雪峰山地區炭質頁巖礦成礦特征分析

李 跳

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

雪峰山地區炭質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勘查院， 湖南長沙 410026；2.湖南省水工環地質工程勘察院， 湖南長沙 410026)

湖南雪峰山地區賦存有豐富的炭質頁巖礦，為使其能得到充分的開發利用，以湖南邵陽洞口縣江口鎮三牛村內賦存的炭質頁巖礦為重點勘探調查對象，此次調查得出了該炭質頁巖礦的分布范圍大小，區域水位地質工程地質特征，層位狀況，賦存產狀，熱燃卡度，儲量規模等成礦狀況，進而推導出整個湖南雪峰山地區的炭質頁巖礦成礦特征。

地質踏勘；成礦特征；炭質頁巖

1 礦區地質概況

礦區位于湖南邵陽洞口縣江口鎮三牛村，位于雪峰山復式背斜褶皺帶東翼之次級褶皺草寨-三牛向斜軸部。區內出露地層主要有第四系(Q)、寒武系下統小煙溪組(∈1xy)、震旦系上統燈影組(Zbdn)和陡山沱組(Zbd)、下統南沱組(Zan)，其中寒武系下統小煙溪組為含礦層位。經分析和現場調查確定該區域內賦存有豐富的炭質頁巖礦。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。

礦區內礦產地質工作程度較低，未曾開展磚瓦用頁巖礦產專項地質勘查工作。上世紀60～70年代在1∶20萬洞口幅區域地質礦產、區域化探、區域重力等基礎地質調查工作中，有少量涉及到本區塊的地質觀測工作。70年代之后，湖南省地質礦產開發局407隊、418隊先后在江口礦區開展過錳礦和鐵礦地質勘查工作，對本次勘查工作具有鑒借意義。

2 勘探方法及手段

根據《湖南省零星分散礦產資源勘查工作的要求》，工作重點圍繞礦體(層)特征，礦石質量和開采技術條件，可采礦體(層)的數量、規模、形態、產狀、厚度、內部結構，礦石主要有益成份和有害組份的含量及賦存狀態.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，輔以地質追索、老采區調查、樣品測試等勘查工作方法。

本次勘查工作調查面積1.0 km2。其中廢棄采坑面積為2000 m2，完成了4條1∶1000的地質剖面，剖面長度共640 m，探礦鉆孔2個，鉆探總進尺93.2 m，采集化學樣73個。

3 礦體賦存條件

礦體賦存于寒武系下統小煙溪組，主要為板巖、砂質板巖、含炭質板巖、炭質板巖、炭質硅質板巖等，根據設定的礦體利用條件，確定含炭質板巖、炭質板巖、炭質硅質板巖中發熱量大于300 kcal/kg的巖石，即劃為炭質頁巖礦礦體。板巖、砂質板巖、含炭質板巖、炭質板巖、炭質硅質板巖中發熱量＜300 kcal/kg的巖石，即劃為普通頁巖礦礦體。并對控礦條件進行了一一分析，包括層位控礦、巖性控礦、構造控礦。洞口縣江口鎮三牛村炭質頁巖礦地形地質特征如下。

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

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

(3)礦體規模。工程控制炭質板巖礦體真厚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:炭質板巖(發熱量300～1400 kcal/kg)、含炭質板巖(發熱量0～299 kcal/kg)及板巖、砂質板巖、硅質板巖。

(5)礦石化學成分。炭質頁巖礦石中水分為0.14%、灰分為87.46%、固定碳含量為7.03%、全硫為4.69%、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，礦石化學成分不明。

4 礦床開采技術條件

4.1 水文地質條件

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

礦區氣象屬大陸性亞熱帶季風濕潤氣候，四季分明，雨量充沛。根據洞口縣氣象局1960～2005年統計資料，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。

區內地表水體主要有礦區東部的小河和山澗呈樹枝狀分布的小溪溝，當地居民生活用水取自山澗小溪，礦區內無其他重要水系、水體分布。

礦區內斷裂構造為壓扭性斷裂，構造的導水性和富水性較弱，對礦產開發影響較輕。

區內沒有大的地表水體、補給來源主要為大氣降水，通過風化帶補給基巖裂隙水，向低洼處排泄。

綜上所述，本礦水文地質條件屬簡單類型。

4.2 工程地質條件

頂板:礦體頂板為第四系腐植土及碎石土，厚度0.5～5 m，巖體力學性質差，開采時容易產生崩塌與滑坡，在開采過程中應超前剝離。

底板:礦體底板為震旦系上統燈影組厚層狀硅質巖，巖石硬且穩定。其力學性質較好，總體比較穩定，工程地質條件比較簡單。

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

5 資源儲量

經估算，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果見表1。

表1 頁巖礦資源儲量

6 礦體(層)圈定原則

依據礦體賦存特征條件和政府相關政策規劃要求，確定了該區域內礦體的圈定原則。

(1)發熱量≥300 kcal/kg的含炭質板巖、炭質板巖、炭質硅質板巖，其厚度≥4 m時，均圈定為炭質頁巖礦體。

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

(3)在充分考慮到礦體形態、空間產出的地質規律基礎上，嚴格按工業指標圈定和連接礦體。

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

7 結 論

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

經過該次小范圍區域內的調查和分析，得出的結果可以指導周邊區域內的地質找礦工作，此次的研究成果可以給整個雪峰山地區的地質找礦工作提供技術依據。

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圖1 軸封加熱器疏水連接

參考文獻:

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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，從事發電企業設備檢修與技術改造工作，Email:hyy1204@126.com。

2016-03-01)

李 跳(1982-)，湖南長沙人，地質調查與礦產勘查工程師，主要從事固體礦產勘查，儲量，開發利用方案，礦山地質環境調查評價評估和地質災害調查、評估、勘查等工作，Email:81762526@qq.com。