瓦房店市磨盘山石灰岩矿地质特征.docx

1、瓦房店市磨盘山石灰岩矿地质特征瓦房店市复州湾镇磨盘山水泥石灰岩矿床地质特征许洪斌 林少全 张国刚（辽宁省第六地质大队，辽宁，普兰店，116200）摘 要： 该石灰岩矿位于辽宁省瓦房店市复州湾镇磨盘山一带，矿床产于寒武系张夏组二段（2z2）地层内。矿区出露主要有寒武系中统徐庄组、张夏组和寒武系上统固山组、长山组地层，为一套以灰岩为主的沉积序列。矿体呈似层状，连续性好，规模较大。矿区内构造较简单，没有岩浆岩出露。根据矿区岩石类型及组合认为，该矿床为典型的化学或生物化学沉积矿床。关键词 辽宁瓦房店磨盘山 水泥石灰岩 地质特征 辽宁省瓦房店市复州湾磨盘山石灰岩矿区内有典型剖面磨盘山剖面，经详查取得资源

2、量为1亿多吨，矿石质量较好，具有较大的潜在开发利用价值，已作为瓦房店地区水泥生产重要的资源储备基地。1、区域地质概况 该石灰岩矿床分布于中朝准地台胶辽台隆复州台陷内，金州断裂西侧。岩浆岩不发育。区域地层主要为： 中、上元古界本区上元古界地层发育，位于抚顺营口断裂以东的辽东型沉积区复州大连地区。自下而上分为青白口系和震旦系。 青白口系（Qn）：由碎屑岩、粘土岩和碳酸盐岩组成，根据岩性分为永宁组，细河群钓鱼台组、南芬组，总厚758.26940.2m。 震旦系（Z）：本系包括三个群十个组，即细河群桥头组，五行山群长岭子组、南关岭组、甘井子组，金县群营城子组、十三里台组、马家屯组、崔家屯组、兴民村组和

3、大林子组。由碎屑岩、粘土岩和碳酸盐岩组成，与下伏青白口系呈整合接触。总厚1580.16754.1m。古生界寒武系（ C ）：下、中、上统发育齐全，下统主要有老庄户组、碱厂组、馒头组；中统主要有毛庄组、徐庄组、张夏组；上统主要有崮山组、长山组、凤山组。岩性为页岩、灰岩，属稳定的海相沉积，石灰岩矿体主要赋存在张夏组地层中。2、矿区地质特征2.1 地层 矿区范围内出露地层为古生界寒武系中、上统地层。其岩性由老至新为(见图1)： 徐庄组(2X)： 整合于毛庄组之上。下部为紫色或紫红色含砂云母质页岩或云母质粉砂岩、细砂岩，夹砂质页岩或灰岩透镜体；上部为深灰色中厚层厚层灰岩，局部有鲕状构造，厚126.80

4、m，主要分布于矿区北部及西部，倾向170195，倾角2030。 张夏组( 2Z)：整合于徐庄组之上。岩性：下部为黑、黄绿色页岩夹灰岩、泥灰岩扁豆体，局部含鲕；上部为灰色中厚层灰岩、鲕状灰岩，夹花纹状灰岩、薄层灰岩，厚193.6m。主要分布于矿区中部及南西侧，倾向110215，倾角1035，地层层序为(据辽宁省区域地质志，1989)：14.灰色中厚层鲕状灰岩 10.3m 13.浅灰色中厚层具泥质花纹灰岩 20.6m 12.浅灰色中厚层及厚层灰岩夹鲕状灰岩 22.6m 11.浅灰色中厚层灰岩夹薄层灰岩 33.5m 10.深灰色中厚层灰岩夹黄绿色页岩 27.3m 9.黄绿色页岩，含泥灰岩结核及扁豆体

5、 23.1m 8.灰色中厚层结晶灰岩 15.3m 7.黄绿色页岩夹含泥质条带灰岩扁豆体 20.0m 6.黑色页岩 3.0m 5.黑色页岩夹薄层泥灰岩透镜体 4.5m 4.灰色薄层鲕状灰岩 5.1m 3.黑色页岩 2.3m 2.深灰色中厚层鲕状灰岩 3.2m 1.黑色及黄绿色页岩含泥灰岩结核 2.8m与下伏地层徐庄组呈整合接触。矿区内张夏组地层划分为上、下两段，下段110层为矿体底板围岩，上段1114层为矿层，矿体平均厚度为69.0m。 固山组(3g)：整合于张夏组之上。主要岩性为灰岩夹紫色薄层中厚层灰岩，泥质条带灰岩，瘤状夹竹叶状灰岩，黄绿色页岩。厚70.10m，分布于矿区南部，倾向13017

6、5，倾角1020，与下伏地层张夏组呈整合接触。长山组(3C)：整合于固山组之上。主要岩性下部为灰色薄层瘤状灰岩，夹中厚层灰岩、鲕状灰岩，竹叶状灰岩，夹黄绿色页岩；底部普遍有一层黑色薄层灰岩。厚118.8m，分布于矿区南部地段，倾向155175，倾角1520，与下伏地层固山组呈整合接触。2.2 构造矿区构造主要为断裂构造，按其展布方向，分为北北东、北东、北西、东西向四组：北西向断裂构造（F1）该断裂分布于矿区的西部，沿走向延伸1280 m，宽15 m，总体呈北西330方向展布，倾向北东，倾角7586，断裂面平直光滑，具有明显擦痕，带内构造角砾岩发育，为正断层。北段将矿层错断造成张夏组一段与二段（

7、矿层）呈断层接触，南段使固山组、长山组地层与张夏组一段地层呈断层接触。 北北东向断裂（F2）断层位于矿区东部，延长1146m，宽12m，总体呈北北东17方向展布，倾向南东，倾角63。断距2030m。该断层形成时间较晚。东西向断裂构造（F3）出露于矿区最东部，延长536m，带宽12m，挤压片理，构造透镜体发育。总体呈近东西方向延伸，倾向北或南，倾角5380。 北东向断裂构造（F4）分布于矿区西部，延长484m，宽12m，呈北东52方向展布，倾向北西，倾角 60。2.3 岩浆岩矿区范围内未见岩浆岩分布。3 矿床地质特征3.1 矿体特征 3.1.1 矿体(层)规模及产状经详查认为该矿床可划分为主矿体

8、和号矿体两部分（陈福喜等，2005）：主矿体呈近东西方向分布。西部延伸至F1断层，东部延伸至第四系。矿体出露长度2040m，宽80440m，钻孔控制矿层平均厚度65.47m，探槽控制矿层平均厚度69.69m，主矿体矿层平均厚度67.58m，厚度变化系数0.24。矿体倾向南东或南西，倾角1530，因层间褶曲影响，局部倾角变化较大。号矿体呈北东方向展布，出露长830m，宽46182m，钻孔控制-20m标高矿层厚度最薄50.32m，最厚66.61m。探槽控制地表矿层厚度最薄7.15m，最厚33.84m。矿体内小的褶皱很发育，矿层局部产状变化较大。矿层倾向南东，倾角826。3.1.2 矿体赋存层位矿体

9、赋存于古生界寒武系中统张夏组( 2Z2)二段层位中，岩性由下向上为泥晶灰岩，花纹状泥晶灰岩，鲕粒灰岩，矿体呈似层状，连续性较好。3.2 矿石特性3.2.1 矿石类型矿石自然类型主要为泥晶灰岩，花纹状泥晶灰岩，鲕粒灰岩。 泥晶灰岩浅灰色，中厚层至薄层状，块状构造，粒屑结构，方解石含量95%，白云石微量，矿石致密坚硬，抗风化能力较强。 花纹状泥晶灰岩浅灰色，中厚层，花纹状构造，花纹含泥质成分较高且较易风化，方解石含量95%，含少量白云石。 鲕粒灰岩灰色，中厚层，鲕粒状结构，方解石含量9599%，白云石少量，鲕粒含量在6585%左右，粉晶、泥晶方解石含量在15%左右。以下是6个钻孔（横坐标）的资料绘

10、制的直方图(图2)，纵坐标表示分层厚度。系列1系列4分别代表张夏组第11层14层，即为水泥石灰岩矿矿层。从空间上看，各层厚度变化较大，表现出沉积环境的不均匀性。图2 矿体厚度统计直方图Fig.2 Histogram of thickness on ore bodies3.2.2 矿石矿物成分矿石矿物为方解石，含量9599%；脉石矿物主要为白云石、石英。方解石：白色，他形粒状，粒径一般0.02mm，多为泥晶状，少量粉晶，方解石具有重结晶现象。白云石：白色，菱面体，粒径0.010.05mm，是白云石化的产物。 石英：微量，呈他形粒状。3.2.3 矿石结构构造 矿石结构矿石结构主要为粒屑结构和鲕粒结

11、构。粒屑结构：粒屑为泥晶，主要由细晶方解石和泥晶方解石组成，含藻屑、生物碎屑和泥屑，泥晶0.01mm。鲕粒结构：鲕粒以单晶鲕，多晶鲕和碎裂鲕为主。鲕粒直径一般在0.802.00mm。碎裂鲕起到杂基作用，泥晶方解石起胶结作用，鲕粒的成分为方解石或生物小碎屑（少见）。 矿石构造矿石构造主要为块状构造，花纹状构造。其中块状构造矿石密度较大，结构较均匀；矿石中的花纹为泥质，呈不规则状，花纹状构造石灰岩在该矿床分布较广，是主要的矿石类型。3.2.4 矿石化学成分及品级主矿体矿石的化学成分Ca0含量为22.2255.12%，平均含量为50.09%。Mg0含量为0.204.24%，平均含量为1.49%；K2

12、0+ Na20含量为0.121.70%，平均含量为0.50%；S03含量为0.020.19%，平均含量为0.05%；fSiO2含量一般在0.058.75%，个别样11.65，平均含量为2.88%(见表1)。表1 矿石化学成分平均百分含量表 Table 1 The average of chemical composition of limestone ore samples矿 体Ca0MgOK20+ Na20S03fSiO2主矿体50.091.490.500.052.88号矿体51.142.070.400.0471.16 据矿区详查报告资料整理号矿体矿石化学成分：Ca0含量40.4654.37

13、，平均50.14，Mg0含量0.213.99，个别样4.95%、5.26%，平均2.07，K20+ Na20含量0.330.44，平均0.40，S03含量0.040.06，平均0.047，fSiO2含量0.62.03，平均1.16。依据样品分析结果，矿石工业品级划分为、级品，其中泥晶灰岩近底板处多为级品。鲕粒灰岩经钻孔了解矿层顶板处有一部分矿体为级品，其余均为级品。经计算级品占矿石总量74%，级品占矿石总量的26 %。3.3矿层风化带和氧化带特征矿区范围内的矿层风化作用及氧化作用较弱，个别地段节理裂隙发育，氧化深度可达1 2m，属于弱风化及弱氧化。矿区第四系覆盖层较薄且分布不均匀。3.4 矿体

14、围岩及夹石特征矿体底板围岩为寒武系张夏组下段的下部浅灰色中厚层灰岩夹薄层灰岩，泥晶结构，中厚层薄层状构造，矿物成分主要为方解石，含量9598%，其次含少量白云石等。底板围岩与矿层无明显界线，是依据样品化学分析结果确定的。矿体顶板围岩为寒武系固山组灰色薄层泥质条带灰岩夹竹叶状灰岩及浅灰色厚层碎屑状灰岩，生物碎屑粉晶、泥晶结构，薄层、厚层状构造，方解石含量6799%，白云石含量130%，海绿石含量3%左右。该层与矿层界线清晰。与矿层接触的部分薄层泥质条带灰岩的基本分析样也达到工业品位，但很薄且规模很小。矿层中的夹石不发育，仅见于0勘探线、4勘探线、6勘探线及8勘探线钻孔中。夹石产状同矿层，主要为泥

15、晶灰岩，因含泥质较高导致CaO含量低而达不到工业品位被作为夹石剔除。3.5 矿床成因及找矿标志3.5.1 矿床成因寒武系中统张夏组地层下段为黑、黄绿色页岩夹灰岩、泥灰岩扁豆体，局部含鲕；上段（矿层）为中厚层灰岩、鲕状灰岩、花纹状灰岩、薄层灰岩。从页岩夹灰岩灰岩一个小的沉积旋回看，张夏组早期地层接受了少量的陆源沉积，之后以化学作用为主的灰岩沉积开始广泛出现，岩石中普遍含生物碎屑，矿体中均匀分布的具有一定规模的鲕状灰岩，说明在此时期经历了周期性、重复性起伏的动荡过程。进入长山组后地层中的碎屑岩大量沉积，反映了当时地壳不稳定的态势更加显著。矿石主要类型是泥晶灰岩和鲕状灰岩，是典型的化学沉积或生物化学

16、沉积的产物。泥质含量相对较高，空隙度较小，阻止了高镁溶液的渗入，因此矿层内白云石化不明显（陶维屏等，1987）。从岩石组合判断应为潮面以下的沉积环境，初步认为本区矿床为浅海潮下低能带化学或生物化学沉积矿床。3.5.2 找矿标志 地层标志古生界寒武系中统张夏组上段地层是该类矿床的地层找矿标志。在矿区外围东部和西南部应继续开展勘查工作，特别是瓦房店市谢屯镇云台山均出露有张夏组地层，是寻找该类型石灰岩矿床重要靶区。 岩性标志上述找矿的地层标志为张夏组上段地层，岩性标志为中厚层泥晶灰岩、泥质花纹状灰岩和鲕粒灰岩的发育地段，应列为主要的找矿层位。4结论与建议4.1 该矿连续性较好，矿石品位稳定，矿石可做

17、水泥用石灰岩材料，矿床具有较大的利用价值。4.2 矿体赋存在寒武纪张夏组二段地层内，矿石类型主要有泥晶灰岩，花纹状泥晶灰岩，鲕粒灰岩，矿床成因为浅海潮下低能带化学或生物化学沉积矿床。4.3 根据水泥石灰岩的矿原料配比，需要大量的页岩类泥质矿。该矿床分布着丰富的页岩矿产资源，因此建议在水泥石灰岩矿勘探阶段，应把页岩作为综合利用矿产品加以评价。另一方面崮山组泥质条带灰岩达到工业品位，是否也可以得到综合利用，也应作出必要的勘查和分析研究。参考文献：1. 辽宁省地质矿产局，辽宁省区域地质志，地质出版社，1989。2. 陶维屏等，中国工业矿物和岩石，地质出版社，1987。3. 陈福喜等，辽宁省瓦房店市磨

18、盘山石灰岩矿详查报告，2005。GEOLOGICAL FEATURES OF MOPANSHAN CEMENT LIMESTONE DEPOSITIN FUZHOUWAN TOWN, WAFANGDIAN CITY,LIAONING PROVINCEXU Hong-bin LIN Shao-quan ZHANG Guo-gang（The Sixth Geological Brigade of Liaoning Province, Pulandian, 116200）Abstract:The limestone mine is located in Mopanshan region, Wafan

19、gdian City, Liaoning Province. The deposit occurs in second stage stratum（2z2） of Cambrian Zhangxia Formation. There are Xuzhuang and Zhangxia formations of Middle Cambrian, Gushan and Changshan formations of Upper Cambrian in this mine, it is a set of limestone sediment sequence mainly. These ore b

20、odies are bedded, continuity is better, and reserves is bigger. The faults are simple, no magmatic rocks were discovered in the mine. According to the rocks and their combination, the deposit is considered as typical chemical or biochemical sedimentary deposit.Key word: Mopanshan Wafangdian Liaoning cement limestone geological features作者简介：许洪斌，男，1965年出生。地质及水工环高级工程师。1988年毕业于河北地质学院地质系，主要从事地质勘查和地质灾害评估与治理工作。通讯地址：辽宁省普兰店市辽宁省第六地质大队，邮政编码116200。E-mail: xuhongbinjz.