河北省易县西水冶制灰用石灰岩矿床地质特征及成因

孙思晓

（中国建筑材料工业地质勘查中心河北总队，河北 保定 071000）

河北省易县西水冶制灰用石灰岩矿床地质特征及成因

孙思晓

（中国建筑材料工业地质勘查中心河北总队，河北 保定 071000）

河北省易县西水冶制灰用石灰岩主要赋存层位为奥陶统上马家沟组和下马家沟组。矿石各项指标均达到制灰用石灰岩工业指标。为一浅海相内源沉积碳酸盐型制灰用石灰岩矿床。

石灰岩矿；地质特征；成因

1 地质概况

河北省易县西水冶制灰用石灰岩矿大地构造位置位于中朝准地台(Ⅰ级)燕山台褶带(Ⅱ级)军都山岩浆岩带(Ⅲ级)狼牙山凹褶断束(IV级)南东部边缘。

矿区地质构造较简单，地层总体呈单斜产出，倾向310～350°，倾角一般在5～25°，局部呈舒缓波状，产状基本稳定。

发育断层三条，分别分布于矿区西部边缘、西北部，均为正断层。由于三条断层位于矿区边缘，所以对矿体的连续性产生的破坏作用较小。

矿区内无岩浆岩出露。

2 矿床地质特征

2.1 矿层特征

矿床位于上马家沟组第一段(O2sm1)、下马家沟组(O2xm)，顶板未出露，以矿区采高为底板。矿体共4层，矿体编号自上而下为K1、K2、K3、K4。夹石共3层，编号自上而下为J1、J2、J3。各矿层特征如下：

K1赋存于上马家沟组(O2sm)，为层状矿体。地表出露于矿区南部及中部，地表剥蚀，未见其盖层，矿体厚度受地形控制。矿体平面形态似蝙蝠状，东西总长约1 027m，南北平均宽822m，出露面积为0.38km2；矿体为厚—巨厚层状，总体呈单斜产出，倾向301～345°，倾角3～18°，局部呈舒缓波状，局部产状倾向北东，62～74°。

K2赋存于下马家沟组(O2xm)，矿体平面形态似心状，东西总长约1 164m，南北平均宽988m，出露面积为0.58km2；矿体为中厚—中薄层状，平均厚度22.41m，总体呈单斜产出，倾向307～319°，倾角一般在9～14°，局部呈舒缓波状，局部产状倾向北东，55～68°。

K3赋存于下马家沟组(O2xm)，为层状矿体。矿体平面形态似心状，东西总长约1 066m，南北平均宽1 108m，出露面积为0.62km2；矿体为中厚—中薄层状，平均厚度18.85m，总体呈单斜产出， 局部呈舒缓波状，倾向318～342°，倾角一般在5～14°。

K4赋存于下马家沟组(O2xm)，为层状矿体。矿体平面形态似心状，东西总长约1 044m，南北平均宽844m，出露面积为0.44km2；矿体为中厚—中薄层状，总体呈单斜产出， 局部呈舒缓波状，倾向313～322°，倾角一般在4～17°。

2.2 矿石自然类型

矿石按自然类型可分为致密灰岩、花斑状灰岩和白云质灰岩。

致密灰岩：为深灰至灰黑色，隐晶结构—微晶结构、块状构造。岩石主要由隐晶状他形粒状方解石组成，另有少量生物碎屑。方解石含量＞90%，粒径＜0.004mm，生物碎屑含量＜5%，为飘带状或具完整双瓣，由微晶方解石所充填，其内的微晶为片状方解石。

花斑状灰岩：灰、深灰、灰褐色，隐晶质结构，花斑状构造。矿物成分主要为泥晶方解石、白云石组成。由暗灰色的泥晶方解石组成的石基中，散布着由肉红色粉晶白云石和方解石组成的花斑形成花斑构造。组成花斑的矿物主要为白云石，含量约15%，方解石含量约10%，石基中的方解石含量约70%。岩石后期具有方解石细脉穿插，细脉方解石含量约5%。

白云质灰岩：为灰色，隐晶结构—微晶结构、块状构造。岩石主要由隐晶状他形粒状方解石、白云石组成，偶见石英。白云石呈菱形粒状，粒度多在0.01～0.03mm，含量约40%；方解石呈他形粒状，粒度在0.004mm，含量约60%。岩石中裂隙发育，填充方解石，裂隙宽0.01～0.03mm不等，在岩石中交错分布。

2.3 矿石化学成分及变化规律

矿石化学成分(%)为：CaO含量最高54.71，最低33.82，品位变化系数为8.8；MgO含量最高11.92，最低0.275，品位变化系数为82。SiO2含量最高为7.37，最低为2.00，平均3.39；Al2O3含量最高为1.65，最低为0.04，平均0.397；Fe2O3含量最高为1.25，最低为0.02，平均0.345；LOI含量最高为43.91，最低为39.09，平均42.47；K2O+Na2O含量最高为0.83，最低为0.22，平均0.360；SO3含量最高为0.031，最低为0，平均0.035。

矿石化学成分总体上具有高钙低镁的特性。

各矿体CaO、MgO变化性质和变化程度总体为：CaO属均匀变化(变化系数8.8%)；MgO属不均匀变化(变化系数82%)。

从化学成分上看，矿石中CaO、MgO含量偏高，其他化学成分均含量低。各矿层平均成分详见下表。

综上所述，该矿床为一高品位水泥用石灰岩矿床，参照中华人民共和国地质矿产行业标准DZ/T0213-2002《冶金、化工石灰岩及白云岩、水泥原料矿产地质勘查规范》及《矿产资源工业要求手册》，工业指标内容如下：

矿体平均品位(%)

(1) CaCO3+MgCO3＞75%；粘土质及残渣＜13%。

(2) MgO≤12%(白云质灰岩与灰质白云岩MgO的临界值)。

综上，矿区内4个矿体均达到制灰用石灰岩标准。

2.4 夹石类型及特征

该矿床有3个夹层，主要岩性为角砾状灰质白云岩、灰质白云岩及少量泥质灰岩。其中角砾状灰质白云岩，灰质白云岩为低钙高镁夹层，泥质灰岩一般呈透镜状赋存于角砾状灰质白云岩中。

J1赋存于上马家沟组第一段(O2sm1)，为上马家沟组和下马家沟组分界，为层状角砾状灰质白云岩、灰质白云岩及少量泥质灰岩。厚度最大为89.71m，最小为25.65m，平均厚度为52.93m。

J2赋存于下马家沟组(O2xm)，为灰质白云岩。厚度最大为19.85m，最小为2.70m，平均厚度8.30m。

J3赋存于下马家沟组(O2xm)，为灰质白云岩。厚度最大为12.60m，最小为1.67m，平均厚度5.07m。

3 矿床成因

综合分析区域成矿条件、矿体地质特征，认为该矿床为化学沉积作用为主，机械碎屑沉积作用为辅的浅海相内源沉积碳酸盐岩矿床。

K1矿体上部为致密灰岩，下部为花斑状白云质灰岩，厚度较稳定，质量较好，J1中的角砾状灰质白云岩形成于潮间带，已固结的灰质白云岩由于海水波浪、潮汐把碳酸盐岩沉积物带到潮间带，海水能量较大将其破碎、搬运，期间混入部分泥质成分，然后沉积，固结成岩而成。

K2、K3、K4矿体主要为白云质灰岩，矿体中夹有灰质白云岩夹石，为不均匀的白云岩化造成。矿体应为海水能量较低的静水环境中化学沉积作用形成的。

[1]河北省地质矿产局.河北省区域地质志[M].北京：地质出版社，1989.

[2]中国建筑材料工业地质勘查中心.DZ/T0213-2002 冶金、化工石灰岩及白云岩、水泥原料矿产地质勘查规范[S].北京：中国标准出版社，2002.

[3]《矿产资源工业要求手册》编委会.矿产资源工业要求手册(修订版)[M].北京：地质出版社，2012.

[4]章少华.我国水泥石灰岩矿床的几个特点[J].建材地质，1986(4)：8-9.

Study on the Geological Characteristics and Genesis of
Xishuiye Limestone Deposit for Lime in Yixian, Hebei Province

SUN Si-xiao
(Hebei Branch of China National Geological Exploration Centor of Building Materials Industry, Baoding 071000, China)

The position of Xishuiye limestone deposit for lime is the middle Ordovician Majiagou formation in Yixian county. Ore indicators meet the requirements of limestone for lime. The deposit is a neritic facies sedimentary carbonate type endogenous limestone deposit.

limestone deposit; geological characteristics; genesis

P619.225

A

1007-9386(2017)04-0031-02

2016-11-17