河南凉水泉一带水泥用大理岩矿地质特征及找矿远景分析

方 荣，秦战营，徐 刚，英亚歌，何玉州

(1.河南省有色金属地质矿产局第三地质大队，河南 郑州 450016；2.河南省有色金属矿产探测工程技术研究中心，河南 郑州 450016)

镇平县北部水泥用大理岩矿资源丰富，是豫西南水泥、建筑石料矿产的主要原材料基地。随着该区凉水泉、山王庄大型矿床的探明，于2003年新建了一条2 500t/d新型干法水泥生产线，年生产规模98万t/a，现已开采生产数十年。近几年来，随着国家基础设施的大规模建设，加上环保对露天开采矿山要求越来越严格，导致水泥及建筑石料价格持续处于高位，企业经济效益明显。水泥生产企业为了寻找和储备后续资源，通过市场机制，拟加强原勘探区以外的找矿工作，以满足未来长期的原料供给。本文通过对原已勘查矿区地质资料的综合研究整理和资源开发再认识，总结了已勘查矿区水泥原料大理岩矿的地质特征，结合区域成矿地质条件，认为镇平县北部凉水泉一带水泥用大理岩成矿资源储量巨大，具有良好的找矿前景。

1 区域成矿条件

本区位于秦岭东西复杂构造带东端南缘倾末端，商南—镇平断裂北侧[1]。出露地层以单斜形式分布，走向北西，倾向南西，自老至新为古元古界沉积变质岩系、白垩系、新近系、第四系；区域构造线呈北西西—南东东向，商南—镇平断裂纵贯全区；出露侵入岩有华力西中晚期黑云母花岗岩和似斑状黑云母花岗岩(图1)。

图1 凉水泉一带区域地质简图

2 矿区地质

矿区出露地层为古元古界前寒武系的秦岭群雁岭沟组(Pt1y)，一套遭受区域变质作用的海相碳酸盐沉积建造。雁岭沟组(Pt1y)主要岩性为条带状含石墨大理岩(MbL)，次为白云石大理岩(Do)和斜长角闪片岩(IS)。岩层产状：183～215°∠39～60°。F1断裂产出于矿区西北部，呈北西西向展布，长度556m，沿断裂充填后期燕山期的花岗岩脉。岩浆岩为燕山期花岗岩，呈岩脉或岩枝产出[2](图2a)。

3 矿体地质特征

3.1 矿体特征

矿体赋存于古元古界雁岭沟组(Pt1y)中部。矿体形态简单(图2b)，总体呈一厚层状单矿体出露，南东—北西向，产状：187～212°∠37～55°，平均：198°∠46°。出露长度2 200m，矿体自中部向东、西两侧，由厚变薄，厚度90.75～396.22m，平均厚度238.83m，走向厚度变化系数37%[3]。

图2 凉水泉矿区地质简图(a)及4线剖面图(b)

矿体内部主要夹层为花岗岩脉及斜长角闪片岩，仅有2条花岗岩脉夹层相对连续，夹层地表出露长度114m和194m，其他夹层连续性差，分布无规律。矿体中岩溶不发育，地表平均裂隙率为2.30%，地下岩溶裂隙率为0.31%。

3.2 矿石特征

3.2.1 矿石矿物成分及结构构造

矿石类型为条带状含石墨大理岩，岩性单一，矿石矿物组合较简单。条带状含石墨大理岩矿石，风化面呈浅灰—灰色，新鲜面为浅灰白色，矿石致密。细—中粒变晶结构，条带状、块状构造；矿石矿物成分主要为方解石，含量90%～95%；次要矿物为白云石含量3%，石墨含量1%～2%，石英含量1%～2%，微量矿物有黄铁矿及绢云母等。方解石呈半自形—他形粒状，粒度(0.4×0.4～1.0×1.0)mm，粒度的大小无序分布，部分方解石解理纹有弯曲现象，在方解石颗粒间分布有少许云母和石英；石墨呈大小不一的鳞片状，粒度一般0.1～0.5mm，石墨矿物相对聚集成彼此平行相间出现的条带；白云石、石英等矿物呈半自形—他形不规则分布；绢云母呈半自形鳞片状零星分布。

3.2.2 矿石化学成分及含量变化

矿石有用组分简单，除主要组分CaCO3外，尚未发现其他有益的伴生组分(表1)。CaO为45.46%～54.54%，沿走向含量分布稍有波动，没有明显的方向性变化，稳定而均匀；MgO为0.39%～2.98%，含量变化较大；经组合样分析，fSiO2变化区间在1.45%～5.77%，平均值2.92%，低于工业指标石英质fSiO2允许值6%的要求。

表1 矿石主要化学成分统计表 (单位：%)

3.3 矿石工业类型和品级

从工业利用的目的出发，根据矿石的化学成分特征，矿石工业类型属高钙、低镁、低钾钠的水泥原料矿石。

区内矿层的CaO含量为45.46%～54.54%，平均51.47%；MgO含量0.39%～2.98%，平 均1.05%，K2O+Na2O含 量0.060%～0.415%，SO3含量0.004%～0.264%，fSiO2含量1.45%～5.77%，各项指标均达到了规范对水泥原料的要求[4]，因此矿区水泥用大理岩矿为Ⅰ级品矿石[5]。

4 矿床成因

矿区位于秦岭东西复杂构造带东端南缘倾末端，北秦岭与南秦岭之间的西峡—南湾断陷地槽内。前寒武纪时期，华北古陆南缘与秦岭隆起带之间为一沉降带，海水从东南方向侵入，形成一个近东西向的局限盆地，盆地中先是滨海近陆碎屑沉积，随着海水的不断侵入，转为潮下沉积环境，主要为碳酸盐建造。雁岭沟组条带状含石墨大理岩就属于碳酸盐沉积物。随着地史的变迁，海进海退，沉降逐渐隆起，后经区域变质作用形成区域变质矿床[6]。

5 找矿远景分析

在镇平北部一带，条带状含石墨大理岩和石墨大理岩呈北西—南东向，出露长约20km，宽约3km，在约60km2范围内，皆可作为今后寻找水泥用大理岩矿的耙区，累计潜在资源量达5亿t。从西至东，通过石屋沟、核桃园和时沟三个找矿远景区与已勘查的凉水泉和山王庄矿床[7]进行对比，显示具有基本相同的成矿地质条件(表2)，资源储量潜力巨大。

表2 凉水泉、山王庄与找矿远景区矿床地质特征对比

(1)石屋沟找矿远景区位于凉水泉矿区西约10km，面积约2.0km2，其北西方向赋矿地层雁岭沟组(Pt1y)被岩体侵蚀，出露变窄，本区为水泥用大理岩矿在区域成矿带上的最西端。赋存的水泥用条带状含石墨大理岩矿，工程控制长度为600m，控制深度210m，地表出露宽度208～3 356m。矿体呈单层、厚层状产出，形态较稳定；矿体走向290～328°，平均309°，倾向西南，倾角46～76°，平均68°。矿石CaO 47.20%～53.72%，MgO 0.36%～ 2.76%，K2O+Na2O 0.053%～0.368%，SO30.004%～ 0.225%， fSiO21.39%～5.48%，各项指标均达到水泥原料的工业指标。预测资源储量约6 000万t。

(2)核桃园找矿远景区位于凉水泉和石屋沟之间，紧邻凉水泉矿区，为赋矿地层西延部分，面积约2.8km2。区内出露地层为古元古界秦岭群雁岭沟组(Pt1y)，由北到南主要岩性有云母石英片岩、条带状含石墨大理岩、斜长角闪片岩及蚀变斜长角闪片岩、白云石大理岩，其中条带状含石墨大理岩即为水泥用大理岩矿赋矿层位。区内矿体工程控制长度为1 080m，控制深度250m，地表出露宽度147.8～439.5m，被第四系分为五个块段。在深部除少量夹石外，基本是单层矿体，矿体形态简单，厚层状产出，走向280～340°，平均310°，倾向西南，倾角45～74°，平均70°。厚度变化系数为36.1%，沿走向和深度皆变化不大，矿体形态较稳定。矿石CaO品位为45.09%～55.06%，MgO品 位 为0.30%～3.48%，K2O+Na2O品 位 为0.04%～0.62%，SO3品位为0.02%～0.54%，fSiO2品位为0.66%～5.99%，各项指标均达到优质水泥原料的工业要求[3]，预测资源储量大于8 000万t[4]。

(3)时沟找矿远景区位于凉水泉矿区南东约5km，为水泥用大理岩矿区域成矿带的最东端，面积约3km2。从20世纪80年代至今，建有以开采水泥用大理岩矿和建筑石料矿的多个小型采矿企业。20世纪90年代初，该区完成柳泉铺乡时沟村杏花山水泥原料(大理岩)的预查工作，获水泥用大理岩矿资源储量3 000万t，已引进一水泥企业的建厂和投产。据前期勘查和后期企业开采资料显示，包括时沟远景区及东西矿层延伸区域内，水泥用大理岩矿层位稳定，进一步找矿的潜力较大。

6 结论与建议

(1)加强区域成矿综合研究，总结区域地层、构造等控矿因素条件，特别是地层和岩性方面的清晰厘定，是区域成矿带上圈定赋矿层位的基础[8]。

(2)河南省镇平县北部凉水泉一带是豫西南重要的水泥用大理岩成矿带，以往工作的重点集中于凉水泉、山王庄矿区，本次通过对成矿带上几处资源远景区矿床特征的总结分析认为，其与凉水泉矿区具有相同的成矿条件，预测具有较好的水泥用大理岩矿找矿潜力，可作为今后找矿的重点靶区。

(3)加强资源的综合开发利用，本区主要以水泥用大理岩矿开采为主，开采中剥离的覆盖层、夹石及围岩等，可作为建筑用石料矿加以综合利用[9]，能够较大提高企业的经济效益。