安徽省宿松县凿山建筑石料用灰岩、白云岩矿床地质特征及矿石加工技术性能

周诚

摘要：矿区位于安庆凹断束的南西缘，地层自志留系至三叠系及第四系均有出露。矿区位于座山背斜北翼近轴部，断裂构造较发育，主要为北东向、北西向、近东西向三组，所见断层多为高角度平移断层和张性破碎带。建筑石料用灰岩、白云岩矿体赋存在石炭系上统黄龙组及船山组和二叠系下统栖霞组地层中，矿体呈层状展布，受断层影响，矿体不连续，矿石的工业类型属建筑石料用灰岩、白云岩。矿石加工技术性能能满足现行加工工艺要求。研究结果为今后区内矿产资源的开发利用提供了相关依据。

关键词：凿山建筑石料用；灰岩、白云岩特好；矿床地质；矿石加工技术性能

矿区位于郯庐大断裂西南侧，下扬子台坳，沿江拱断褶带，安庆凹断束的南西缘。地层区划属扬子地层区。下扬子地层分区，安庆地层小区。区域内褶皱、断裂构造发育，岩浆岩不发育。矿区主要为建筑石料用灰岩、白云岩矿，本文对矿区地质特征、矿体特征、矿石加工技术性能进行了研究，为今后区内矿产资源的开发利用提供了相关依据。

1.地层

矿区出露地层自志留系至三叠系及第四系均有出露，各时代地层岩性特征如下：

（1）志留系。①下统高家边组：高家边组主要分布于矿区南部一带，走向以北西向为主。岩性为灰黄—灰绿色页岩、粉砂质泥岩，岩石局部已发生轻微变质，具褐铁矿化、弱绿泥石化等。②中统坟头组：坟头组主要分布于矿区南部一带，走向以北西向为主。主要岩性为灰白色石英砂岩、细砂岩、粉砂岩、页岩等，岩石局部已发生不同程度变质，具绢云母化、绿泥石化、高岭土化等。③上统茅山组：浅紫、青灰、棕黄、黄绿色细粒石英砂岩夹钙质页岩。顶部常夹透镜状铁锰质岩。

（2）泥盆系。五通组：主要分布于矿区南部，岩层走向以北西向为主。主要岩性为灰白色石英砂岩、乳白色石英岩、细砂岩等，岩石节理较发育，具褐铁矿化。

（3）石炭系。①下统黄龙组：下段为灰白色厚层状灰质白云岩或白云岩，其中，上部夹厚层硅质灰岩或白云质燧石条带；上段为灰—灰白色厚层致密块状纯石灰岩，夹少量白云岩和灰岩。厚97m～110m，为赋矿层位。②上统船山组：灰—灰褐色厚层状核形石灰岩，偏上部具球粒状结构，质纯，为赋矿层位。

（4）二叠系。①下统栖霞组：主要分布于查区中部一带，岩层走向以北西向为主。岩性呈灰黑色含燧石（或沥青质）灰岩，底部为灰黄、灰黄色页岩夹透镜状煤层，厚212m～ 246m。含燧石灰岩为赋矿层位。②下统孤峰组：孤峰组矿区北部小范围出露，地层走向以北西向为主。下部为灰黑色燧石岩、粉砂质页岩、页岩、夹硅质岩（部分为硅质藻岩）及透镜状灰岩，局部夹含磷硅质岩锰土页岩；上部为灰—深灰黑色灰岩，燧石结核灰岩，夹生物灰岩，下部夹白云岩。厚312m。岩石褶曲发育，具碎裂岩化、褐铁矿化等。③上统吴家坪组：下段为黑色炭质页岩夹灰黑色含粉砂质页岩、砂质页岩，夹两层煤（厚5m～15m），底部为鲕状泥岩；上段为灰黑色厚层状灰岩、含燧石结核灰岩。

（5）三叠系。①下统殷坑组：该段主要分布于矿区北西部，呈北西—南东条带状展布。岩层走向以北西向为主。主要岩性为灰色—灰黑色灰岩，部分地段夹薄层灰岩，岩石褶曲较发育。岩石局部具绿泥石化，碳酸盐细脉发育。底部为一层厚约20cm的硅质页岩。②下统和龙山段：该段主要分布于矿区中部一帶，岩层走向以北西向为主。主要岩性为灰白色—灰黄色条带状灰岩，部分地段夹钙质页岩和薄层灰岩，岩石褶曲较发育。岩石普遍具大理岩化，局部具绿泥石化。③上统南陵湖段：该段主要分布于矿区中部，呈近东—西带状展布。主要岩性为灰岩。呈深灰、浅灰色，具生物碎屑微晶结构，中厚层状（块状）构造，主要矿物成分为方解石，含量95%以上及少量的泥质、有机质。是矿区主要赋矿岩段。

（6）第四系。①全新统洪积冲积物层：主要分布在矿区附近河谷及岸边。下部为黄—褐色卵石层或含砾砂砾层、砾卵石、中粗砂等，卵石成分为灰岩，磨圆度2～3级，砾石成分主要为灰岩角砾及少量石英，砾石直径一般为0.5cm～ 1cm；上部厚度为0.4m～1m，灰黄—黄褐色亚砂土、细砂及少量砂砾。砂、砾石、卵石三者没有明显的分层，呈渐变过渡关系。②风化残坡积层：矿区范围内风化残坡积层主要为棕黄色、灰黄色含碎石砂质黏土，碎石大小不均匀，直径10cm，-0.2cm左右，碎石含量约10%～15%；厚度一般2m～ 20.95m，平均厚约11m左右。

2.构造

（1）褶皱构造。矿区位于座山背斜北翼近轴部，区内地层总体呈单斜状分布。座山背斜：呈近东西向展布，轴向85°，长3km，宽1.5km。核部地层由志留系地层组成，南翼桐太断裂破坏而出露不全；北翼由上泥盆统五通组—三叠系下统南陵湖组组成，地层倾角30°～60°。

（2）断裂构造。矿区断裂构造较发育，主要为北东向、北西向、近东西向三组，所见断层多为高角度平移断层和张性破碎带。平移断层多造成断层两侧岩层位移或不连续；张性破碎带对岩层的连续分布影响较小。

①北东向平移断层有F2、F3、F4、F4、F5、F5，F6、F11，主要特征为：该类断层在矿区内出露长350m～1100m，产状一般较陡，断层带中发育构造角砾岩、碎裂岩，见断层三角面、擦痕，具左型平移性质，岩石破碎，硅化较强，断距一般40m～ 70m。其中F4断层构造角砾岩带与F3的交汇处附近最大宽度约20m，带内160m～190m标高以上风化淋滤作用十分强烈，构造角砾岩已风化淋滤并充填形成棕红色～紫红色黏土夹岩石碎块，碎石成分为灰岩，大小不等；其下为灰黄—黄棕色构造角砾岩，角砾由粉砂岩、灰岩组成，呈棱角状，大小0.1cm～1cm不等，约占20%～30%，被泥质所胶结。

矿区南侧边界附近，矿体底板界线向北错移约80m，推测此处存在1条北东走向的小型断层（编号F4）。

②北西向平移断层（F12）主要特征为：分布于二叠系与三叠系地层间，矿区范围内出露长200m，断层带中发育构造角砾岩、碎裂岩，见断层三角面、擦痕，岩性破碎、硅化较强，具左型平移性质。

③近东西向断层（F13、F3）主要特征为：F13为早期伴随褶皱构造而产生的层间断裂，断层带中发育构造角砾岩、碎裂岩，见断层三角面、擦痕，岩性破碎、硅化较强，被晚期北东向平移断层切割，具逆断层性质。F3为本次核实期间，通过矿山开采揭露发现的一条近东西向构造破碎带，倾角近直立，为早期伴随褶皱构造而产生的张性断裂，其与北东向平移断层F4交汇处附近，破碎带宽达40余m。带内构造角砾岩发育，其中160m～190m标高以上风化淋滤作用十分强烈，构造角砾岩已风化淋滤并充填形成棕红色—灰紫色含碎石砂质黏土，碎石成分为灰岩，大小直径0.1m～2m；其下为碎裂岩化灰岩。该破碎带被晚期北东向平移断层F4切割。

3.矿体特征

区内建筑石料用灰岩、白云岩矿体赋存在石炭系上统黄龙组及船山组和二叠系下统栖霞组地层中，矿体呈层状展布，倾向北北东，倾角45°左右。由于受北东向平移断层F2、F3、F4、F3、F4、F5的影响，矿体不连续，矿体北东部向北位移，移距达70m，矿体长415m，出露宽295m，赋存标高+270m至+70m。其中凿山顶及其附近位于F3及F4交汇部位的矿体中，两条断层的构造破碎带和构造角砾岩带160m～190m标高以上风化淋滤作用十分强烈，构造角砾岩已风化淋滤并充填形成棕红色-灰紫色含碎石泥质黏土或黏土夹大小不等的岩石碎块，形成一走向近东西、倾角近直立、宽约40m、长约140m的含碎石泥质黏土带和走向北东、倾角45°～70°、宽约20m、长约260m的棕红-紫红色黏土夹岩石碎块带，不能作为矿体利用。

4.矿石质量特征

矿石主要为二叠系下统栖霞组灰岩，石炭系中统黄龙组白云岩、灰岩及上统船山组核形石灰岩矿，其矿石质量特征叙述如下：

（1）矿石的矿物与化学成分。二叠系下统栖霞组灰岩：深灰、灰黑色，具生物碎屑微晶结构，中厚层状（块状）构造，主要矿物成分为方解石及少量的石英、泥质、有机质等。

石炭系上统船山组核形石灰岩：灰、深灰色，灰白色，具生物碎屑微晶结构、藻球粒状构造，主要矿物成分为方解石，含量95%以上。

石炭系中统黄龙组白云岩、灰岩，具生物碎屑微晶结构，中厚层状构造。白云岩主要由白云石组成含少量方解石；灰岩主要矿物成分为方解石含少量泥硅质。

矿区矿石主体为灰岩，化学成分为CaO43.21～54.80%、MgO0.60～1.08%、SiO21.36～18.89%、Fe2O30.18～0.55%、Al2O30.20～0.83%。

部分矿石为白云岩，化学成分为CaO32.86～55.65%、MgO0.48～17.73%、SiO20.35～3.02%、Fe2O30.14～0.39%、Al2O30.11～0.74%。

（2）矿石质量。根据本次核实工作中采集的物理力学实验样品结果并结合《安徽省宿松县凿山建筑石料用灰岩、白云岩矿普查地质报告》资料，区内矿石饱和状态下抗压强度：61.6MPa；矿石密度：2.65t/m3；磨耗率：5%～8%；吸水率<0.5%；放射性强度10伽马～18伽马。按国内岩石强度分类属坚硬岩，经加工后的碎石，按《建筑用卵石、碎石技术要求分类》（GB/T14685—2001），相当于Ⅲ—Ⅱ类，宜用于强度等级

（3）矿石类型及品级

①矿石自然类型

根据矿石结构、构造特征及主要矿物成分，本矿床矿石的自然类型为中厚层状微晶生物碎屑灰岩型，藻球粒状微晶生物碎屑灰岩型，中厚层状微晶生物碎屑白云岩型。

②矿石的工业类型

矿石的工业类型属建筑石料用灰岩、白云岩。

（4）矿体顶、底板围岩

矿体赋存于石炭系中统黄龙组白云岩、灰岩，上统船山组灰岩及二叠系下统栖霞组灰岩；矿体的顶板为三叠系下统和龙山组页岩，矿体的底板为泥盆系上统五通组石英砂岩，石英细砂岩。

5.矿石加工技术性能

根据以往矿山生产加工实践证明，区内建筑石料用灰岩、白云岩矿石经振动给料机给入颚式破碎机（PE750×1060）初次破碎，碎后产品经胶带机送至反击破（PD1816）进行二次破碎，再经胶带机送至振动筛进行筛分，筛分后的大粒径块石经胶带机送至反击破（PD1212）细碎，最后经胶带机送至相应规格的成品堆场。最终产品粒径：40mm～20mm，30mm～10mm，10mm～5mm，5mm以下。生產的碎石，即可达到颗粒度均匀、针、片状颗粒极少的混凝土骨料的质量要求。矿石加工技术性能能满足现行加工工艺要求。勘探类型为开采技术条件简单的矿床（I型）。

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