江西省瑞昌市码头镇某灰岩矿茅口组地质特征及用途探讨

2021-01-04卢观送余牛奔

中国金属通报 2020年16期

卢观送，余牛奔

（江西省地质矿产勘查开发局赣西北大队，江西九江 332000）

1 区域地质

矿区位于杨子准地台内的下杨子—钱塘台拗，瑞昌—彭泽陷褶束西段之瑞昌—九江凹褶断束。南北分别与江南台隆和淮阳地盾毗邻。区域内沉积盖层发育，未见褶皱基底，出露地层为奥陶系至三叠系、第三系和第四系，缺失侏罗系、白垩系。地层沿北东和北东东方向带状分布[1]。

2 茅口组（P2m）地质特征

分布于矿区北缘，上盘与二叠系上统龙潭组整合接触，下盘与二叠系中统小江边组整合接触，厚度约400m。岩性主要由灰黑色（含）燧石结核微晶灰岩、微晶灰岩、含内碎屑生物碎屑灰（见图1）岩组成，内碎屑，椭圆状，以方解石为主的碳酸盐类矿物团块为主，大小0.2mm～1.5mm。生物碎屑发育，生物碎屑主要由腕足、介形虫、有孔虫等及生物碎屑碎片组成，大小一般为0.1mm～2mm为主。微晶结构、生物碎屑结构，厚层—块状构造，燧石形态不规则，大小1cm～25cm不等，整体呈层状分布，与细网脉状方解石伴生密切，不均匀地分布于岩石之中。其中微晶灰岩段可作为水泥用灰岩矿体，（含）燧石结核灰岩段可作为建筑石料用灰岩。

3 茅口组岩石的物质组成

灰岩矿石物质组成主要由生物碎屑、内碎屑、方解石、白云石及次生方解石脉等碳酸盐岩矿物组成（见表1），含量一般可在97%以上，另含有少量的粘土矿物与石英，局部偶见质点状炭质分布。

4 茅口组矿石的化学成分

影响矿石质量的主要化学组分为CaO、MgO与fSiO2，所以矿区矿石的基本分析项目为CaO、MgO与fSiO2。在上述分析结果的基础上，对符合指标的连续样品组合后进一步进行SiO2、Al2O3、Fe2O3、K2O、Na2O、R2O、SO3、Cl-及烧失量的分析。按分析结果，大致可以分为两类岩石。

4.1 高钙低镁低游离硅灰岩

矿石有益组份CaO单样含量为45.00%～55.88%，平均51.38%。其中含量＜48%的占总样数的13%，含量在48%～52%的占总样数的39%，含量在52%～54%的占总样数的33%，含量≥54%占总样数的15%。

矿石有害组份MgO单样含量为0.04～1.75%之间，平均1.03%。其中含量＜0.4 %的占总样数的1%，含量在0.4%～1.0%的占总样数的49%，含量在1.0%～1.3%的占总样数的24%，含量≥1.3%占总样数的26%

矿石有害组份fSiO2单样含量为0.01%～3.97%之间，平均1.17%。其中含量＜1%的占总样数的57%，含量在1%～2%的占总样数的19%，含量在2%～3%的占总样数的14%，含量≥3%占总样数的10%（见图1）。

组合样分析结果见表2，其中w（K2O+Na2O）的平均值为0.214，小于0.6，最大值区域为少量分布，S03含量0～0.598，平均值0.049，小于1。

总体上高钙低镁低游离硅灰岩满足水泥用石灰质原料矿石化学成分的一般性要求[2]。

4.2 高游离硅灰岩

4.2.1 化学成分

矿区高游离硅（fSiO2燧石质＞4%）灰岩有大隆组硅质灰岩、吴家坪组与茅口组含燧石结核灰岩，其平均化学成分如下：CaO52.47%、MgO1.49%、SiO22.84%、Al2O30.18%、Fe2O30.26%、K2O0.05%、Na2O0.01%、SO30.09%、Cl-0.003%、LOI42.51%、fSiO23.98%～18%。

4.2.2 物理性能

本次核实系统地采集了高游离硅灰岩（含燧石结核灰岩）的抗压强度、碱活性、坚固性及压碎指标等物性试验样品，检测结果如下表3。

从表3可以看出物理性能指标，干燥抗压强度平均值43.5MPa，饱和抗压强度38.92MPa，均大于沉积岩≥30MPa；吸水率＜1%；在规定的试验龄期，碱活性对试件无裂缝、酥裂、胶体外溢等现象，膨胀率＜0.10%；坚固性平均值6.67%，处于5%～8%；压碎指标平均值14%（Ⅱ类10～20%），按照《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》（JGJ52-2006）的一般要求，本区高游离硅（fSiO2燧石质＞4%）灰岩属于混凝土粗骨料Ⅱ类。

矿区建筑石料用灰岩可采厚度52m～90m，厚度大，处于当地侵蚀基准面之上，剥采比小，开采技术条件较好，物理性能指标能满足建筑石料用灰岩的一般要求，因此，高游离硅灰岩可以作为建筑原料进行开发利用。