雪峰山地區(qū)炭質(zhì)頁巖礦成礦特征分析

李 跳

(1.湖南省地球物理地球化學(xué)勘查院， 湖南長沙 410026；2.湖南省水工環(huán)地質(zhì)工程勘察院， 湖南長沙 410026)

雪峰山地區(qū)炭質(zhì)頁巖礦成礦特征分析

李 跳1，2

(1.湖南省地球物理地球化學(xué)勘查院， 湖南長沙 410026；2.湖南省水工環(huán)地質(zhì)工程勘察院， 湖南長沙 410026)

湖南雪峰山地區(qū)賦存有豐富的炭質(zhì)頁巖礦，為使其能得到充分的開發(fā)利用，以湖南邵陽洞口縣江口鎮(zhèn)三牛村內(nèi)賦存的炭質(zhì)頁巖礦為重點(diǎn)勘探調(diào)查對象，此次調(diào)查得出了該炭質(zhì)頁巖礦的分布范圍大小，區(qū)域水位地質(zhì)工程地質(zhì)特征，層位狀況，賦存產(chǎn)狀，熱燃卡度，儲量規(guī)模等成礦狀況，進(jìn)而推導(dǎo)出整個(gè)湖南雪峰山地區(qū)的炭質(zhì)頁巖礦成礦特征。

地質(zhì)踏勘；成礦特征；炭質(zhì)頁巖

1 礦區(qū)地質(zhì)概況

礦區(qū)位于湖南邵陽洞口縣江口鎮(zhèn)三牛村，位于雪峰山復(fù)式背斜褶皺帶東翼之次級褶皺草寨-三牛向斜軸部。區(qū)內(nèi)出露地層主要有第四系(Q)、寒武系下統(tǒng)小煙溪組(∈1xy)、震旦系上統(tǒng)燈影組(Zbdn)和陡山沱組(Zbd)、下統(tǒng)南沱組(Zan)，其中寒武系下統(tǒng)小煙溪組為含礦層位。經(jīng)分析和現(xiàn)場調(diào)查確定該區(qū)域內(nèi)賦存有豐富的炭質(zhì)頁巖礦。該資源主要用于制造一般建筑用磚外，還可燒石灰，作水泥摻合原料。

礦區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)地質(zhì)工作程度較低，未曾開展磚瓦用頁巖礦產(chǎn)專項(xiàng)地質(zhì)勘查工作。上世紀(jì)60～70年代在1∶20萬洞口幅區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)、區(qū)域化探、區(qū)域重力等基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查工作中，有少量涉及到本區(qū)塊的地質(zhì)觀測工作。70年代之后，湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)開發(fā)局407隊(duì)、418隊(duì)先后在江口礦區(qū)開展過錳礦和鐵礦地質(zhì)勘查工作，對本次勘查工作具有鑒借意義。

2 勘探方法及手段

根據(jù)《湖南省零星分散礦產(chǎn)資源勘查工作的要求》，工作重點(diǎn)圍繞礦體(層)特征，礦石質(zhì)量和開采技術(shù)條件，可采礦體(層)的數(shù)量、規(guī)模、形態(tài)、產(chǎn)狀、厚度、內(nèi)部結(jié)構(gòu)，礦石主要有益成份和有害組份的含量及賦存狀態(tài).礦石類型等方面開展工作。本次勘查采用綜合找礦手段，以槽探和鉆探為主，輔以地質(zhì)追索、老采區(qū)調(diào)查、樣品測試等勘查工作方法。

本次勘查工作調(diào)查面積1.0 km2。其中廢棄采坑面積為2000 m2，完成了4條1∶1000的地質(zhì)剖面，剖面長度共640 m，探礦鉆孔2個(gè)，鉆探總進(jìn)尺93.2 m，采集化學(xué)樣73個(gè)。

3 礦體賦存條件

礦體賦存于寒武系下統(tǒng)小煙溪組，主要為板巖、砂質(zhì)板巖、含炭質(zhì)板巖、炭質(zhì)板巖、炭質(zhì)硅質(zhì)板巖等，根據(jù)設(shè)定的礦體利用條件，確定含炭質(zhì)板巖、炭質(zhì)板巖、炭質(zhì)硅質(zhì)板巖中發(fā)熱量大于300 kcal/kg的巖石，即劃為炭質(zhì)頁巖礦礦體。板巖、砂質(zhì)板巖、含炭質(zhì)板巖、炭質(zhì)板巖、炭質(zhì)硅質(zhì)板巖中發(fā)熱量＜300 kcal/kg的巖石，即劃為普通頁巖礦礦體。并對控礦條件進(jìn)行了一一分析，包括層位控礦、巖性控礦、構(gòu)造控礦。洞口縣江口鎮(zhèn)三牛村炭質(zhì)頁巖礦地形地質(zhì)特征如下。

(1)礦體形態(tài)。炭質(zhì)板巖受寒武系下統(tǒng)小煙溪組地層控制，傾向北西290°～330°，傾角55°～65°，整體形態(tài)呈層狀、舒緩波狀，礦體層位、產(chǎn)狀均較穩(wěn)定。頂板為砂質(zhì)板巖、板巖，底板為硅質(zhì)板巖、板巖，頂、底板巖性較穩(wěn)定。

(2)礦體產(chǎn)狀。礦體產(chǎn)狀傾向290°～330°，平均315°；傾角55°～65°，平均61°。

(3)礦體規(guī)模。工程控制炭質(zhì)板巖礦體真厚5.1～25.3 m，鉆孔中礦體平均軸夾角61°，走向延伸長310 m，平均厚約20 m；普通板巖礦體真厚6.1～38.1 m，平均厚約32 m。

(4)礦體有用組分及變化。礦體有用組分為:炭質(zhì)板巖(發(fā)熱量300～1400 kcal/kg)、含炭質(zhì)板巖(發(fā)熱量0～299 kcal/kg)及板巖、砂質(zhì)板巖、硅質(zhì)板巖。

(5)礦石化學(xué)成分。炭質(zhì)頁巖礦石中水分為0.14%、灰分為87.46%、固定碳含量為7.03%、全硫?yàn)?.69%、V2O5含量為0.016%，P2O5含量為0.26%，體重為2.35 t/m3。普通板巖礦本次勘查未取樣分析，礦石化學(xué)成分不明。

4 礦床開采技術(shù)條件

4.1 水文地質(zhì)條件

礦區(qū)屬于侵蝕、剝蝕低山地貌，地勢總體西高東低，圖幅內(nèi)最高點(diǎn)位于礦區(qū)西側(cè)山峰，海拔高程815.3 m，最低點(diǎn)位于東面洼地，海拔高程521.0 m，相對高差294.3 m，地形坡度25°～55°，地表植被發(fā)育，地形條件屬中等類型。

礦區(qū)氣象屬大陸性亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候，四季分明，雨量充沛。根據(jù)洞口縣氣象局1960～2005年統(tǒng)計(jì)資料，年平均氣溫17.1℃；最低氣溫-9.7℃(1977.1.30)，最高氣溫39.5℃(2003.7.29)；年平均降雨量 1330.1 mm；日最大降雨量 234.8 mm (1973.7.20)；3～8月多雨，相對濕度大，7月盛夏炎熱，11月至次年1月為霜凍期。

區(qū)內(nèi)地表水體主要有礦區(qū)東部的小河和山澗呈樹枝狀分布的小溪溝，當(dāng)?shù)鼐用裆钣盟∽陨綕拘∠?，礦區(qū)內(nèi)無其他重要水系、水體分布。

礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造為壓扭性斷裂，構(gòu)造的導(dǎo)水性和富水性較弱，對礦產(chǎn)開發(fā)影響較輕。

區(qū)內(nèi)沒有大的地表水體、補(bǔ)給來源主要為大氣降水，通過風(fēng)化帶補(bǔ)給基巖裂隙水，向低洼處排泄。

綜上所述，本礦水文地質(zhì)條件屬簡單類型。

4.2 工程地質(zhì)條件

頂板:礦體頂板為第四系腐植土及碎石土，厚度0.5～5 m，巖體力學(xué)性質(zhì)差，開采時(shí)容易產(chǎn)生崩塌與滑坡，在開采過程中應(yīng)超前剝離。

底板:礦體底板為震旦系上統(tǒng)燈影組厚層狀硅質(zhì)巖，巖石硬且穩(wěn)定。其力學(xué)性質(zhì)較好，總體比較穩(wěn)定，工程地質(zhì)條件比較簡單。

通過礦產(chǎn)開采技術(shù)條件勘查，確定開采類型為以環(huán)境地質(zhì)問題為主條件中等的礦床(Ⅱ-3類型)。

5 資源儲量

經(jīng)估算，該礦山頁巖礦資源儲量(332＋333)為115.0萬t(其中(332)為109.6萬t、(333)5.4萬t)。炭質(zhì)頁巖礦資源儲量(332＋333)為22.6萬t(其中(332)為17.2萬t、(333)為5.4萬t)。普通頁巖礦資源儲量(332)為92.4萬t。

資源儲量估算匯總結(jié)果見表1。

表1 頁巖礦資源儲量

6 礦體(層)圈定原則

依據(jù)礦體賦存特征條件和政府相關(guān)政策規(guī)劃要求，確定了該區(qū)域內(nèi)礦體的圈定原則。

(1)發(fā)熱量≥300 kcal/kg的含炭質(zhì)板巖、炭質(zhì)板巖、炭質(zhì)硅質(zhì)板巖，其厚度≥4 m時(shí)，均圈定為炭質(zhì)頁巖礦體。

(2)發(fā)熱量＜300 kcal/kg的炭質(zhì)板巖、含炭質(zhì)板巖、砂質(zhì)板巖、硅質(zhì)板巖等，其厚度≥4 m時(shí)，圈定為普通頁巖礦體。

(3)在充分考慮到礦體形態(tài)、空間產(chǎn)出的地質(zhì)規(guī)律基礎(chǔ)上，嚴(yán)格按工業(yè)指標(biāo)圈定和連接礦體。

(4)磚瓦用頁巖以4 m圈定礦體可采邊界，當(dāng)邊緣工程不可采時(shí)，用內(nèi)插法求其可采邊界；當(dāng)外部工程未見礦時(shí)，確定兩工程的1/2處厚度為0。當(dāng)外部無工程控制時(shí)，炭質(zhì)頁巖礦以勘探網(wǎng)度1/4平推確定礦體邊界；普通頁巖礦以礦界實(shí)際見礦位置確定礦體邊界。

7 結(jié) 論

基本查明礦體賦存于寒武系下統(tǒng)小煙溪組，巖性為板巖、砂質(zhì)板巖、硅質(zhì)板巖、炭質(zhì)板巖、含炭質(zhì)板巖等。構(gòu)造形跡總體為單斜構(gòu)造，傾向290°～330°，傾角55°～65°；工程揭示炭質(zhì)頁巖礦體厚10～32 m，平均厚21 m，在礦界內(nèi)礦體走向延伸長310 m；普通頁巖礦體厚0～70 m，在礦界內(nèi)礦體走向延伸長340 m。查明炭質(zhì)頁巖礦組份主要為粘土礦物約占56%～86%；其次為硫、水、炭質(zhì)、鐵質(zhì)和硅質(zhì)，約占14%～44%；礦石為板狀、塊狀、薄片狀及粒狀、粉末狀；礦石具隱晶結(jié)構(gòu)；礦石中固定碳7.03%，全硫4.69%，體重2.35 t/m3，無伴生礦產(chǎn)。礦石屬低熱量能源礦產(chǎn)，礦石發(fā)熱量一般為343～1178 kcal/kg。查明普通頁巖礦組份主要為粘土礦物，其次為硅質(zhì)、炭質(zhì)，礦石呈粉狀，碎塊狀，一般無發(fā)熱量，含炭質(zhì)頁巖發(fā)熱量小于300 kcal/kg，該小范圍區(qū)域內(nèi)的儲量規(guī)模為115萬t。

經(jīng)過該次小范圍區(qū)域內(nèi)的調(diào)查和分析，得出的結(jié)果可以指導(dǎo)周邊區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)找礦工作，此次的研究成果可以給整個(gè)雪峰山地區(qū)的地質(zhì)找礦工作提供技術(shù)依據(jù)。

[1]汪昌亮.雪峰山西部中生代逆沖推覆構(gòu)造樣式與變形特征[D].北京:中國地質(zhì)大學(xué)(北京)，2006.

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圖1 軸封加熱器疏水連接

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(收稿日期:2015-12-10)

作者簡介:郝陽陽(1985-)，男，河南確山人，從事發(fā)電企業(yè)設(shè)備檢修與技術(shù)改造工作，Email:hyy1204@126.com。

2016-03-01)

李 跳(1982-)，湖南長沙人，地質(zhì)調(diào)查與礦產(chǎn)勘查工程師，主要從事固體礦產(chǎn)勘查，儲量，開發(fā)利用方案，礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查評價(jià)評估和地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查、評估、勘查等工作，Email:81762526@qq.com。