棉花塘矿区水泥用灰岩矿的地质勘查分析

李柳青

(湖南省煤田地质局第三勘探队，湖南 永州 425000)

冷水滩区棉花塘矿区水泥用灰岩矿详查是湖南省煤田地质局第三勘探队申报并承担的2015年度省级探矿权采矿权价款地质勘查项目，本次详查主要目的是在老矿区边部查明可供开发利用的水泥用石灰岩矿产地。

勘查区位于永州市冷水滩区城西南7 km，隶属永州市冷水滩区仁湾镇管辖。地理坐标东经111°32′15″～111°32′45″，北纬26°24′38″～26°25′00″。由13个拐点圈定，面积0.3697 km2。工作区属溶蚀丘陵地貌，地势总体与山脉走向一致，中间高四周低。最高点位于工作区中部，海拔高程约203.6 m，最低点位于东南部，海拔高程约150 m，相对高程53.6 m。

1 主要地质成果

(1)区内矿层为石炭系下统石磴子组第一层(C1s6)、石炭系下统石磴子组第二层(C1s5)、石炭系下统石磴子组第三层(C1s4)，其地层层序、岩性、厚度及含矿性与以往周边勘查区地层一致。

(2)勘查区构造形态为一单斜构造，东侧出现次一级的产状极为平缓的背斜和向斜。地层走向为NNE-SSW向，倾向302°～5°，倾角一般12°～33°，最大为39°，呈西陡东缓趋势隐伏。

(3)矿区内断裂构造不发育，仅西部外围见一条断层(F1)，地表迹象表现为石炭系下统梓门桥组、测水组、石磴子组地质界线平移40～100 m，大致了解该断层为一倾向逆断层，对区内灰岩矿体的连续性影响甚小，构造复杂程度简单。

(4)本次详查工作控矿工程主要有钻探、槽探，现在已全部完成钻孔5个(418.6 m)，探槽2 816.5 m3，见矿情况良好，本次勘查预期可探获矿层(332+333)资源量1 689万吨，对促进地方经济发展及人员就业具有较好的社会效益。

2 区域地质

勘查区位于1∶5万分幅冷水滩幅，其1∶5万区域地质调查和区域矿产调查尚未进行，区域地质与矿产调查工作程度低。

勘查区位于祁阳山字型构造区，东零向斜东翼中段。受祁阳山字型构造的影响，总体上以复式褶皱为主，次级褶曲较发育，表现为一系列弧形构造轴向的褶皱，主要有东零向斜、瞰塘村—高溪市向斜。

区内断裂构造较发育，常与褶皱构造伴生，断裂多为压性或压扭性，形态多呈弧形，褶皱构造西翼多为逆断层破坏，东翼以正断层为主。断层走向呈北西向展布。勘查区周边规模较大的断裂主要有石鼓井—龙门口断裂、黄甸村断裂，详见图1。

矿区西部和东南部外围相距50 km以上分别有越城岭及阳明山岩浆岩侵入体，距本区较远，对岩、矿层的变质作用影响甚微。

3 矿区地质特征

3.1 地层

矿区内出露及钻探揭露地层自新到老依次为第四系(Q)、石炭系下统测水组(C1c)、石炭系下统石磴子组(C1s)等地层，现据以往地质工作成果对区内地层简述如下。

(1)第四系(Q)：为残坡积褐黄色、暗红色粉质黏土、砂土，含少量铁锰质斑点及碎石；碎石为灰岩，部分为燧石及粉砂岩，分布不均匀，无一定规律；分布于矿区山坡及沟谷低洼地带；厚度变化大，一般为0.20～8.54 m，最厚为10.60 m。

(2)石炭系下统测水组(C1s)：出露在勘查区北西部，为一套碎屑岩，由褐黄、褐红色细砂岩、粉砂岩以及含煤的炭质页岩、泥岩组成；分布于矿区西北部；一般为123.5～193.0 m，最厚为158.25 m。

图1 区域构造体系纲要图

(3)石炭系下统石磴子组(C1s)：据其岩性可分为三层，自西向东依次分布。①第一层(C1s6)：上部为灰色-浅灰色中厚层状灰岩和含泥灰岩组成，局部夹薄层状灰黑色泥质灰岩、灰色泥灰岩；下部以含泥灰岩为主，局部偶见砂岩条带或团块，及薄层状泥质灰岩、燧石条带、团块及结核，含珊瑚化石；该层为矿层的顶板，分布于矿区西北部；一般为123.5～193.0 m，最厚为158.25 m；②第二层(C1s5)：上部为灰至深灰色，中厚-厚层状灰岩以及含泥灰岩，零星分布燧石团块、条带、结核，夹薄层泥质灰岩组成，局部富集珊瑚化石，偶夹褐黄色粉砂岩条带(钻孔中不甚明显)，裂隙较发育，部分裂隙被褐红色粉砂质、泥质充填；下部为灰至深灰色厚层状灰岩、含泥灰岩组成；一般厚16.35～51.13 m，最厚为32.30 m；③第三层(C1s4)：上部为灰色，中厚-厚层状灰岩、含泥灰岩，隐晶至粉晶质结构；中下部为灰色-深灰色，中厚-厚层状灰岩，夹薄层泥质灰岩和泥灰岩，局部零星可见少量星点状黄铁矿结核，普遍含有群体珊瑚化石；该层矿体大面积出露于矿区东南部；一般为96.75～100.39 m，最厚为98.56 m。

3.2 构造

本区基本构造形态为一单斜构造，地层走向NNE-SSW，倾角12°～33°，最大为39°，呈东陡西缓的趋势。

根据本次勘查结合以往地质成果资料，区内断裂构造不发育，出露的断裂构造为勘查区外围东部的F1，对本区无影响。但节理裂隙普遍发育，其中以下三组节理极为发育：第一组，倾向10°～20°，倾角70～85°；第二组，倾向90°～100°，倾角65°～82°；第三组，倾向170°～180°，倾角80°～88°。总之，矿区构造复杂程度属简单类型。

4 矿体地质

4.1 矿体地质特征

矿体分布于石炭系下统石磴子组，可分为三个矿层，即C1s6与C1s5、C1s4矿层，由于受地形切割的影响，致使C1s6在矿区西南部形成低洼地带，使矿层变薄，因此，矿区以C1s5、C1s4矿层为主。

矿层厚度较大，层位较稳定，呈NNE-SSW向延伸长1 km以上，矿层倾斜较缓，绝大部分倾向西或西北向，为缓倾斜的层状矿体。

4.1.1 C1s6矿层

位于矿区西北部，为石炭系下统石磴子组第一层(C1s6)，矿体控制长度800 m，一般厚123.5～193.0 m，倾角12°～30°，呈缓倾斜产出。岩性主要由灰至浅灰色，中-中厚层状石灰岩和含泥灰岩互层组成，局部夹灰黑色薄层状泥质灰岩、泥灰岩。一般在上部夹一层厚约2 m的钙质泥岩，为C1s6夹层，下部偶尔可见相变的砂岩，暗红色，常呈条带状、斑块状夹于岩层或裂隙中。其灰岩主要由方解石组成，次为白云石、微量石英和铁质物，并含有机质，以隐晶质至粉晶质结构为主，具贝壳状断口，方解石脉较发育，含珊瑚化石。把该层划为C1s5顶板。根据本次勘查采样化验的结果显示，该层的氧化钙及其他有毒害元素均符合水泥用原料Ⅰ、Ⅱ级品的一般工业要求，故该层可作为水泥用料开采。

4.1.2 C1s5矿层

位于矿区中部，为石炭系下统石磴子组第二层(C1s5)，矿体控制长度约750 m，一般厚16.35～51.13 m，倾角15°～25°，呈缓倾斜产出。岩性主要由深灰色中-厚层石灰岩、含燧石灰岩、泥质灰岩，偶夹薄层泥灰岩组成，燧石呈透镜体或结核状沿层理分布，而中部为纯灰岩。其灰岩主要由方解石组成，含量大于80%，次为白云石、微量石英和铁质物，并含有机质，以隐晶质至粉晶质结构为主，具贝壳状断口，方解石脉较发育，含珊瑚化石。

4.1.3 C1s4矿层

为石炭系下统石磴子组第三层(C1s4)，位于矿区东侧，往东南逐渐增加出露宽度，矿体控制长度约600 m，一般厚96.75～100.39 m，其厚度沿走向较稳定，而沿倾向有变薄的趋势，倾角15°～39°，呈缓倾斜产出。为灰色-深灰色中-厚层灰岩，隐晶-细晶结构，少数为中粒结构，质纯，成分主要由方解石组成，含量大于80%，次为白云石、石英以及微量铁质物，局部偶尔可见少量星点状黄铁矿结核。岩性坚硬，贝壳状断口，普遍含有群体珊瑚化石，夹含泥质灰岩，中下部常夹灰黑色、薄层状泥灰岩。

5 结论

(1)本次物探工作成果充分证明，断层为一倾向逆断层，对区内灰岩矿体的连续性影响甚小，构造复杂程度简单。而且该矿区见矿情况非常良好，预计勘查预期可探获矿层大量的资源量，对促进当地的经济发展及人员就业具有较好的社会效益。

(2)在针对矿区地质特征分析时，发现该矿区基本构造形态为一单斜构造，区内断裂构造不发育，出露的断裂构造为勘查区外围东部的F1，基本判断为没有影响，综合得出本地区矿区构造复杂程度应该是简单类型。

(3)本次通过对原椅子山矿区作为样本化验，勘查采样化验的结果，所含有的元素均符合水泥用原料Ⅰ、Ⅱ级品的一般工业要求，因此该层可以作为水泥用料进行开采。