李永明，李吉明，沙珉，楊細(xì)浩

（江西省地質(zhì)調(diào)查研究院，南昌 330030）

江西省永豐縣長田坑滑石礦評(píng)價(jià)方法探討

李永明，李吉明，沙珉，楊細(xì)浩

（江西省地質(zhì)調(diào)查研究院，南昌 330030）

永豐縣長田坑滑石礦的評(píng)價(jià)嘗試以滑石礦物含量作為工業(yè)指標(biāo)進(jìn)行了礦床評(píng)價(jià)，取得了較好的找礦效果。本文介紹了長田坑滑石礦礦物含量的測(cè)定方法，采用電子探針分析求取滑石的換算因數(shù)，進(jìn)而計(jì)算礦區(qū)滑石礦物的含量并圈連滑石礦體。還探討了化學(xué)分析與X射線衍射分析測(cè)定值的相關(guān)性，并采用差熱分析的測(cè)定值對(duì)化學(xué)分析的換算值進(jìn)行了驗(yàn)證，顯示兩值基本吻合。反映了該方法在同類滑石礦勘查評(píng)價(jià)中具有較好的可操作性。

長田坑滑石礦；評(píng)價(jià)方法；換算因數(shù)；小江邊組

《玻璃硅質(zhì)原料飾面石材石膏溫石棉硅灰石滑石石墨礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范》(DZ／T 0207-2002)[1]指出，滑石礦石質(zhì)量的評(píng)價(jià)有兩類工業(yè)指標(biāo)：1）以滑石含量為標(biāo)準(zhǔn)，2）以化學(xué)成分為標(biāo)準(zhǔn)。上世紀(jì)五六十年代，由于工業(yè)上并不直接利用滑石，此時(shí)的滑石礦床主要以化學(xué)組分含量為標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。隨著工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，如今工業(yè)上并不直接利用滑石的化學(xué)成分，而是利用滑石礦物的一些特性，因此，滑石礦物成分含量高低，直接影響到礦床的開采利用價(jià)值和礦石的品級(jí)優(yōu)劣[2]。江西省內(nèi)大面積分布的二疊系小江邊組賦存滑石礦，對(duì)在永豐縣長田坑滑石礦的勘查評(píng)價(jià)時(shí)，我省在贛中地區(qū)首次嘗試使用了X射線衍射分析法確定長田坑礦區(qū)滑石礦風(fēng)化礦石內(nèi)滑石礦物含量，從而系統(tǒng)開展針對(duì)長田坑礦區(qū)小江邊組的滑石礦評(píng)價(jià)工作。此方法成功圈定了長田坑礦區(qū)滑石礦體，并提交了一處中型滑石礦床。本文著重介紹X衍射分析測(cè)定滑石礦物成分的可靠性，以及通過電子探針數(shù)據(jù)確定滑石換算因數(shù)反算礦石中滑石礦物含量的可行性，以求此方法在同類滑石礦勘查評(píng)價(jià)工作中的可操作性。

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

永豐縣長田坑滑石礦位于華南褶皺系南嶺加里東地槽之東北域，構(gòu)造分屬贛中南褶隆，贛西南拗陷之大湖山－芙蓉山隆斷束[3]。區(qū)域地層較發(fā)育，有新元古代、晚古生代及第四紀(jì)地層，長田坑礦區(qū)內(nèi)未見巖漿巖出露。礦體主要呈層狀、似層狀或透鏡狀產(chǎn)出于藤田向斜兩翼的中二疊統(tǒng)小江邊組第四段（P2x4）黑色薄層狀、微層狀滑石（泥）巖夾灰?guī)r地層中，礦體形態(tài)嚴(yán)格受地層控制。根據(jù)風(fēng)化程度可將區(qū)內(nèi)礦體分為風(fēng)化礦體、半風(fēng)化礦體、原生礦體，以風(fēng)化、半化礦體為主（圖1、表1）。風(fēng)化礦體三個(gè)：FM-Ⅰ、FM-Ⅱ、FM-Ⅲ，分別位于礦區(qū)西段、東段北側(cè)、東段南側(cè)，約占總資源量85%。其中西區(qū)FM-Ⅰ礦體規(guī)模最大，由13-0-23號(hào)勘探線所揭露；FM-Ⅱ、FM-Ⅲ礦體由4-6-8號(hào)勘探線所揭露。半風(fēng)化礦體五個(gè)：BM-Ⅰ、BM-Ⅱ、BM-Ⅲ、BM-Ⅳ、BM-Ⅴ，主要分布于風(fēng)化礦體之下。原生礦體9個(gè)，規(guī)模均較小，賦存于二疊系中統(tǒng)小江邊組第四段，其產(chǎn)狀與地層（圍巖）一致，呈似層狀、透鏡狀分布于礦區(qū)西段，由0-3線所揭露。礦石礦物組成以滑石為主，次為蒙脫石、高嶺土、石英及少量氧化鐵、方解石、絹云母、白云石等。按礦石自然類型和工藝性能，可將區(qū)內(nèi)礦石劃分為風(fēng)化殘余滑石礦石、風(fēng)化殘余－原生沉積滑石礦石和原生沉積滑石礦石三種類型。根據(jù)礦石構(gòu)造可分為土狀構(gòu)造、多孔狀構(gòu)造礦石，約占總體儲(chǔ)量的80%以上，次為條帶狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造礦石。依據(jù)礦區(qū)主要有用礦物及組合對(duì)礦石進(jìn)行分類，礦石均為鎂質(zhì)碳酸鹽滑石型。

2 滑石含量的確定

2.1 滑石含量的測(cè)定方法

（1）測(cè)定方法的確定

圖1 永豐縣長田坑礦區(qū)地質(zhì)圖[4]Fig.1 Geo logica l ske tch m ap o f the Yong feng Coun ty Chang tiankeng ta lc deposit

表1 永豐縣長田坑滑石礦區(qū)礦體特征表Table 1 Changtiankeng ta lc orebody characteristics in the Yong feng County

滑石礦的礦物成分主要為滑石，少量為石英、方解石及綠泥石。風(fēng)化礦中滑石含量一般為60%～75%，最高為88.5%；原生礦中滑石含量一般為41.2%～52.3%，最高為78.2%[4]。由于X射線衍射分析含量為半定量結(jié)果，不包括非晶態(tài)物質(zhì)含量，所以測(cè)試的滑石含量不能完全代表樣品中的滑石含量。

據(jù)《玻璃硅質(zhì)原料飾面石材石膏溫石棉硅灰石滑石石墨礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范》（DZ/T0207-2002）[1]中規(guī)定的對(duì)滑石含量的測(cè)定方法，結(jié)合本區(qū)礦石類型為鎂質(zhì)碳酸鹽滑石型，即根據(jù)化學(xué)基本分析結(jié)果中酸不溶物氧化鎂（酸不溶氧化鎂=氧化鎂總量－酸溶性氧化鎂，而隨著測(cè)試手段的進(jìn)步，酸不溶氧化鎂已可以直接化驗(yàn)測(cè)試）乘以換算因數(shù)等于滑石礦物含量。原生礦滑石礦物含量的測(cè)算方法：滑石含量=酸不溶氧化鎂含量×3.1367。

此次勘查工作采用電子探針僅測(cè)定風(fēng)化礦石中滑石礦物的含量，求出氧化鎂的換算因數(shù)，以修正其理論值（3.1367），進(jìn)而計(jì)算出滑石含量。

（2）換算因數(shù)的求取

滑石是一種層狀硅酸鹽礦物，其化學(xué)式為Mg3(Si4O10)(OH)2，化學(xué)組成M gO 31.88%、SiO263.37%和H2O 4.75%。根據(jù)《玻璃硅質(zhì)原料飾面石材石膏溫石棉硅灰石滑石石墨礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范》（DZ/ T0207-2002）[1]中滑石礦物含量的測(cè)算方法：滑石含量=酸不溶性氧化鎂含量×3.1367，式中3.1367為理論滑石換算因數(shù)[滑石是含水的具層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物，換算因數(shù)3.1367=滑石含量（100%）/滑石MgO理論值（31.88%）]。

為了求取長田坑礦區(qū)風(fēng)化礦體滑石換算因數(shù)，本次工作共采集30個(gè)電子探針樣品，制片后送至東華理工大學(xué)核資源與環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行電子探針檢測(cè)，每個(gè)薄片檢測(cè)3個(gè)點(diǎn)，共90個(gè)檢測(cè)數(shù)據(jù)（修正），得到了滑石礦物中各組分的含量。將每個(gè)檢測(cè)數(shù)據(jù)的總和（Total）加上水的標(biāo)準(zhǔn)含量4.75%（電子探針檢測(cè)數(shù)據(jù)均為去水后的數(shù)據(jù)）可以得到滑石總量，在電子探針測(cè)試誤差范圍內(nèi)（總量分析誤差≤±2%）有48個(gè)數(shù)據(jù)符合要求（表2），達(dá)到滿足數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)的要求，有效且具有代表性。

將每個(gè)檢測(cè)數(shù)據(jù)的總量（加水后）與標(biāo)準(zhǔn)滑石含量（100%）校正，再對(duì)其各組分進(jìn)行相應(yīng)的校正，可得到每個(gè)點(diǎn)校正后的氧化鎂含量（即實(shí)際氧化鎂含量），然后將48個(gè)校正后的氧化鎂含量進(jìn)行算術(shù)平均，即可得到本礦區(qū)滑石中氧化鎂的含量為29.73%。根據(jù)理論換算因數(shù)求取公式計(jì)算如下：

礦區(qū)風(fēng)化礦滑石換算因數(shù)=滑石含量（100%）/礦區(qū)滑石中MgO實(shí)際值（29.73%）=3.3636。

礦區(qū)風(fēng)化礦滑石換算因數(shù)3.3636，相對(duì)于理論值3.1367來說，更具有代表性和真實(shí)性，更能反映長田坑礦區(qū)的實(shí)際情況，所以本礦區(qū)滑石換算因數(shù)采用3.3636，即長田坑礦區(qū)風(fēng)化礦滑石礦物含量的測(cè)算公式：滑石含量=酸不溶氧化鎂含量×3.3636。

2.2 滑石含量的變化

采用滑石換算方法得到滑石含量結(jié)果表明，礦區(qū)各類礦體的滑石含量不同（表3）。地表風(fēng)化礦滑石含量一般為55%～65%，最高含量達(dá)92.49%（TC2201H2-1號(hào)）；往下半風(fēng)化礦滑石含量一般為55%～75%，最高含量達(dá)90.53%（QZ402H2-3）；深部原生礦滑石含量一般為41%～55%，最高含量63.83%（ZK301H9）。由此可知，滑石礦層從上往下，風(fēng)化礦－半風(fēng)化礦－原生礦滑石含量逐漸降低，說明礦層厚度和品質(zhì)受風(fēng)化程度制約，即風(fēng)化程度愈高滑石含量愈高。

3 化學(xué)分析和X射線衍射分析測(cè)定值的相關(guān)性

采用Excel和SPSS13.0對(duì)化學(xué)分析結(jié)果與X射線衍射分析測(cè)定結(jié)果進(jìn)行相關(guān)性分析，回歸統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表4，方差分析見表5。

相關(guān)性分析表明：當(dāng)顯著水平α=0.01，自由度=51時(shí)，查相關(guān)系數(shù)臨界值表，得R（0.01）（51）= 0.35086，因R=0.7914＞R（0.01）（51），故在α=0.01的顯著水平上，檢驗(yàn)通過，說明化學(xué)分析和X射線衍射分析測(cè)定結(jié)果之間線性相關(guān)顯著（圖2）。

為了進(jìn)一步驗(yàn)證這兩種方法的可比性，對(duì)化學(xué)分析和X射線衍射分析測(cè)定結(jié)果進(jìn)行t檢驗(yàn)分析（P為0.01水平上雙尾檢驗(yàn)），界值t（0.01/2）（51）=2.779，|t|= 4.90＞t（0.01/2）（51），得P＜0.01，按α=0.01檢驗(yàn)水準(zhǔn)拒絕無效假設(shè)，接受備擇假設(shè)，差別有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，化學(xué)分析和X射線衍射分析測(cè)定值之間相關(guān)性顯著。

綜上可見，通過化學(xué)分析結(jié)果采用鎂質(zhì)碳酸鹽－滑石型礦石的滑石含量測(cè)定方法計(jì)算的滑石含量可信。

表2 電子探針測(cè)定結(jié)果分析及滑石換算因數(shù)計(jì)算表Table 2 Data o f e lectron m icrop robe ana lysis and ta lc conversion factor ca lcu lation

4 差熱分析驗(yàn)證

從化學(xué)分析副樣中隨機(jī)抽取5件樣品進(jìn)行差熱分析。其中，QZ02H3-1差熱曲線特征見圖3。

圖3示出，在100℃溫度附近產(chǎn)生了一個(gè)明顯的吸熱峰，是吸附水的脫除反應(yīng)；在500～600℃溫度范

圍內(nèi)有一個(gè)不太明顯的吸熱峰，為少量的層間水的脫除反應(yīng)；在700～1000℃溫度范圍內(nèi)產(chǎn)生了一個(gè)比較寬的吸熱峰，并有較大的失重現(xiàn)象，失重量為3.64%，這時(shí)滑石發(fā)生相變生成頑火輝石，即為滑石中羥基脫除生成偏硅酸鎂、SiO2和水，反應(yīng)過程為：

表3 長田坑滑石礦區(qū)滑石含量特征一覽表Table 3 Ta lc contento f the Changtiankeng ta lc deposit

表4 長田坑滑石礦區(qū)兩種方法相關(guān)性回歸統(tǒng)計(jì)Table 4 Reg ression sta tistica l co rre la tion w ith tw o methods for the Changtiankeng ta lc deposit

表5 長田坑滑石礦區(qū)兩種方法相關(guān)性方差分析Table 5 Variance ana lysis o f corre lation between the twomethods for the Changtiankeng ta lc deposit

圖2 化學(xué)分析和X射線衍射分析測(cè)定結(jié)果的線性關(guān)系圖Fig.2 Linear re lation diagram o f Chem ica lana lysis and X ray diffraction ana lysis resu lts

滑石頑火輝石

根據(jù)熱重曲線，在700～1000℃溫度范圍內(nèi)滑石中羥基脫除，并伴隨失重現(xiàn)象，此時(shí)失重的為滑石中的羥基水。標(biāo)準(zhǔn)滑石礦物中H2O的含量為4.75%，以此為參照，估算出樣品中的滑石含量，如表6所示。

從表6可知，差熱法與化學(xué)法二者的結(jié)果基本上吻合，但差熱法的結(jié)果整體低于化學(xué)法，其原因可能為：1）兩種方法本身存在系統(tǒng)誤差；2）差熱法的結(jié)果是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)礦物所含羥基水而估算的。

圖3 長田坑滑石礦區(qū)QZ02H3-1的差熱分析圖譜Fig.3 Differentia l therma lana lysis o f QZ02H3-1 spectra o f Changtiankeng ta lc deposit

5 結(jié)論

滑石在礦工業(yè)上的用途主要是用其礦物特性，因此滑石礦物成分含量高低，直接影響到礦床的開采利用價(jià)值和礦石的品級(jí)優(yōu)劣。長田坑滑石礦勘查評(píng)價(jià)初次嘗試以滑石礦物含量作為工業(yè)指標(biāo)進(jìn)行礦床評(píng)價(jià)，取得了較好找礦的效果。在實(shí)際勘查評(píng)價(jià)中首先是采用X射線衍射分析，初步查明其礦物組合，確定本區(qū)礦石類型為鎂質(zhì)碳酸鹽－滑石型。滑石含量=酸不溶性氧化鎂含量×換算因數(shù)（其酸不溶性氧化鎂可通過化學(xué)分析、換算因數(shù)采用電子探針檢測(cè)獲得），即用換算得來的滑石礦物成分含量，

表6 長田坑滑石礦區(qū)差熱分析估算結(jié)果表Table 6 Estimation resu lts o f differentia l therma l ana lysis fo r the Chang tiankeng ta lc deposit

根據(jù)工業(yè)指標(biāo)要求圈定礦體、計(jì)算礦區(qū)資源儲(chǔ)量。該方法在省內(nèi)同類滑石礦勘查評(píng)價(jià)中具有較好的可操作性與借鑒意義。

致謝:本文系集體勞動(dòng)成果，成文過程中得到江西省地質(zhì)調(diào)查研究院總工程師樓法生教授級(jí)高工，院礦產(chǎn)勘查評(píng)價(jià)中心劉細(xì)元高級(jí)工程師、吳師金高級(jí)工程師的悉心指導(dǎo)與幫助，在此一并表示感謝。

[1]中華人民共和國國土資源部.玻璃硅質(zhì)原料飾面石材石膏溫石棉硅灰石滑石石墨礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范(DZ／T 0207-2002),2002.

[2]礦產(chǎn)資源工業(yè)要求手冊(cè)[M].北京：地質(zhì)出版社，2010，409-419

[3]江西地質(zhì)局江西省區(qū)域地質(zhì)志[M].北京:地質(zhì)出版社，1984,60-61.

[4]劉細(xì)元，楊細(xì)浩，唐峰林，等.江西省永豐縣長田坑滑石礦普查地質(zhì)報(bào)告[R]，江西省地質(zhì)調(diào)查研究院(內(nèi)部資料), 2012.

Abstract：In order to make a survey of the geological hazard characteristics in the sinking coal m ining areaof Shanxi Province,this paper selects 7 representative samples from different sinking coalm ining areas.By virtue of themethod of analogy and induction,the researcher conducts the study of thegeological hazards type and characteristics caused by the naturaland the human-being activities,the general characteristicsof thegeological hazards in the sinking coalm ining area,and the derivative environmenteffectof thegeological hazards.The results showed that:1)themain geological hazards is the ground fissureand the ground collapse in the sinking coalm ining area;2)themajor inducing factorsof geologicalhazards is thehuman engineering activities,especially coalm ining activities;3)the sinking coalm ining areas has the follow ing characteristics:the close relationship w ith the human activity,theagglomeration and the collectivity,themultiple inducing factors and the complexity of treatment,and derivations and variations of hazards.The geological hazards is themain adverse factor that w ill destroy landform and landscape,land resources,water resources,ecological environment,which have to be treated in an all-rounded way in haste.

Key words:Shanxi;sinking coalm ining area;geologicalhazard;ground fissure;ground collapse

Research statusand Discussion on theMethod of Seawater Intrusion in the Key Section of Circum-Bohai-Sea Region

YANG Ji-long1,LI-hong1,SHIPei-xin1,HU Zi-yuan2,HUYun-zhuang1, XUQin-m ian1,DU dong1,MENG Li-shan1

(1.Tianjin Centre,ChinaGeologicalSurvey,Tianjin300170,China；2.The 7thinstitute of Geology and M ineral Exp loration of Shandong Province，Shandong Linyi276000,China）

By investigation and research of seawater intrusion in Daweijia of Dalian city,Zaoyuan of Qinhuangdao city and south coastof Laizhou Bay,combing w ith existing research achievement and methods,this study summarized and combed the research status and existing problems and analyzed investgation and researchmethods of seawater intrusion.Investigation and research work for the pastmany years in Circum-Bohai-Sea Region cleared up basically themechanism and dynam ic change trend of seawater intrusion of different location and types and provided scientific basis for seawater intrusion prevention.W ith the deepening of research on seawater intrusion problems,thereare stillproblemsdiscovered in hydrogeologic conditions,hydrodynam icmonitoring and eco-environmental influence of seawater intrusion,and seawater intrusion should continue to strengthenmonitoring and research.Investigation and research of seawater intrusion is amultidisciplinary integrated technology,including fundam ental research,comprehensive analysis,hydrodynam ic monitoring and numerical simulation redearch,etc.Hydrochem icalanalysis,isotope tracer technique and laboratory simulation test,etc can be used to reveal themechanism of seawater intrusion and the solute transport law of transition zone.Based on above research,it canmake a prediction of sea intrusion and improve prevention awareness.

Circum-Bohai-Sea;seawater intrusion;background investigation;researchmethods

Analysison theCharacteristicsof GeologicalHazards in the Sinking CoalM ining Area in Shanxi

DUAN Peng-fei1，2,WUGao-feng1,ZHANGWei1,LV Yi-qing2

（1.ShanxiResourcesofand Environment Survey Institute of ShanxiCoalGeology Bureau,Taiyuan 030006; 2;Taiyuan University of Technology,Taiyuan 030024,China）

P619.25+3

：A

：1672－4135（2014）04－0314-06

2014-07-03

江西省地質(zhì)勘查基金項(xiàng)目：江西省永豐縣長田坑滑石礦普查資助（20100117）

李永明(1971-)，男，山東莒縣人，高級(jí)工程師，畢業(yè)于東華理工學(xué)院資源勘查專業(yè)，主要從事礦產(chǎn)勘查與技術(shù)管理工作，E-mail：yom li@163.com。