河南省鹤壁地区冶镁白云岩矿特征

2016-12-21张磊

西部探矿工程 2016年12期

关键词：白云石层状白云岩

张磊

（新乡市国土资源局，河南新乡453000）

河南省鹤壁地区冶镁白云岩矿特征

张磊*

（新乡市国土资源局，河南新乡453000）

鹤壁地区是我国重要的冶炼金属镁基地。《河南省鹤壁市白云岩矿地质普查》项目是2007年度河南省地质勘查基金（周转金）地质勘查类（两权价款）项目。鲕粒白云岩矿石类型是本次新发现的新的冶镁白云岩矿石类型。冶镁白云岩矿体赋存于寒武系中、上统接触部位，矿石类型为鲕粒白云岩，矿石品位高、杂质低，矿体层位稳定、开采条件好，适宜筹建大型、特大型冶镁白云岩矿山基地。

地质；冶镁白云岩；特征

矿体位于河南省鹤壁市西部山区，大地构造位置处于太行山区东南缘。本地区寒武系、奥陶系碳酸盐岩广布，层位稳定，产状平缓，露头良好，地质研究程度高，是开展碳酸盐岩地区找矿的较理想地区。矿区面积34.77km2。

矿体赋存于寒武系中、上统接触部位，岩性以鲕粒白云岩为主，少量的细晶白云岩。矿体厚度约7.20～55.25m左右，区域上沿寒武系中、上统接触部位尖灭再现带状分布。

矿床成因类型为沉积型白云岩化冶镁白云岩矿床，共6个矿体组成，形态为层状、似层状。全矿区冶镁白云岩矿石资源储量共计25646×104t，为特大型金属镁白云岩矿床规模，平均品位MgO 20.52%，为优质冶镁白云岩矿石原料。

1 矿化特征

鹤壁地区冶镁白云岩矿含矿层位的主要矿化岩性为鲕粒白云岩，少量的细晶白云岩。厚层、巨厚层状，平行层理发育，局部见斜层理，表面为深灰色、灰黑色，宏观特征明显。横向上和鲕粒灰岩呈过渡关系，和鲕粒灰岩沉积构造相同。

2 矿床特征

2.1 矿体特征

矿区内共有矿体6个，产状均与地层一致，总体呈层状、似层状，与围岩地层整合接触，沿走向、倾向成呈尖灭再现状。主要矿体规模较大，品位较高，达到大型、特大型规模。

2.1.1 矿体空间位置

矿体赋存于寒武系中上统接触部位，分布在南部的半山腰和北部的沟谷底部。矿体由寒武系中统张夏组和寒武系上统崮山组鲕粒白云岩和少量的中细晶白云岩组成。矿体严格受地层层位控制，层位稳定，产状平缓，形态简单，出露良好。矿体倾向北东，倾角5°～10°，与地层产状一致。矿体底板最高点海拔标高244.28m，最低点海拔标高194.14m。

2.1.2 矿体规模、形态和厚度、品位、岩性结构

平面上矿体呈带状。矿体出露宽度约40～250m，长度约13km，厚度43.53～25.17m，矿体厚度由北向南有逐渐变薄的趋势，东西方向上变化无规律。面积1714460m2。

剖面上矿体呈层状、似层状，产状严格受围岩控制，总体近水平，矿体倾向北东，倾角5°～10°，与地层产状一致。矿体厚度7.20～55.25m，平均28.50m（见表1、图1）。

矿石中含量MgO最大值为21.74%，最小值为16.8%，平均值为20.52%。CaO含量最大值为46.59%，最小值为28.91%，平均值为30.97%。

矿石以鲕粒结构为主，少量的中细晶结构。

2.2 矿石特征

2.2.1 矿石的矿物成分

矿石的矿物成分简单，主要有白云石组成，少量的铁质、粘土等。矿石矿物成分较均一。

表1 矿体特征表

白云石：自形—半自形粒状，含量98%～99%。d= 0.01～0.06mm，晶体之间为隐晶质—泥状铁泥质充填、渲染。

铁泥质：隐晶质—泥状，含量1%～2%。由隐晶质—胶状褐铁矿与泥质矿物混染，充填分布于白云石晶体之间，并渲染白云石。

2.2.2 矿石的化学成分

从化学分析结果可见，矿石中有用组分为MgO，矿石中的有害成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3、K2O、Na2O等，算术平均值均低于有关要求，且成分较均匀。特征值及其变化见表2。

表2 矿石化学成分特征值

2.2.3 矿石的其它化学元素

光谱半定量分析结果显示矿石中存在的其它化学元素有：Mn122、Ni3.1、Zn17.0、Li2.0、Mo0.20、Cl0.006、Au0.0005、V0.8、Br1.46ppm。

2.2.4 矿石的结构构造

2.2.4.1 矿石结构

矿石以鲕粒结构为主，少量的中细晶结构、碎屑结构和网状微细结构。

鲕粒结构：残余鲕粒组成，次圆—椭球状，d＝0.25～1.0mm，多数d＝0.35～0.8mm，长轴大致定向排列，受极强白云岩化作用，原鲕粒结构遗迹虽然模糊，但同心鲕粒纹层结构依稀可见。鲕粒之间主要由重结晶细—粉晶白云石充填，胶接类型为基底—孔隙式胶结。

中细晶结构：岩石主要由白云石组成，自形—半自形粒状，含量97.5%～99%。d=0.01～0.18mm，晶体之间为隐晶质—泥状铁泥质充填、渲染。

2.2.4.2 矿石构造

矿石构造以致密块状为主，局部可见叠层状构造和不均匀条带构造。

块状构造：为矿石中常见构造，矿石多呈致密坚硬的块状。

叠层状构造：系由藻灰岩形成的特殊构造，常见形态为纹层状，少量的柱状、丘状、树枝状等。

不均匀条带构造：由暗色的富含有机质藻丝微层与有机质藻丝较少的微层相间组成不均匀条带构造。

2.3 矿石类型

矿石的自然类型简单，主要为鲕粒白云岩，少量的中细晶白云岩。矿石的工业类型为炼镁用白云岩。由于现有《规范》没有对金属镁用白云岩矿石分级，本次勘查也暂不分级。

鲕粒白云岩：岩石呈浅灰—深灰色，厚层状，残余鲕粒结构，块状构造。残余鲕近70%，可见鲕轮廓，但其内部已重结晶，大小为1.46～0.58mm，原岩鲕粒间为孔隙式胶结，鲕粒全部由白云石构成，多呈他形晶，晶粒在0.08～0.21mm之间。填隙物大于30%，为细晶白云石。白云石含量97.5%～99%之间，铁泥质1.0%～2.5%。

中细晶白云岩：灰白色，风化面多呈灰黑色，细晶结构，中细晶镶嵌结构，块状构造，主要矿物为白云石，次为方解石等，多为半自形晶，镶嵌状接触，横向上成分稍有变化，但都能满足矿石质量要求。单层厚度一般2m左右，最厚大于4m，最薄仅0.5m。

2.4 矿体围岩及夹石

2.4.1 矿体顶板

矿层顶板为上寒武统崮山组（∈3g）深灰色厚层状白云质鲕粒灰岩、鲕粒灰岩，少量的第四系粉质粘土。白云质鲕粒灰岩与鲕粒灰岩呈渐变关系。

白云质鲕粒灰岩，深灰色，鲕粒结构，块状构造，主要矿物为白云石，次为方解石等，多为半自形晶，镶嵌状接触，主要化学成分MgO14.84%、CaO 36.86%、SiO21.28%、K2O 0.19%、Na2O0.021%。

鲕粒灰岩，深灰色，鲕粒结构，块状构造，主要矿物为方解石，次为白云石等，多为半自形晶，镶嵌状接触，主要化学成分MgO 4.93%、CaO 50.72%。

粉质粘土，灰黄色，疏松多孔，手捏易碎。含岩石碎块，多被改造成农田。多分布在沟谷底部，厚度0.2～5.0m，一般厚度为1～2m。

矿体顶板层位稳定，横向上成分稳定，矿体表面为灰黑色，该层表面呈浅灰色，与矿层宏观特征明显，比较容易区别。产状和矿层一致，整合接触。

2.4.2 矿体底板

矿层底板为中寒武统张夏组灰色厚层鲕粒灰岩、灰色、深灰色，鲕粒结构，块状构造。矿物成分主要为方解石，次要矿物为白云石，铁质、粘土少量。主要化学成分MgO2.76%～18.84%、CaO31.29%～51.66%、SiO20.72%、K2O0.062%、Na2O0.021%。层位稳定，横向上成分变化不大，与矿层宏观特征明显，比较容易区别。产状和矿层一致，整合接触。

2.4.3 夹层

矿体无夹层。局部矿体MgO含量小于19%，但上下8m任意平均都能大于矿体最低品位，各项有害指标均符合规范要求。不影响矿体总体质量。

3 矿床成因及找矿标志

3.1 矿床成因

矿体赋存于寒武系中上统接触部位，即张夏组顶部和崮山组底部，总体是在寒武纪陆表海环境下形成的。岩石为一套厚层状碳酸盐岩建造，岩石组合为鲕粒白云岩为主要的岩石类型，中细晶白云岩、碎屑白云岩、叠层石白云岩少量。鲕粒结构为主，少量的中细晶结构、砾屑结构。矿石为快状构造，叠层石构造，块状层理、平行层理为主，可见三叶虫屑。以上特征表明，矿体形成于一个动荡的陆表海鲕粒滩环境。白云岩化作用是由于障壁作用，海水含盐度升高，海水浓缩而形成的。中细晶白云岩、碎屑白云岩、叠层石白云岩的出现，单层变薄，证明海水变浅了，逐渐变成了有障壁海的潮坪环境。

3.2 找矿标志

矿体位于寒武系张夏组顶部和崮山组底部，区域上为一套巨厚层的碳酸盐岩建造，地貌上为一较大的陡坎状，地形陡峻，沟谷深切，巨厚的碳酸盐岩中，上下岩性均为鲕粒灰岩，表面为灰色、浅灰色，矿体往往位于陡坎状地貌的中上部，岩性为鲕粒白云岩，表面为深灰色、灰黑色，宏观特征明显。巨厚层的碳酸盐岩陡坎之上为寒武系炒米店组薄板条带状微晶灰岩，地貌上为缓坡状地貌，其下为寒武系馒头组灰岩和页岩互层岩性组合，常形成阶梯状地貌，也为寻找矿体的间接重要标志。