都江堰張家山水泥用石灰?guī)r礦地質(zhì)特征及經(jīng)濟(jì)價(jià)值

何益，張成江

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都江堰張家山水泥用石灰?guī)r礦地質(zhì)特征及經(jīng)濟(jì)價(jià)值

何益，張成江

（成都理工大學(xué)，成都 610059）

張家山水泥用石灰?guī)r礦位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)龍門(mén)山～大巴山臺(tái)緣坳陷之龍門(mén)山陷褶斷束；礦區(qū)內(nèi)大面積出露泥盆系、二疊系地層，并有第四系全新統(tǒng)殘坡積層零星分布；礦體賦存于二疊系下統(tǒng)棲霞、茅口組地層中；該礦山的礦石質(zhì)量礦石質(zhì)量良好、穩(wěn)定，儲(chǔ)量較大，開(kāi)采條件優(yōu)越，開(kāi)發(fā)利用價(jià)值大，能產(chǎn)生很好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

石灰?guī)r礦；地質(zhì)特征；經(jīng)濟(jì)價(jià)值；都江堰

張家山位于都江堰市虹口鄉(xiāng)。該區(qū)屬龍門(mén)山前山中～低山區(qū)，山勢(shì)陡峻，白沙河流經(jīng)礦區(qū)東南側(cè)。

礦區(qū)位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)龍門(mén)山～大巴山臺(tái)緣坳陷之龍門(mén)山陷褶斷束。區(qū)內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜，斷層、褶皺發(fā)育，褶皺有懶板凳向斜、思文場(chǎng)背斜、趙公山向斜；斷層主要有映秀斷層、二王廟斷層；飛來(lái)峰有懶板凳～白石飛來(lái)峰。區(qū)內(nèi)巖漿巖體主要分布在大坪～關(guān)房一帶。巖漿巖體由元古代澄江～晉寧期第三期閃長(zhǎng)巖、第四期斜長(zhǎng)花崗巖、黑云母花崗巖及第五期鉀長(zhǎng)花崗巖組成，此外在馬落井、九甸坪二疊系地層中見(jiàn)有少數(shù)小型輝綠巖巖脈侵入。

1 礦區(qū)地質(zhì)

礦區(qū)內(nèi)大面積出露泥盆系、二疊系地層，并有第四系全新統(tǒng)殘坡積層零星分布。由老至新分述如下（圖1）。

泥盆系沙窩子組(D3s)：分布于礦區(qū)北西部，為淺海碳酸鹽建造,由肉紅色、黃灰色、灰色中～厚層白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r組成，厚度大于299m。

二疊系下統(tǒng)棲霞、茅口組(P1q+m)：近南西～北東向展布于礦區(qū)中部，為淺海碳酸鹽巖建造。上部為淺灰色厚～巨厚層石灰?guī)r，夾少量白云質(zhì)灰?guī)r，中下部為淺灰、灰色厚～巨厚層石灰?guī)r，白云質(zhì)灰?guī)r，夾少量淺灰色灰質(zhì)白云巖。該統(tǒng)有大量生物化石，主要為介形蟲(chóng)、蜓及腕足類(lèi)。本統(tǒng)厚度418.99～441.22m，與下伏沙窩子組平行不整合接觸。為含礦層。

二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M(P2l)：分布于礦區(qū)南部，由灰色、灰紫色鐵鋁質(zhì)頁(yè)巖組成，為礦層直接頂板，厚度54～116.5m，與二疊系下統(tǒng)平行不整合接觸。

第四系全新統(tǒng)殘坡積層(Q4edl)：殘坡積物，由黃色粘土組成，具可塑性，夾碳酸鹽巖碎塊及少量輝綠巖碎塊，主要分布在礦區(qū)頂部平緩處及洼地，巖溶裂隙中分布深淺不一的夾縫土和溶洞土。表層浮土厚度0.3～8m。

礦區(qū)位于懶板凳～白石飛來(lái)峰北東段之懶板凳向斜北西翼。礦區(qū)地層呈單斜層狀產(chǎn)出，由南向北依次分布二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M、二疊系下統(tǒng)棲霞、茅口組、二疊系下統(tǒng)梁山組及泥盆系中統(tǒng)觀(guān)霧山組，局部地層倒轉(zhuǎn)，地層總體產(chǎn)狀156°～206°∠58°～83°。飛來(lái)峰與基座為斷層接觸。

礦區(qū)出露的飛來(lái)峰僅為懶板凳～白石飛來(lái)峰九甸坪段的南部，走向南西～北東向，出露寬度大于770m，延深大于400m，控制長(zhǎng)度2 280.63m，飛來(lái)峰基底面（F1斷層面）起伏不平，空間上形態(tài)不規(guī)則，飛來(lái)峰體由泥盆系中統(tǒng)～二疊系上統(tǒng)地層碳酸鹽巖和碎屑巖組成，是構(gòu)成礦體的重要地質(zhì)體，二疊系下統(tǒng)棲霞、茅口組石灰?guī)r為含礦巖石。

區(qū)內(nèi)未見(jiàn)大面積巖漿巖體，僅在礦區(qū)中下部二疊系下統(tǒng)(P1q+m)中見(jiàn)有兩條華力西晚期輝綠巖巖脈(βμ)。輝綠巖，灰綠色，塊狀，地表風(fēng)化后黃褐色，松散狀，巖脈產(chǎn)狀303°～304°∠30°～36°，厚0～24m，延伸長(zhǎng)630m。

2 礦體地質(zhì)特征

2.1 礦體形態(tài)及產(chǎn)狀

礦體賦存于二疊系下統(tǒng)棲霞、茅口組地層，淺灰色厚～巨厚層石灰?guī)r，為水泥用石灰?guī)r礦含礦層；次為泥盆系上統(tǒng)沙窩子組，由白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r組成，為礦體底板。呈層狀單斜產(chǎn)出（圖2），屬于厚大型、沉積型礦床。

礦區(qū)巖層南部?jī)A角大于北部，由北向南逐漸變陡。含礦層出露寬695～754m，平均出露寬度719m。走向控制長(zhǎng)度932m，沿走向礦體厚度120.62～435m，平均厚度287.17m，礦體連續(xù)性好，厚度、產(chǎn)狀穩(wěn)定。

2.2 礦石特征

區(qū)內(nèi)礦石自然類(lèi)型簡(jiǎn)單，僅石灰?guī)r礦石一種。石灰?guī)r礦石：主要為灰、淺灰色，少量深灰及灰白色，厚～巨厚層狀，以微～粉晶結(jié)構(gòu)(及含生物泥粉晶結(jié)構(gòu)為主，致密、性脆、斷面為貝殼狀。礦石礦物成分簡(jiǎn)單，基本由方解石組成，另有少量鐵泥質(zhì)。方解石主要呈0.004～0.03mm微晶及0.03～0.06mm粉晶。鐵質(zhì)多數(shù)與泥質(zhì)混居成浸染細(xì)脈狀，少量呈星散粒狀分布。巖石中分布有較豐富后期方解石脈。黑色方解石脈粗而長(zhǎng)。但黑色方解石脈呈網(wǎng)狀較白色方解石脈發(fā)育。

石灰?guī)r中局部見(jiàn)白云石團(tuán)塊，白云石團(tuán)塊為黃灰色、紫紅色，粒徑一般1～20cm，呈不規(guī)則形狀，團(tuán)塊中方解石含量10%～20%，白云石含量80%～90%，團(tuán)塊面率＜4%。此外，礦石中還有少量鐵泥質(zhì)及局部含有微量碳質(zhì)，泥質(zhì)經(jīng)X射線(xiàn)測(cè)試為伊利石和綠泥石。礦石中含有蜓科、腕足類(lèi)生物碎屑化石。

3 經(jīng)濟(jì)價(jià)值評(píng)價(jià)

3.1 礦石質(zhì)量及儲(chǔ)量

礦石主要化學(xué)成份最低(高)值及平均值見(jiàn)（表1），由（表1）看出，礦石有益組份（CaO、SiO2、Al2O3、TFe2O3）含量較高，有害組份（MgO、K2O、Na2O、SO3、fSiO2）含量較低，主要化學(xué)成分變化幅度CaO 10.06%，MgO 3.29%，K2O 0.097%，Na2O 0.08%，波幅均不大，礦石質(zhì)量穩(wěn)定。由化學(xué)分析結(jié)果表統(tǒng)計(jì)表明：CaO含量分布于51%～55%之間，MgO集中分布于0.14%～3%之間，礦石符合《冶金、化工石灰?guī)r及白云巖、水泥原料礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范》（表2）中水泥用石灰質(zhì)原料一般工業(yè)指標(biāo)，達(dá)到Ⅰ級(jí)品要求，礦石質(zhì)量良好。

表1 礦石主要化學(xué)成份最低(高)值及平均值表

表2 水泥用石灰質(zhì)原料礦石化學(xué)成分一般要求

礦區(qū)內(nèi)共查明水泥用石灰?guī)r礦資源儲(chǔ)量16 041.6萬(wàn)噸，可作為大型水泥廠(chǎng)的石灰質(zhì)原料礦山。

3.2 礦床開(kāi)采條件及開(kāi)采方式

張家山礦區(qū)水泥用石灰?guī)r礦，位于白沙河以西，緊鄰都江堰大尖包西段石灰?guī)r礦。大尖包西段石灰?guī)r礦的采掘系統(tǒng)已自成一體，有完整的采掘運(yùn)輸系統(tǒng)。水泥工廠(chǎng)有兩公里專(zhuān)用公路與國(guó)道相連接，水泥工廠(chǎng)有鐵路專(zhuān)用線(xiàn)可經(jīng)成都與全國(guó)鐵路聯(lián)網(wǎng)，交通方便。

礦山開(kāi)采技術(shù)條件簡(jiǎn)單，適合開(kāi)放式的山坡露頭開(kāi)采，可采用自上而下臺(tái)段開(kāi)采。礦山建設(shè)條件極佳，礦山的采掘運(yùn)輸系統(tǒng)已自成一體，采掘運(yùn)輸系統(tǒng)：汽車(chē)運(yùn)輸—溜井—平洞—皮帶運(yùn)輸至廠(chǎng)部堆場(chǎng)。

該礦床為大尖包水泥石灰?guī)r礦山的東延部分，可合并為一個(gè)礦區(qū)開(kāi)采?？梢詫⒃摰V山與大尖包水泥石灰?guī)r礦山統(tǒng)一編制礦山開(kāi)發(fā)利用方案。并對(duì)兩個(gè)礦山露采境界內(nèi)的資源儲(chǔ)量類(lèi)型予以統(tǒng)一。

3.3 礦床開(kāi)發(fā)效益

礦山設(shè)計(jì)生產(chǎn)規(guī)模為712萬(wàn)噸／年。礦山最終產(chǎn)品為經(jīng)粗碎后粒徑為1～5cm的小塊碎石。采礦方案為露天礦山，自上而下臺(tái)段開(kāi)采。開(kāi)拓方案為溜井平洞開(kāi)拓，粗碎后通過(guò)豎井至皮帶運(yùn)輸?shù)綇S(chǎng)。

參照大尖包礦區(qū)西段礦床開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，該項(xiàng)目有較好的盈利能力及產(chǎn)品市場(chǎng)前景。項(xiàng)目稅前全投資內(nèi)部收益率為22.18%，稅前投資回收期5.44年，高于建材行業(yè)基準(zhǔn)值（投資內(nèi)部收益率8％，投資回收期13年）。礦床經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)高于一般的基準(zhǔn)指標(biāo)數(shù)值，微觀(guān)經(jīng)濟(jì)效益好，宏觀(guān)效益更顯著。

4 結(jié)論及建議

綜上所述該礦山的礦石質(zhì)量礦石質(zhì)量良好、穩(wěn)定，儲(chǔ)量較大，開(kāi)采條件優(yōu)越，開(kāi)發(fā)利用價(jià)值大，能產(chǎn)生很好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

礦山未來(lái)生產(chǎn)中，要選擇和修建好廢石、棄渣堆放場(chǎng)地，及時(shí)清除松散類(lèi)巖石碎塊及棄土，防止形成次生地質(zhì)災(zāi)害；要做好礦山排水工作、保證礦山水流自然通暢。未來(lái)采場(chǎng)北、東邊坡應(yīng)注意維護(hù)并進(jìn)行檢測(cè)，有安全隱患要及時(shí)預(yù)警，東邊坡應(yīng)注意維護(hù)并進(jìn)行檢測(cè)，有安全隱患要及時(shí)預(yù)警，以確保礦山生產(chǎn)的安全。對(duì)因“5.12”地震形成的淺表滑坡、崩塌、塌陷等，礦山建設(shè)、生產(chǎn)中應(yīng)及時(shí)治理，以消除不安全隱患。

[1] 王錫榮、馬欽.蘭州地區(qū)水泥用石灰?guī)r礦床地質(zhì)特征[J].中國(guó)非金屬礦工業(yè)導(dǎo)刊，2009年增刊.

[2] 高瑞祥. 臥牛坪飛來(lái)峰石灰?guī)r礦地質(zhì)特征及勘查[J].四川地質(zhì)學(xué)報(bào)，2014.01.

[3] 任杰.新疆胡同布拉克礦區(qū)水泥用石灰?guī)r礦礦石質(zhì)量及礦體成因研究[J].科技資訊，2014. 14.

[4] 郭甲一. 河南省郟縣馬武寨白云巖礦區(qū)礦床地質(zhì)特征及經(jīng)濟(jì)意義概略研究[D].中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京），2013.11.

Geological Features and Economic Value for the Zhangjiashan Cement Limestone Deposit in Dujiangyan

HE Yi ZHANG Cheng-jiang

(Chengdu University of Technology, Chengdu 610059

The Zhangjiashan cement limestone deposit lies in the Longmenshn fold-faulted zone of the Longmenshan-Dabashan platformedge depression. The Devonian and Permian are widely exposed in the ore district. The orebodies are confined to the Lower Permian Xixia and Maokou Formations. Ore quality is of high grade and of great economic value with advantageous exploitation condition.

limestone deposit; geological feature; economic value; Dujiangyan

P619.22+5

A

1006-0995(2015)01-0080-03

10.3969/j.issn.1006-0995.2015.01.019

2014-12-30

何益(1986—)，男，眉山人，研究生，專(zhuān)業(yè)：礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)