燥收缩率-0.3%，耐火度1760℃～1780℃，自然白度25.7～28.3，煅烧白度在950℃时为74.3，在1000℃时为75.7。

2.3 矿石自然类型

矿区的的陶瓷粘土矿石为灰白、灰绿、青灰色软质粘土岩，呈层状产出，斑点泥质结构，块状构造。矿石中矿物成分主要为高岭石，含少量石英，易掰碎，矿石质软，可塑性较强。矿石中的矿物成分单一，矿物组成差异较小，结构构造、颜色相近，因此，矿石的自然类型为粘土岩。

2.4 矿石加工技术性能

矿石类型为陶瓷粘土矿，矿石质量稳定，矿石具有较高的粘结力、可塑性和良好的烧结性能，在1360℃时能烧成白色的坯，烧结温度和耐火度间隔大，焙烧后无疤痕和斑点。可制造各种工业技术陶瓷、建筑卫生陶瓷和日用陶瓷的主要原料。符合陶瓷粘土矿工业要求，质量较优。

2.5 矿石可利用性

矿石主要组分为高岭石，矿石的抗压强度属软弱型，易形成碎块和粉未，矿石具有较高的粘结力、可塑性和良好的烧结性能，可塑性较强。在1360℃时能烧成白色的坯，烧结温度和耐火度间隔大，焙烧后无疤痕和斑点，试制陶瓷产品具白度高，透光性好，瓷质细腻，成瓷范围宽等特点，是理想的陶瓷原料。它是制造各种工业技术陶瓷、建筑卫生陶瓷和日用陶瓷的主要原料。矿区内矿石有害元素TFe、Ti含量在适宜范围内，总体上符合陶瓷粘土矿石质量标准。矿石通过制陶工业试验，生产陶瓷制品质量良好，制陶成品率较高。

3.矿床开发前景分析

3.1 资源形势分析

3.1.1 自然地理、经济和建设条件

矿区交通方便，有简易公路与G109国道，S202省道相接，可达中卫市、同心县、海原县等地，距中卫火车站52km，区内资源由铁路、公路运往全国各地。矿区电力由宁夏电网供给，电力充足，区内饮用水及工业用水由兴仁镇拉运，成本较低。矿区所在地邻近中卫市兴仁镇，当地劳动力富余。矿山基础设施建设所需建筑材料：水泥、块石、砂、白灰等可就近在中卫市兴仁镇等地解决，投入不大。矿山生产企业现开发多处矿山，积累有多年的生产经营经验，矿山开发生产所需的机械设备（挖掘机、运输车辆等）齐全。矿山开发条件理想。

3.1.2 矿产资源经济形势分析

陶瓷粘土适于作陶瓷原料，主要矿物为高岭土。具有高的粘结力和可塑性，良好的烧结性能，在1360℃时能形成白色的坯，烧结温度和耐火度间隔大，焙烧后无疤痕和斑点，化学成分中Fe2O3、TiO2等有害杂质含量甚微。陶瓷粘土是制备各种工业技术陶瓷，建筑卫生陶瓷和日用陶瓷的主要原料。中卫泰合耐火材料有限公司拟使用该原料生产集实用性、装饰性和节能保温性于一体的陶瓷器具，使用前景光明。目前中卫市兴仁镇油井山地区，宁夏益泰矿山开采有限公司开采油井山陶瓷粘土矿供应外省区陶瓷加工厂，随着经济发展，需求量还将增加。

3.1.3 资源量

矿区求得陶瓷用粘土矿资源量为中型陶瓷粘土矿床，可满足矿山所需。

3.2 矿山开发的可行性

本矿床矿层及厚度均较稳定，与围岩平行展布。矿层底板为中细粒砂岩夹泥岩、粉砂岩泥岩，顶板为细粒石英砂岩，岩石完整性好，倾角25～58°，小于采场最终边坡角（55°）的一般要求；矿层最低开采标高1800m；剥采比不大于21:1，符合露天开采技术条件一般要求；远离公路、铁路、高压线、居民区和其它建筑物，完全符合爆破安全距离（一般不小于300m）的技术要求。

矿层主体位于当地侵蚀基准面之上，水文地质条件属简单类型。矿层底板为矿层底板为中细粒砂岩夹泥岩、粉砂岩泥岩；矿层顶板为石英砂岩，抗风化强，属于较高强度的硬质岩石。

矿区水文地质条件简单，工程地质条件简单，开采对周边环境影响不大。矿床开采方式为露天开采，开采方法选用自上而下水平分段采矿法，台段高度应不大于10m。用潜钻凿岩爆破，然后原矿石经水冲洗选，装车运输至厂。总体来讲，油井山大泉子沟陶瓷粘土矿矿石为较优质的陶瓷粘土原料。因此，矿山开采条件良好。

4.结论

宁夏中卫市油井山大泉子沟陶瓷粘土矿床陶瓷粘土矿层形态规则，呈层状、似层状，矿层厚度较稳定；矿石质量较好；内外部开发条件良好；矿区探明的资源储量可满足建设中型规模露天矿；矿区具有良好的开发前景。