福建龙岩田尾矿区水泥用灰岩矿矿石质量变化规律

章喜相

（中国建筑材料工业地质勘查中心福建总队，福建 福州 350001）

1 矿区地质概况

田尾矿区位于闽西南坳陷带南西部的广平—龙岩坳陷内，龙(岩)—漳(平)复式向斜的近核部，政和—大浦深大断裂的西侧。矿区内出露地层由老至新有下石炭统林地组(C1l)，上石炭统船山组(C3c)，下二叠统栖霞组(P1q)、文笔山组(P1w)、童子岩组(P1t)和第四系(Q)。

水泥用灰岩矿赋存于上石炭统船山组和下二叠统栖霞组。上石炭统船山组分布于矿区南部及东部，地层产状：倾向300～320°，倾角20～40°。岩性为浅灰—灰白色厚—巨厚层状细晶灰岩，上部夹白云质灰岩。最大厚度331m。下二叠统栖霞组分布于矿区中部、北西部及南部，地层呈北东向展布，倾向300～320°，倾角20～40°。根据岩性组合特征，栖霞组地层可分为五个岩性段。第一岩性段(P1q1)：岩性为灰—深灰色薄—中厚层状燧石结核灰岩、燧石条带灰岩和白云质灰岩。第二岩性段(P1q2)：岩性为浅灰—深灰色中厚层状生物碎屑灰岩、微晶—细晶灰岩、含燧石灰岩。第三岩性段(P1q3)：岩性为灰—深灰色燧石灰岩、燧石条带灰岩和泥灰岩互层。第四岩性段(P1q4)：岩性为灰—深灰色中厚层状含燧石灰岩。第五岩性段(P1q5)：岩性为深灰—灰黑色中厚层状硅质灰岩、含灰岩角砾硅质岩，间夹薄—中厚层泥质条带灰岩、含白云质灰岩和钙质泥岩等。

矿区内构造以断裂为主，共见有5条断裂构造，走向以北西向及北东向为主。

矿区岩浆岩较发育，共见2条花岗斑岩脉和4条辉绿岩脉。花岗斑岩脉对矿体连续性造成一定的影响，本矿区岩浆岩对矿石质量影响不大。

2 矿体化学成分变化分析

2.1 矿体特征

矿区共圈定了水泥用灰岩矿3个，自下而上依次编号为KT1、KT2、KT3号矿体，分别赋存于上石炭统船山组(C3c)、下二叠统栖霞组第二岩性段(P1q2)和第四岩性段(P1q4)中。

KT1矿体分布于矿区中东部，沿走向北东长约1 050m，沿倾向宽10～500m，呈一单斜构造形态，层状产出，矿体最大厚度约260m。KT2矿体分布于矿区中部，沿走向北东长约1 900m，沿倾向宽25～210m，呈一单斜构造形态，层状产出，矿体最大厚度约103m。KT3矿体分布于矿区的北东部，沿走向北东长约830m，沿倾向宽15～90m，呈一单斜构造形态，层状产出，矿体最大厚度约58m。

其中KT1矿体为本矿区主矿体，矿石自然类型主要为微晶—细晶灰岩，其资源量占全区总资源量的64.48%，本文仅对KT1矿体特征进行分析研究。

控制KT1矿体的钻孔共有24个，矿石的主要化学成分：CaO 48%～55.60%，平均53.31%；MgO 0.04%～2.98%，平均0.77%。

2.2 KT1矿体化学成分沿倾向上的变化特征

KT1矿体共布设7条勘探线进行钻探控制，勘探线方向为近矿体倾向方向，选择具有代表性的8号勘探线上的钻孔单工程CaO、MgO质量分数进行倾向方向品位变化统计分析，并以CaO、MgO质量分数平均值编制沿倾向变化曲线(见图1)。

图1 KT1矿体CaO、MgO含量沿倾向方向变化曲线图

8线矿石中CaO质量分数为48.70%～55.60%，平均53.95%。质量变化系数仅为3.10%，表明矿石CaO含量在倾向方向上的变化极小，矿化均匀；矿石中MgO质量分数为0.23%～2.80%，平均0.62%。质量变化系数为44.11%，表明矿石MgO含量在倾向方向上的变化较稳定。从图1中可以看出，沿倾向(东→西)CaO含量呈波状起伏(低—高—低)变化；MgO含量呈波状起伏(高—低—高)变化。两者负相关关系较显著。

2.3 KT1矿体化学成分沿走向上的变化特征

沿走向方向控制KT1矿体的勘探线以间距200m平行布设，不同的勘探线上各选择一个钻孔单工程CaO、MgO质量分数进行质量变化统计分析，并以CaO、MgO质量分数平均值编制沿走向变化曲线(见图2)。

图2 KT1矿体CaO、MgO含量沿走向方向变化曲线图

走向方向矿石中CaO质量分数为48.06%～55.60%，平均54.03%。质量变化系数仅为3.46%，表明矿石CaO含量在倾向方向上的变化极小，矿化均匀；矿石中MgO质量分数为0.16%～3.80%，平均0.58%。质量变化系数为53.32%，表明矿石中MgO含量在倾向方向上的变化较稳定。从图2中可以看出，沿走向(10线→5线)CaO含量呈波状起伏(低—高—低—高)变化；MgO含量呈波状起伏(高—低—高—低)变化。两者负相关关系较显著。

2.4 KT1矿体化学成分沿垂直方向上的变化特征

对矿区控制KT1矿体的24个钻孔进行品位变化统计分析，并选择具代表性的ZK804钻孔编制矿体CaO、MgO质量分数沿垂直方向变化曲线(见图3)。

图3 KT1矿体CaO、MgO含量沿垂直方向变化曲线图

从图3中可以看出，沿垂直方向CaO含量以54%为轴上下波动(波动范围51.08%～55.60%)，质量变化系数为2.52%；MgO含量以0.5%为轴上下波动(波动范围0.24%～1.63%)，质量变化系数为62.79%。CaO、MgO含量波动范围较小，两者负相关关系较显著。

3 夹石层特征

矿区主矿体KT1共圈定11条夹石层，自下而上依次编号为J1～J11。夹石层岩性为含泥炭质燧石灰岩、燧石灰岩和含白云质灰岩层，以高硅、镁为特征。夹石产状与矿层产状一致，在走向、倾向上多数以不连续或断续似层状、透镜状等产出。

夹石层厚度3.95～28.86m不等，总体厚度不大。根据对控制夹石层的19个钻孔，128件单样的CaO、MgO含量的研究分析，夹石层中CaO质量分数为4.28%～51.8%，平均40.72%，质量变化系数为27.46%，表明夹石层中的CaO含量较低，变化较稳定；夹石层中的MgO质量分数为0.18%～17.4%，平均5.57%，质量变化系数为80.75%，表明MgO含量较高，变化较大。

4 结论

(1) 经对田尾矿区水泥用灰岩KT1

矿体中钻孔样品化验数据的数理统计，并编制三维空间的变化曲线图分析，KT1矿体的矿石主要化学成分在空间上有小幅的波动变化，但总体质量良好，分布稳定。

(2) 水泥用灰岩主要成分CaO与MgO，CaO为有用成分，对水泥生产有利；MgO为有害成分，对水泥生产不利。田尾矿区KT1矿体中CaO与MgO的质量分数呈负相关关系。

(3) 夹石层化学成分主要表现为低钙、高镁，且MgO化学成分变化相对较大。