江西省瑞昌市碼頭鎮(zhèn)某灰?guī)r礦茅口組地質(zhì)特征及用途探討

盧觀送，余牛奔

（江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局贛西北大隊(duì)，江西 九江 332000）

1 區(qū)域地質(zhì)

礦區(qū)位于楊子準(zhǔn)地臺(tái)內(nèi)的下楊子—錢塘臺(tái)拗，瑞昌—彭澤陷褶束西段之瑞昌—九江凹褶斷束。南北分別與江南臺(tái)隆和淮陽(yáng)地盾毗鄰。區(qū)域內(nèi)沉積蓋層發(fā)育，未見(jiàn)褶皺基底，出露地層為奧陶系至三疊系、第三系和第四系，缺失侏羅系、白堊系。地層沿北東和北東東方向帶狀分布[1]。

2 茅口組（P2m）地質(zhì)特征

分布于礦區(qū)北緣，上盤與二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M整合接觸，下盤與二疊系中統(tǒng)小江邊組整合接觸，厚度約400m。巖性主要由灰黑色（含）燧石結(jié)核微晶灰?guī)r、微晶灰?guī)r、含內(nèi)碎屑生物碎屑灰（見(jiàn)圖1）巖組成，內(nèi)碎屑，橢圓狀，以方解石為主的碳酸鹽類礦物團(tuán)塊為主，大小0.2mm～1.5mm。生物碎屑發(fā)育，生物碎屑主要由腕足、介形蟲(chóng)、有孔蟲(chóng)等及生物碎屑碎片組成，大小一般為0.1mm～2mm為主。微晶結(jié)構(gòu)、生物碎屑結(jié)構(gòu)，厚層—塊狀構(gòu)造，燧石形態(tài)不規(guī)則，大小1cm～25cm不等，整體呈層狀分布，與細(xì)網(wǎng)脈狀方解石伴生密切，不均勻地分布于巖石之中。其中微晶灰?guī)r段可作為水泥用灰?guī)r礦體，（含）燧石結(jié)核灰?guī)r段可作為建筑石料用灰?guī)r。

3 茅口組巖石的物質(zhì)組成

灰?guī)r礦石物質(zhì)組成主要由生物碎屑、內(nèi)碎屑、方解石、白云石及次生方解石脈等碳酸鹽巖礦物組成（見(jiàn)表1），含量一般可在97%以上，另含有少量的粘土礦物與石英，局部偶見(jiàn)質(zhì)點(diǎn)狀炭質(zhì)分布。

4 茅口組礦石的化學(xué)成分

影響礦石質(zhì)量的主要化學(xué)組分為CaO、MgO與fSiO2，所以礦區(qū)礦石的基本分析項(xiàng)目為CaO、MgO與fSiO2。在上述分析結(jié)果的基礎(chǔ)上，對(duì)符合指標(biāo)的連續(xù)樣品組合后進(jìn)一步進(jìn)行SiO2、Al2O3、Fe2O3、K2O、Na2O、R2O、SO3、Cl-及燒失量的分析。按分析結(jié)果，大致可以分為兩類巖石。

4.1 高鈣低鎂低游離硅灰?guī)r

礦石有益組份CaO單樣含量為45.00%～55.88%，平均51.38%。其中含量＜48%的占總樣數(shù)的13%，含量在48%～52%的占總樣數(shù)的39%，含量在52%～54%的占總樣數(shù)的33%，含量≥54%占總樣數(shù)的15%。

礦石有害組份MgO單樣含量為0.04～1.75%之間，平均1.03%。其中含量＜0.4 %的占總樣數(shù)的1%，含量在0.4%～1.0%的占總樣數(shù)的49%，含量在1.0%～1.3%的占總樣數(shù)的24%，含量≥1.3%占總樣數(shù)的26%

礦石有害組份fSiO2單樣含量為0.01%～3.97%之間，平均1.17%。其中含量＜1%的占總樣數(shù)的57%，含量在1%～2%的占總樣數(shù)的19%，含量在2%～3%的占總樣數(shù)的14%，含量≥3%占總樣數(shù)的10%（見(jiàn)圖1）。

組合樣分析結(jié)果見(jiàn)表2，其中w（K2O+Na2O）的平均值為0.214，小于0.6，最大值區(qū)域?yàn)樯倭糠植?，S03含量0～0.598，平均值0.049，小于1。

總體上高鈣低鎂低游離硅灰?guī)r滿足水泥用石灰質(zhì)原料礦石化學(xué)成分的一般性要求[2]。

4.2 高游離硅灰?guī)r

4.2.1 化學(xué)成分

礦區(qū)高游離硅（fSiO2燧石質(zhì)＞4%）灰?guī)r有大隆組硅質(zhì)灰?guī)r、吳家坪組與茅口組含燧石結(jié)核灰?guī)r，其平均化學(xué)成分如下：CaO52.47%、MgO1.49%、SiO22.84%、Al2O30.18%、Fe2O30.26%、K2O0.05%、Na2O0.01%、SO30.09%、Cl-0.003%、LOI42.51%、fSiO23.98%～18%。

4.2.2 物理性能

本次核實(shí)系統(tǒng)地采集了高游離硅灰?guī)r（含燧石結(jié)核灰?guī)r）的抗壓強(qiáng)度、堿活性、堅(jiān)固性及壓碎指標(biāo)等物性試驗(yàn)樣品，檢測(cè)結(jié)果如下表3。

從表3可以看出物理性能指標(biāo)，干燥抗壓強(qiáng)度平均值43.5MPa，飽和抗壓強(qiáng)度38.92MPa，均大于沉積巖≥30MPa；吸水率＜1%；在規(guī)定的試驗(yàn)齡期，堿活性對(duì)試件無(wú)裂縫、酥裂、膠體外溢等現(xiàn)象，膨脹率＜0.10%；堅(jiān)固性平均值6.67%，處于5%～8%；壓碎指標(biāo)平均值14%（Ⅱ類10～20%），按照《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ52-2006）的一般要求，本區(qū)高游離硅（fSiO2燧石質(zhì)＞4%）灰?guī)r屬于混凝土粗骨料Ⅱ類。

礦區(qū)建筑石料用灰?guī)r可采厚度52m～90m，厚度大，處于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面之上，剝采比小，開(kāi)采技術(shù)條件較好，物理性能指標(biāo)能滿足建筑石料用灰?guī)r的一般要求，因此，高游離硅灰?guī)r可以作為建筑原料進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用。

圖1 含內(nèi)碎屑生物碎屑灰

表1 茅口組各類巖石物質(zhì)組成一覽表

表2 組合分析樣結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

表3 建筑石料質(zhì)量試驗(yàn)成果表

5 結(jié)論

（1）茅口組灰?guī)r屬于淺海沉積相。

（2）隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，對(duì)建筑用灰?guī)r使用日需礦大，茅口組各類巖礦呈層狀分布，厚度較大，可以分別滿足一級(jí)品水泥用灰?guī)r礦和混凝土粗骨料Ⅱ類[3]。