江油含增地区建筑用白云岩可行性探究

刘 亮，张 鹏，江 辉，赵相国，孙占营，余长荣，任 浩

(四川省地质矿产勘查开发局川西北地质队，四川 绵阳 621010)

研究区位于龙门山中段前山带的边缘与四川前陆盆地的交接部位，碳酸盐岩地层在区内广泛出露，从泥盆系到三叠系几乎都为碳酸盐岩地层[1-6]。区内对石灰岩利用广泛，研究区北侧即为优质水泥用灰岩天井山组地层，沿地层展布方向分布众多水泥、钙粉厂等矿山生产加工企业[7-8]。而白云石主要用作溶剂用，其他利用较少。研究区位于江油市含增镇东约4km，距江油不到6km，交通位置便利，在1.46km2范围内，白云岩矿石资源量可达1.7亿t以上，周边白云石资源量更加可观，如何充分利用这些矿石资源，对当地及周边经济社会的发展具有重要的促进作用。

1 地质概况

1.1 地层

研究区地层分区属扬子地层区上扬子地层分区前龙门山地层小区，区域上从泥盆系到白垩系均有分布[9-10]，区内为三叠系雷口坡组(T2l)地层。以灰—浅灰色薄—中层微—粉晶白云岩为主，夹多层角砾屑白云岩、细晶白云岩、含石膏假晶白云岩及鲕状白云岩和生物屑微晶灰岩。普遍发育鸟眼构造和波状、透镜状、脉状层理及水平层理，局部见藻纹层及微斜层理。富含双壳等化石及有孔虫。该组早期沉积环境系为局限台地—萨布哈化局限台地，中—晚期为局限台地—台缘沙滩环境。厚度598m。区域上本组地层与上覆地层须家河组(T3xj)平行不整合接触，与下伏地层嘉陵江组(T1j)整合接触。

研究区内出露厚度＞300m，区内岩性为灰色中—厚层—块状细晶白云岩、黄灰色块状微晶白云岩、粉晶白云岩，表面刀砍纹明显，部分地段风化显破碎。

1.2 构造

研究区位于龙门山巨型逆冲推覆构造带—前陆推覆构造带(图1)，存在一系列走向北东—南西向深断裂，为三叠纪末印支运动的结果，沿塑性地层滑动，喜山运动使构造进一步发展，形成现今的构造格局。其总体特点是：深断裂发育，褶皱紧密，地层出露较老，岩石基本未变质。褶皱、断层不发育，但区内岩层中劈理、节理、裂隙和次生风化裂隙等颇为发育。

2 矿体及矿石特征

2.1 矿体特征

矿体赋存于三叠系雷口坡组地层中，岩性为细晶—微晶白云岩，矿体大都呈厚—块层状产出，矿体产状310～340°∠30～35°呈单斜层状产出，走向北东—南西延伸约2km，产出稳定，连续性、均匀性和完整性好，厚度＞300m，出露标高570～724m。

图1 研究区大地构造位置简图

2.2 矿石物质组成

岩性类型主要有灰色—浅灰白色细晶白云岩、微晶白云岩、粉晶白云岩。

(1)细晶白云岩：由细晶白云石及极少量金属矿物、泥质组成，白云石含量99%～100%，金属矿物和泥质含量1%，白云石粒度为0.06～0.25mm，呈他形粒状，无色，具闪突起，高级白干涉色。茜素红染色为无色。金属矿物呈他形粒状散布在白云石粒间，金属矿物黑色，均质体，粒度为0.02～0.1mm。岩石中裂隙发育，由方解石脉充填。

(2)微晶白云岩：由微晶白云石组成，白云 石 含 量 100%， 粒 径 0.005 ～ 0.03mm， 少 量0.03～0.06mm，白云石他形粒状，彼此镶嵌状产出，闪突起，具高级白干涉色，茜素红染色为无色。

(3)粉晶白云岩：岩石具粉晶结构，块状构造。岩石由白云石和金属矿物等组成。白云石(99%)：无色，粒径 0.01～0.2mm，以 0.03～0.06mm 的粉晶为主，颗粒较自形，部分呈菱形，闪突起发育，高级白干涉色，茜素红染色无色，杂乱分布。金属矿物(1%)：黑色、褐色，不透明，粒径0.02～0.05mm的粒状，杂乱分布，少量呈脉状产出。岩石中可见方解石脉。

矿石坚硬块状，可生产碎石、机制砂(人工砂)，矿区范围内无其他不能作建筑石料用的岩石夹层，无明显的相变、脉岩和强烈的岩石蚀变现象，岩石未遭受剧烈的构造破坏作用。

3 矿石质量

建筑石料是基础建设中用量巨大的一类矿产资源，受到人们的重视和关注[4-8，11]，建筑石料质量指标测试项目依据GB/T 14685-2011《建设用卵石、碎石》的质量指标要求(表1)。

3.1 岩石抗压强度

7件白云岩样品饱和抗压强度值在41.2～60.77MPa 之间 (表 2)，平均值 46.44MPa，均满足＞30MPa要求。饱和抗压强度的变化趋势是细晶白云岩＜微晶白云岩＜粉晶白云岩。

3.2 碎石压碎指标

7件样品白云岩的碎石压碎指标值在8.5%～9.7%之间，平均值9.1%，样品碎石压碎指标均＜10%，属Ⅰ类(表3)。

3.3 坚固性

7件样品白云岩的坚固性在2%～3%之间，平均值2.9%，样品坚固性均＜5%，属Ⅰ类(表4)。

3.4 碱集反应

本次研究在所取的薄片中未见碱活性矿物，故在白云岩中测试了1件样品，其碱集反应14d膨胀率为0.014%，符合建筑石料＜0.1%的要求。

3.5 矿石化学成分

研究区白云岩CaO含量30.83%～42.20%，平均值 37.11%；MgO 含量 10.73% ～ 18.82%，平均值 13.67%；TSO3含量 0.038% ～ 0.13%，平均值0.081%；SiO2含量0.59%～4.90%，平均值2.63%；K2O含量 0.026% ～ 0.45%，平均值 0.25%；Na2O含量 0.027% ～ 0.079%，平均值 0.053%(表 5)。

表1 石料质量一般要求

表2 岩石饱和抗压强度测试结果

表3 碎石压碎指标分析结果

表4 坚固性分析结果

表5 雷口坡组白云岩化学组分

4 结论

三叠系雷口坡组白云石CaO含量为30.83%～42.20%，MgO含量为10.73%～18.82%，TSO3含量为0.038%～0.13%，SiO2含量为0.59%～ 4.90%，K2O含量为0.026%～0.45%，Na2O含量为0.027%～0.079%。整体来看，成分变化较大，传统溶剂等利用较为困难，而作为建筑石料化学成分只对TSO3含量有要求，均满足TSO3＜1%的要求。

白云岩饱和抗压强度在41.2～60.77MPa之间，平均值46.44MPa，均满足＞30MPa要求。压碎指标8.5%～9.7%之间，平均值9.1%，样品碎石压碎指标均＜10%，属Ⅰ类；坚固性指标2%～3%，平均值2.9%，样品坚固性均＜5%，属Ⅰ类，碱集反应14d膨胀率0.014%。

三叠系雷口坡组地层分布广泛，白云岩资源储量大，其各项指标均符合建筑石料用要求，科学合理的评价、管理、开发将有利于白云岩资源的充分利用，给当地经济社会的发展提供助力和保障。