安徽省和县中生代硬石膏矿特征研究

所属栏目:矿业论文 发布日期:2010-08-31 09:37 热度:

  摘要:硬石膏是优质建筑材料;通过对皖江区域中生代蒸发岩成矿规律研究,在和县探出一特大型硬石膏矿床,该矿区矿层巨厚,(大于500米),矿石品位高,开采技术条件简单。
  关键词:蒸发岩;成矿规律;硬石膏;开采条件
  硬石膏具备的无毒、无味、防火、防潮、耐高温、抗辐射易加工等特点,日益被人们重视及利用,广泛用于建筑材料、医疗卫生、化工及轻工制品,特别是石膏建材制品被誉为“绿色”建材;目前我国东部已探明可供开采的硬石膏矿,远远不能满足快速发展的开采市场的需求;加大硬石膏矿的勘察研究很有必要。和县中生代硬石膏矿,是根据对长江中下游,蒸发岩矿床成矿环境及矿床分布规律理论的研究;继安徽含山县发现特大型硬石膏矿床之后,在安徽境内发现的又一特大型硬石膏矿床。该矿区矿石资源丰富,品质优,开采技术条件简单。本文主要介绍该矿床的成因、矿体特征、矿石品质储量及开采技术条件。
  一、矿床成因
  本区硬石膏矿产在中生代三叠系中统东马鞍山组地层中。安徽三叠纪的古地理格局,继成了二叠纪末继续存在的南海北陆的自然景观,地处长江流域的皖中,在早、中三叠世时,属下扬子海的一部分。它的西部,通过上扬子海与特提斯海相连;东部可能与古太平洋相连;向南通过乐平海峡,于湘赣海相通。其陆源物质主要来源与淮阳古陆。早、中二叠世是地史上著名的干旱气候广布时期,蒸发海盆膏盐沉积广泛出现在华南。【1】遂着NE向的淮阳古陆逐渐向前扩展,到南陵湖晚期,古陆已推到巢湖以北一线,以后的一段时期,在滁县—巢湖—潜山一线的以南区域,形成了典型的局限台地—蒸发岩台地相沉积环境,海水更浅,甚至是潮上低能带,由于气候炎热,蒸发量大于补给量,海水不断咸化,(又各种离子物质结晶沉积所需条件的差异,当沉积环境能满足某一类离子矿物沉积条件时,就可能有此类矿床沉积)在Ca++、SO4-物质补给、沉积条件具备的区域,从而形成了巨厚的硬石膏矿层。该沉积矿床受后期改造影响,局部抬升硬石膏矿体被剥蚀,局部凹陷矿体被保留或深埋,本区就是一例。(预计由于Ca++、SO4-的活性较Na+、CI-为差,因此,容易早先化合、沉积,后来Na+、CI-会在硬石膏矿床的靠海方向,在适合化合、沉积条件的区域沉积;所以在硬石膏矿床分布带以南区域,有望找到半生的大型盐岩矿床。){2}
  二、矿床地质特征
  (一)矿区地层
  矿区地表覆盖17~28米第四系红色粘土;上白垩统暗紫红色砂岩、底部砂砾岩,矿区内厚度200~600米,直接不整合覆盖与东马鞍山组硬石膏矿层之上;(局部残留有东马鞍山组上段灰岩,已被剥蚀为岩溶灰岩。)东马鞍山组在本区以硬石膏矿层为主,顶部大部分被剥蚀,硬石膏矿层最大厚度581.59米,底部浅灰-肉红色云质、硅质灰岩,厚度152米。
  (二)矿区构造
  勘查区内断裂构造不很发育,主要断层有2条:北东向走向断层(F1)、北西向斜切正断层(F2)、分述如下:
  F1走向正断层:是勘查区北西边界断层。本区有1-1、3-2孔揭露。1-1孔见断层深度320.8~342.50m。3-2孔见断层深度287.97~378.11m。主要破碎带中硬石膏重新结晶或钙质胶结,以至破碎带岩性比较坚硬。断层走向北45~60°东,倾向南东,倾角约70°。断距大于600m。
  F2斜切正断层:在勘查区北西侧,本区有2-2孔控制。破碎带深度537.85~541.95m,断层走向130°,倾向北东,倾角50~60°,落差大于500m。
  综上所述,勘查区属宽缓单斜构造,沿走向及倾向方向均有波状褶曲,地层产状变化不大,区内断层稀少,构造应属简单类型。
  (三)矿体特征
  本区含巨厚硬石膏矿体一层,区内控制走向长大于10km,倾向宽大于3km,属特大型硬石膏矿体。矿体形态为一倾向南东的单斜,全区18个钻孔中有14个孔见硬石膏矿层,4个钻孔未见硬石膏矿层。控制最大厚度581.59m(6-2孔见,顶部还有部分被剥蚀),矿层见矿完整的仅一个孔(3-1孔),厚度414.60m。本区矿体厚度巨大,顶部大多被剥蚀。矿体含矿率占90.65%。矿体南东略厚,北西略薄。
  矿体产状:顶板、底板倾向南东,倾角10~20°,均有波状起伏。矿体北部被F1走向正断层切割断缺,矿体沿走向和倾向可向东、向西、向南延伸出区外。矿体在勘查区内深度分布范围,钻孔见矿最浅为211.55m(3-2孔),钻孔见矿控制最深达1185.6m(9-1孔)。勘查区内硬石膏矿体,分布深度在-200水平至-1300水平,北西浅、南东深。
  东马鞍山组各岩性段钻孔控制厚度统计表
                  b1.jpg  
  三、矿石质量特征
  根据勘探岩芯鉴定和采样化验成果,将矿体划分为水化带和原生带。
  (一)水化石膏带
  水化带主要分布在矿体的顶部,硬石膏流失甚微,采样化验硬石膏质量分数55.65~95.20%,但结晶水含量偏高,为0~19.56%。野外鉴定为水化石膏,呈浅灰白色,性软,能被指甲刻划。全区各个孔均能见到。水化带厚0~48.33,上覆地层含水越丰富则水化带越厚,例如:3-1孔矿体直接与岩溶灰岩接触,水化石膏带最大达48.33m。
  (二)原生带
  野外鉴定为硬石膏层。浅灰~深灰色;一般为细晶~中晶~粗晶质,薄层~厚层状,发育近水平~缓波状层理,上部和下部含大量同生砾石。砾石含硅质、泥质和灰质时色较深,含灰质时点稀盐酸微起泡。据单工程钻孔各矿石加权平均品位计算表(附表)计算及统计表(见表7),硬石膏(CaSO4•2H2O+CaSO4)加权平均质量分数81.84%,结晶水质量分数0.01~1.14%。矿石成分单一,结构简单。根据“规范”H•3•1类型划分,本区原生带矿石属硬石膏大类,碳酸盐质硬石膏亚类。
  岩石个品级喊沙率、夹石率一览表

                           b2.jpgb2.jpg
   四、开采技术条件
  (一)矿区水文地质条件
  矿体直接顶板绝大部分为上白垩统砂砾岩地层覆盖,为弱~中等含水层。含水性各向异性,无明显的隔水层。均位于侵蚀基准面以下,且两含水层之间与第四系及大气降水均有水力联系。矿体一般无水,可视为隔水层。
  通过本次详查,勘查区地层的含、导水性已查明,综合资料分析,勘查区3线以东水文地质条件属简单类型,3线以西属中等类型,勘查区总体为简单~中等类型。
  (二)工程地质条件
  1.顶板围岩岩性特征:矿层的顶板主要为上白垩统地层及东马鞍山组上段地层。
  上白垩统:局部为矿层的直接顶板,岩性为砂砾岩。砾石成分为泥岩、灰岩、砂岩及硬石膏,砾径一般2~5cm,大者达10cm,分选差,棱角~次棱角状,泥钙质充填胶接,岩石完整性一般。上部为暗紫红色细砂岩,岩石整体块状,完整性好。该地层厚度大于600m。
  东马鞍组上段:下部为灰~灰黄色岩溶灰岩,细~中晶结构,中厚层状,溶洞发育,近矿体更甚,似蜂窝状,裂隙发育,岩性脆,易碎,岩石完整性差。该段钻孔控制的厚度为0~251.71m。
  2.底板围岩岩性特征:底板即东马鞍山组下段:下部以灰白~浅灰~肉红色灰岩为主。上部为灰~深灰色灰岩、硅质灰岩及少量含白云质灰岩,微~细晶结构,坚硬且脆。薄~中厚层状,水平~波状层理。局部节理发育,且被方解石或硬石膏脉状充填。控制厚度152.60m。
  3.矿层岩性特征:硬石膏矿层为灰~灰白色,局部深灰,微晶~粗晶结构,致密块状。岩石整体块状,完整性好。最大厚度581.59米。
  矿床开拓实际上是在巨厚的矿体内部进行的,采矿时所考虑的围岩工程地质条件,实际上就是矿层本身的地质工程条件。矿体的物理学性质已如上述,其内部各类结构面不发育,无软弱层。因此,矿体是稳定的,矿山开采的工程地质条件属简单类型。
  综上所述,和县中生代硬石膏矿,是典型的蒸发岩矿床,矿体长轴呈NE向,巨厚层状,品位高,易开采;其成矿规律受中生代古环境控制,在长江中下游区域,各矿床区块呈NE向展布,应是寻找类似矿床的有利条件。
  参考文献:
  [1]王鸿祯,刘本培《地史学教程》地质出版社
  [2]安徽省地质矿产局区域地质调查队《安徽地层志》安徽科学技术出版社
  [3]方飞跃安徽省煤田地质局第二勘探队《安徽省和县西埠详查地质报告》
  

文章标题:安徽省和县中生代硬石膏矿特征研究

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