辽宁省大四平石灰石矿地质条件及其开发利用

崔黎

摘 要：大四平矿区在中奥陶世接受了一套以钙、镁质灰岩为主的地层沉积，形成了一层厚度大、层状稳定的石灰岩。该石灰岩具有含钙量高，杂质含量低等诸多优点，成为生产水泥的优良原材料。石炭系沉积的铁质层夹铝土页岩也为生产水泥熟料主要的原材料之一。因此大四平地区石灰岩有着良好的开发利用前景。

关键词：大四平;石灰石矿;开发利用

1 概况

辽宁省大四平镇隶属于新宾满族自治县，地处新宾县西南部。地理位置属于两市四县交界（抚顺市、本溪市;新宾县、抚顺县、桓仁县、本溪县）。

大四平镇矿茂资源丰富，境内蕴藏着大量的煤炭、石灰石、硅石、粘土、铁矿石等。其中煤炭资源储量9000万吨;石灰石储量约40亿吨;硅石储量约1亿吨;粘土储量为1500万吨;铁矿石储量约1000万吨。该镇工业经济占全镇国民经济的80%以上，是典型的工业重镇。目前该镇石灰石资源并没有得到有效利用，目前仅有两家水泥厂生产水泥，但年生产量只有15万吨左右。由于本区内石灰石储量大，含钙高等特点，故应加大投入，使其得到更好的开发利用。

2 区域地质背景

该区位于中朝准地台、胶辽台隆、台太子河～浑江台陷辽阳～本溪凹陷北部。

2.1 地层特征

区内出露的地层较丰富，从元古界到新生界均见出露。

元古界：出露地层主要有青白口系、震旦系。主要岩性为石英砂岩、页岩、泥灰岩、砂质泥质岩、细粒石英砂岩等。

古生界：出露地層有寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系。本地区在寒武纪、奥陶纪这两个时期接受了一套以钙、镁质灰岩为主的地层沉积，与石灰石成矿有密切关系。石炭纪、二叠纪接受了一套以砂岩、砾岩、页岩为主的地层沉积。

中生界：出露地层主要为侏罗系。该时期沉积了一套以砂岩、砾岩、页岩夹煤层为主的地层。在该层内发现多处具工业价值的煤矿。

新生界：主要出露地层为第四系全新统。主要由冲充物、砂、亚砂土组成。

2.2 岩浆岩特征

本区域内岩浆岩不发育，仅在东南部出露有侏罗纪第二期花岗岩体及零星出露有前震旦纪闪长玢岩及侏罗纪第一期闪长岩等小岩体。

2.3 构造特征

区域内以东西向构造展布为主。由东西向的褶皱及压性断层结构面组成，并伴生有北东向，北西向的扭性断裂。

3 矿区地质特征

3.1 含矿层位及上覆和下伏岩层特征

1、含矿层位下伏岩层：下马家沟组

形成于中奥陶世，岩性主要深灰、灰色中厚层夹薄层灰岩、花纹状灰岩，夹含燧石结核灰岩。底部以一层角砾状灰岩或黄灰色薄层白云质灰岩与亮甲山组分界。

2、含矿层位：上马家沟组

形成于中奥陶世，整合接触于下马家沟组之上。主要岩性：下部为深灰色中厚层泥晶灰岩，花纹状灰岩;上部为深灰、灰色中厚层、厚层灰岩或白云灰岩，本组岩性稳定。该层泥晶灰岩、花纹灰岩含钙量高，杂质含量低等优点，为制做水泥、冶金熔剂的优质原材料。

3、 含矿层位上覆岩层：本溪组

形成于下石炭世，平行不整合于上马家沟组之上。底部不整合面上的风化壳为铁质、泥质物和灰岩砾石，局部地方形成山西式铁矿。本组岩性下部为黄绿、黄、紫色页岩与砂岩夹G、F两层铝土页岩、薄煤层;上部为青、黄绿、黄色页岩、砂岩、灰岩透镜体和E层铝土页岩，局部夹薄煤层。本层中铝土页岩具有一定规模，且埋藏浅，利于开采等优点，可作为生产水泥熟料的主要原材料之一。

3.2 矿区构造特征

1、断裂构造特征

断裂构造主要由北西向、北东向压扭性断裂切割了古生界地层，导致局部含矿岩层沿走向突然中断，对局部矿体起破坏作用。

2、褶皱构造特征

区内地层主要分布在近东西向分布的向斜构造北翼上，呈向南倾斜的单斜地层分布，倾向180°—210°;倾角20°—30°。

3.3 矿石质量

本区内石灰石矿石赋存于上马家沟组中，以泥晶灰岩和含白云质花纹灰岩为主，岩石呈深灰色，泥晶结构，中厚层—巨厚层构造。主要矿物成分为方解石，均为粒径小于0.01mm的泥晶，含量高达90%以上，白云石及少量泥质，二者含量之和小于10%。

3.4 找矿标志

大四平石灰岩矿属于层状沉积矿床，严格受地层控制。地貌上矿体多形成陡立悬崖。矿体以上马家沟组底部紫红色和黄绿色白云质灰岩为标志界线。

4开发利前景

4.1矿床开采技术条件

矿体位于当地侵蚀基准面以上，地形有利于自然排水，且附近无地表水体;矿体围岩力学强度高，结构面不发育，稳定性好，但局部地段见有溶洞，但多被泥沙质充填，对矿床的开采影响较小;当地无原生环境地质问题，矿石及废弃物不易分解出有害组分，采矿活动不形成对附近环境和水体的污染。只要在矿床开采过程中针对可能发生的地质灾害做好相应的治理措施，便可将灾害发生的概率降到最低。

综上所述，该区矿床开采技术条件为简单型矿床，为矿石的开采提供十分便利的条件。

4.2 交通条件和电力、人力资源

大四平镇位于新宾县与本溪县交界，现有煤矿、粘土矿等多个矿业公司，被喻为是新宾县的工业重镇，交通四通八达;高压输电线路多，覆盖面广，可提供足够的电能来满足大、中型企业生产。

区内剩余劳动力多，人力资源丰富。

4.3生产水泥的物理性能

参照本区内以有的水泥厂兴京水泥厂，其生产水泥已有十余年，其生产技术条件成熟。其生产的水泥物理性能见表1：

表1 兴京水泥石生产水泥的物理性能

以上指标均符合国家的相关规定要求。

生产实践证明：区内的石灰石完全可以用做生产硅酸盐水泥原料开采利用。

5找矿远景

石灰岩：寒武系可作水泥原料的共有三个层位：碱厂组石灰岩厚度薄，一般具小型矿床规模;馒头组上部灰岩含钙较高，规模

可达小—中型矿床;张夏组中上部的石灰岩是重要的矿层，可达中型矿床规模。

白云岩：主要形成于下奥陶世，白云可做熔剂，耐火材料。

铝土矿：石炭系中统本溪组和上统太原组，都赋存有多层铝土矿，当含铝较高时，可构成铝土矿。

由上述分析得出：本区内石灰石储量大，含钙高等特点，故应加大投入，使其得到更好的开发利用。矿区成矿地质条件优越，矿区西北部位因勘查程度较高，矿体规模较大，矿化较好，已设立采矿权并被开发利用，效益较好。位于矿区东南部位，成矿地质条件与上述部位相同，且其西北部位经工程控制证实，矿化良好，但工程控制程度低，难以对其作出准确评价，需进行进一步地质工作，以提高其勘查、研究程度并扩大其资源储量远景;因此该区的找矿潜力极大，如对其进行进一步地质工作，有望大大提高矿区的资源储量远景。