云南省镇沅县落水洞石灰岩矿特征简述

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云南省镇沅县落水洞石灰岩矿特征简述

杨继春

中国建筑材料工业地质勘查中心云南总队 云南昆明

650118

摘要:矿床位于云南省镇沅县落水洞石灰岩矿位于镇沅彝族哈尼族拉祜族自治县县城95°方向、直距20 km,行政区划属镇沅县者东镇。区域上夹持于落水洞断裂和那非岩子断裂之间,受区域构造影响,矿床内次生构造复杂;该矿床经历了较为频繁的交替沉积过程,一个大的沉积旋回包含了数个小旋回,大旋回包括深海缺氧、浅海、滨海富氧三相,上述二者共同作用,导致矿床岩性变化较大。据勘查分析结果,该矿床矿石质量能满足水泥用、建筑石料用的相关需求,且有一定的资源储量,未来开采具备一定的经济效益。

关键词:石灰岩矿;落水洞;北矿段

前言

随着国家各项发展国民经济战略的实施,云南省经济建设面临着新的飞跃,国家重点建设项目及省级重点工程愈来愈多,一大批水利、电力、道路交通、通讯基础设施建设都将逐步实施。随着城市化建设进程的加快,城镇和住宅建设、社会主义新农村建设等也将提速,这些都将对水泥用原料、普通建筑用砂石骨料等以石灰岩矿为原料的建材产品形成旺盛的需求,特别是当前正在修建的墨临高速(墨江—临沧)、者东江治理等大型基建工程。上述条件为石灰岩矿的开发利用提供了广阔的市场前景和积极的发展机遇,受水泥原料和砂石骨料市场双重影响,当前镇沅县石灰岩矿供不应求,为此,在镇沅县周边地域找寻石灰岩矿显得尤为重要,通过1:20万区域地质报告结合本次现场踏勘、地质调绘等工作,在落水洞附件发现了本次石灰岩矿点。

1区域成矿背景

1.1赋存层位

传统的石灰岩矿主要赋存于栖霞组、茅口组、长兴组等二叠系地层,镇沅县二叠系地层出露较少,岩性变化较大,富含石灰岩矿又适宜开采的矿床寻找困难,因此三叠系的部分含石灰岩矿地层也纳入了本次踏勘找矿序列。与传统石灰岩矿赋存层位不同,落水洞石灰岩矿主要赋存于三叠系一碗水组上段,少量赋存于二叠系怕地田组。

1.2矿床成因

根据怕地田组岩性特征,确定其为一套浅海、滨海相均匀沉积建造,该组地层在本区出露灰岩质地均匀、细腻,块状,呈均匀的浅灰色,但受区域构造影响,该地层多数已被剥蚀或覆盖,在区内出露较少,开采利用经济意义小。

三叠系一碗水组石灰岩矿主要赋存于上段,其底部为一套深灰色碎屑岩深海沉积,构成矿床底板。上部岩性变化较大,主要为浅灰—深灰碳酸岩,夹杂层厚不等的泥岩、砂岩等碎屑岩。根据岩性特征推断,该段岩性经历了较为频繁的交替沉积过程,一个大的沉积旋回包含了数个小旋回,其沉积过程包括深海缺氧、浅海、滨海富氧三相,导致本区石灰岩颜色、岩性均变化较大。

2矿床地质特征

2.1矿床分区

本次勘查工作按矿床的矿石特征、开采状况,将落水洞石灰岩矿分为南北两个矿段。南矿段目前已投产开采,通过了解,南矿段具岩性变化大、矿石质量不稳定等特点,矿山间夹杂的泥岩、砂岩等夹层数量众多且有一定规模,矿山剥采比已临近开采经济效益边界。本次工作主要针对北矿段展开,通过系统的勘查工作,对北矿段石灰岩矿做了细致了解。

2.2矿石质量特点

北矿段矿体受层位控制,总体呈单斜层状产出,产状变化一般60°~75°∠28°~35°,代表性地层产状70°∠32°。产状总体较稳定,局部产状变化大。在平面上呈近南北向延伸,长度大于1000m,地表出露平均宽度约148m,平均厚度100余米。本矿床主要出露灰岩、含泥质灰岩、白云岩三种矿石类型,按照采取的物理力学样结果,三种矿石质量均满足砂石骨料原矿相关要求;经本次化学样采样分析,灰岩和含泥质灰岩还可作为水泥用石灰岩矿,矿石使用前景良好。矿床在区域上夹持于落水洞断裂和那非岩子断裂之间,受区域构造影响,内部次生构造较发育,对矿石分布、连续性、质量等影响较大。受原生沉积作用及后期构造运动的共同影响,矿体内发育较多大小不一、规模不同的砂岩、泥岩、泥质灰岩等,经取样试验,该类岩性物理、化学性质均不满足水泥用或骨料用矿石需求,开采中应当剔除。受夹石影响,矿床未来开采剥离量较大,开采成本较高。据本次勘查工作综合评估,北矿段矿石质量较已在开采的南矿段优,量也较南矿段大,开采效益较南矿段好;据现有的生产条件,北矿段的外部生产条件诸如供水、供电、运输等条件较好,该矿床的开采有一定经济效益。

矿体表面覆盖一层厚约0~5m第四系粘土,为残坡积褐黄色粘土、含砾粘土,具泥质结构,松散土状构造。该粘土具有一定规模,在矿山开采初期会给矿山开采带来较大剥离量,但矿山开采结束后,该土体可作为复垦土源,可有效降低矿山后期复垦成本。

2.3矿石加工利用性能

镇沅落水洞石灰岩矿矿种数量较多,矿体分布较零散,在矿床范围内有灰岩、含泥质灰岩、白云岩三种种自然类型,三者物理、力学性质接近。矿石工业类型主要为建筑石料用、水泥用两种,矿石的加工技术性能由矿石本身物理、力学性质决定。

物理性质:矿石呈灰、深灰色,具泥晶—粉晶结构,少量含生物碎屑结构,矿物成分主要为方解石及少量白云石、铁质。致密,块状,性脆,易碎。硬度不大,莫氏硬度3。矿石体重2.64~2.78t/m3,平均2.71t/m3。自然状态下较干燥,湿度0.008~0.089%,平均0.027%。

力学性质:据矿床中所采的物理力学样测试结果:岩石平均抗压强度天然状态76Mpa;岩石平均抗拉强度4.64 Mpa;岩石抗剪强度天然状态内聚力5.2~6.4MPa,平均5.7MPa;内摩擦角43.59°~46.65°,平均45.27°。矿石的破碎性能良好。

从矿石物理、力学性质看,本矿床矿石为碳酸盐岩,矿物成分简单,硬度较低,干燥、性脆,抗压、抗剪强度较高,易破碎。将矿石加工成成品料的工艺较为简单,其生产工艺流程为:原矿→颚式破碎初碎→振动筛分→复碎。按不同需求不同砾径经过简单加工,然后进行简单的筛选,无须进行复杂的选别工艺进行加工提纯,即可满足生产要求。

结语

镇沅县对石灰岩矿等水泥用、建筑石料原料矿需求量较大,受当地基建工程推动,对石灰岩矿的资源需求愈发强烈。落水洞石灰岩矿位于镇沅县境内且其储量有一定规模,受区内构造运动影响,矿石质量变化较大但大部分仍能满足普通建筑材料用、水泥用石灰岩矿的相关需求。矿石性脆,属于坚硬岩类,强度较高,易破碎,各项物理、力学指标及化学成分都能满足普通建筑用石料加工技术性能及生产工艺要求。因此,该矿床开发有一定的经济效益,可作为镇沅县资源储备类矿山。

参考文献

[1]杨继春. 云南省镇沅县落水洞水泥用石灰岩矿勘探报告[J]. 中国建筑材料工业地质勘查中心云南总队,2020:13-30.

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