涂秉峰, 史新芳

(1.湖北非金屬地質(zhì)公司，湖北 武漢 430030; 2.華新水泥股份有限公司，湖北 武漢 430074)

鄂東長江沿岸石灰?guī)r、白云巖資源及其開發(fā)利用

涂秉峰1, 史新芳2

(1.湖北非金屬地質(zhì)公司，湖北 武漢 430030; 2.華新水泥股份有限公司，湖北 武漢 430074)

隨著長江經(jīng)濟帶的建設(shè),長江中下游地區(qū)對原材料特別是建筑材料的需求不斷增長。闡述鄂東黃石—武穴段長江沿岸石灰?guī)r、白云巖主要礦石類型,資源分布特征,地質(zhì)勘查工作程度及開發(fā)利用現(xiàn)狀,對進一步開發(fā)利用提出建議,建議將鄂東長江沿岸石灰?guī)r、白云巖資源開發(fā)利用作為支柱產(chǎn)業(yè)，合理規(guī)劃布局，大幅提高資源開發(fā)利用水平，促進經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護雙贏。

石灰?guī)r；白云巖；建筑材料；長江經(jīng)濟帶；開發(fā)利用

1 概述

長江中下游地區(qū)是中國經(jīng)濟最發(fā)達的地區(qū)之一,城市規(guī)模的快速擴張，城市基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)對原材料特別是建筑材料的需求基數(shù)很大,并且呈不斷增長趨勢。鄂東黃石—武穴處于長江經(jīng)濟帶重要地位,水陸交通便利,長江沿線有黃石新港(棋盤洲)、富池、蘄州、田鎮(zhèn)、武穴等深水良港,通過長江黃金水道上至武漢、荊州及江漢平原,下至南京、上海等長江三角洲經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)。黃石—武穴長江沿岸石灰?guī)r、白云巖資源豐富,是湖北省重要的建筑材料生產(chǎn)基地。原材料及其產(chǎn)品通過長江黃金水道輻射于長江中下游區(qū)域。因此,查明本地區(qū)石灰?guī)r、白云巖資源并合理開發(fā)利用,對于長江經(jīng)濟帶建設(shè)及其城鎮(zhèn)化發(fā)展具有重要意義。

2 石灰?guī)r、白云巖資源

2.1 區(qū)域地質(zhì)背景

本地區(qū)大地構(gòu)造位置處于揚子準地臺下?lián)P子臺坪大冶臺褶束之海口湖—馬口湖復(fù)式向斜[1]。區(qū)域構(gòu)造線總體走向以北西—南東向為主。石灰?guī)r、白云巖分布的主要地層層位見表1[2]。

表1 石灰?guī)r、白云巖分布層位及巖性特征表Table 1 Properties table of the horizon and lithologic of limestone and dolomite

2.2 石灰?guī)r、白云巖資源及分布特征

2.2.1 主要巖(礦)石類型及其化學(xué)成分

灰?guī)r 薄層,中—厚層,厚層—塊狀,以含生物屑微晶—粉晶結(jié)構(gòu)為主。主要礦物成分為方解石,少量生物碎屑,極少量粘土、碳質(zhì)和白云石等礦物。 主要分布于石炭系黃龍組、三疊系大冶組,在震旦系燈影組、奧陶系中統(tǒng)、二疊系棲霞組、茅口組及三疊系中統(tǒng)有少量分布。主要巖石地層單位中石灰?guī)r化學(xué)成分見表2。石灰?guī)r主要作為水泥原料利用。黃龍組及部分棲霞組、茅口組、大冶組質(zhì)優(yōu)石灰?guī)r,可作為冶金熔劑、化工原料和電廠脫硫原料[3]。一些節(jié)理裂隙、巖溶不發(fā)育,塊度完整,且顏色花紋美觀的灰?guī)r可作為飾面大理石。

表2 主要巖石地層單位中石灰?guī)r化學(xué)成分Table 2 Chemical composition of limestone of the main lithostratigraphic units

含燧石結(jié)核灰?guī)r 以厚層—塊狀為主,基質(zhì)具微—泥晶結(jié)構(gòu)的生物碎屑結(jié)構(gòu)、含生屑微晶結(jié)構(gòu),由灰?guī)r及燧石結(jié)核兩部分組成,灰?guī)r主要礦物成分為微—泥晶方解石及生物碎屑；燧石結(jié)核多呈團塊狀,團塊一般數(shù)厘米—十幾厘米大小。在灰?guī)r中分布不均勻,局部富集,含量一般2%～10%,主要分布于二疊系棲霞組和茅口組中?；瘜W(xué)成分CaO 48.93%～52.84%,MgO 0.40%～1.25%,SiO23.02%～10.11%。主要用于建筑骨料,燧石含量較少的可作為水泥原料[4]。

含泥質(zhì)條帶灰?guī)r 薄層狀,微薄層—頁片狀,條帶狀構(gòu)造,灰?guī)r層厚2～50 mm,粉晶—微晶結(jié)構(gòu)、含粒屑泥晶—微晶結(jié)構(gòu)。主要礦物成分為方解石,少量泥質(zhì)呈細分散狀分布?；?guī)r層間泥質(zhì)條帶厚一般<2 mm,局部密集分布。主要成分為水云母,少量蒙脫石、高嶺石。主要分布于大冶組中部?；瘜W(xué)成分一般CaO 45%～50%,少量<45%,MgO<3%,K2O+Na2O 0.4%～0.8%。主要用于水泥原料(大部分達到Ⅱ級品礦石要求)[4]，少量可作為飾面大理石利用。

白云質(zhì)灰?guī)r、灰質(zhì)白云巖 薄—厚層狀,泥晶—粉晶結(jié)構(gòu),主要礦物成分為方解石、白云石,極少量鐵質(zhì)、泥質(zhì),白云巖呈團塊狀分布于灰?guī)r中,或呈條紋(帶)狀與灰?guī)r互層。主要分布于震旦系燈影組，寒武系中上統(tǒng),石炭系大浦組,三疊系大冶組、嘉陵江組,中三疊統(tǒng)?；瘜W(xué)成分CaO 40.24%～51.33%,MgO 3.58%～12.31%。主要作為飾面大理石及建筑骨料。

白云巖 薄—厚層塊狀角礫狀,泥晶—粉晶結(jié)構(gòu),少量假鮞狀結(jié)構(gòu),主要礦物成分為白云石(含量一般40%～75%),方解石(含量一般20%～50%),極少量鐵質(zhì)、泥質(zhì),主要分布于震旦系燈影組，寒武系中上統(tǒng),石炭系大浦組,三疊系大冶組、嘉陵江組。主要巖石地層單位中白云巖化學(xué)成分見表3。MgO含量高的可用于冶金熔劑、耐火爐襯用及制鈣鎂磷肥用原料，其余尚可作為飾面大理石、建筑骨料等利用。

表3 主要巖石地層單位中白云巖化學(xué)成分Table 3 Chemical composition of dolomite of main lithostratigraphic units

2.2.2 資源分布特征

本地區(qū)石灰?guī)r、白云巖資源分布廣泛,江南主要分布于黃石河口—陽新黃顙口、富池一帶,江北主要分布于蘄州—田鎮(zhèn)一帶。大致可分為以下六個集中分布區(qū)(圖1)。

Ⅰ區(qū) 位于黃石市區(qū)南部,總體呈近東西走向,中部向北突出,沿走向延伸約15 km,出露寬度3～6 km,石灰?guī)r、白云巖資源分布于南北兩側(cè),北部為主體,主要分布層位有石炭系上統(tǒng)、二疊系中統(tǒng)及三疊系中下統(tǒng);南部分布層位以寒武系中上統(tǒng)及奧陶系中下統(tǒng)為主,少量石炭系上統(tǒng)。本區(qū)大部分現(xiàn)已被黃石市列為禁采區(qū)。

Ⅱ區(qū) 位于河口鎮(zhèn)以南,?？诤员??？傮w為一北西南東走向背斜,沿走向延伸約10 km,出露寬度3～8 km,石灰?guī)r、白云巖資源分布于兩翼,主要由二疊系中統(tǒng)及三疊系中下統(tǒng)地層組成。預(yù)計石灰?guī)r、白云巖遠景資源量>50 000萬t,其中石灰?guī)r>30 000萬t。

Ⅲ區(qū) 位于太子廟—黃顙口一線以南,陶港—網(wǎng)湖一線以北?？傮w為一北西—南東走向的倒轉(zhuǎn)背斜,沿走向延伸約35 km,出露寬度3～9 km,石灰?guī)r、白云巖資源分布于背斜兩翼,主要由石炭系上統(tǒng)、二疊系中統(tǒng)及三疊系中下統(tǒng)地層組成。預(yù)計石灰?guī)r、白云巖遠景資源量>500 000萬t,其中石灰?guī)r>200 000萬t。

Ⅳ區(qū) 位于富池口南部?？傮w為一近東西走向的向斜,沿走向延伸約18 km,出露寬度3～6 km,石灰?guī)r、白云巖資源分布于向斜核部及兩翼,核部由三疊系下統(tǒng)地層組成,兩翼由石炭系上統(tǒng)及二疊系中統(tǒng)地層組成。預(yù)計石灰?guī)r、白云巖遠景資源量>50 000萬t,其中石灰?guī)r>20 000萬t。

Ⅴ區(qū) 位于武穴—田鎮(zhèn)一線以北?？傮w為一北西—南東走向的復(fù)式向斜。石灰?guī)r、白云巖資源分布于核部及兩翼,核部由三疊系中下統(tǒng)地層組成,兩翼由石炭系上統(tǒng)及二疊系中統(tǒng)地層組成。預(yù)計石灰?guī)r、白云巖遠景資源量>250 000萬t,其中石灰?guī)r約100 000萬t。

圖1 石灰?guī)r、白云巖資源分布略圖[1]Fig.1 Distribution diagram of limestone and dolomite

Ⅵ區(qū) 位于蘄州—武山湖一帶,由兩部分組成,北部總體為呈北西南東走向的單斜構(gòu)造,延伸約20 km,出露寬度1～2 km,以白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖為主,主要由震旦系上統(tǒng)、寒武系中上統(tǒng)、奧陶系下統(tǒng)地層組成,遠景資源量>20 000萬t。南部為呈北西南東走向的單斜構(gòu)造,延伸約3.5 km,出露寬度約1 km,以石灰?guī)r為主,少量白云巖。主要由石炭系上統(tǒng)及二疊系中統(tǒng)地層組成。遠景資源量約10 000萬t。

3 石灰?guī)r、白云巖資源開發(fā)利用

3.1 地質(zhì)工作情況簡述

本地區(qū)針對石灰?guī)r礦地質(zhì)工作程度較高,主要以水泥原料為主,少量為冶金溶劑石灰?guī)r及建筑骨料。

水泥用石灰?guī)r：勘探9個,普查3個,累計查明資源儲量133 712萬t,至2013年底保有資源儲量119 642萬t。除黃石市附近(Ⅰ區(qū))為禁采區(qū)未開采或停采外,其余大部分由華新、亞東、媧石等下屬水泥廠開采,少量由民營企業(yè)開采建筑骨料。

冶金熔劑灰?guī)r：詳查3個,未開采；普查2個,已開采利用,累計查明資源儲量15 704萬t,至2013年底保有資源儲量15 488萬t。

建筑骨料：有40多家中小型建筑骨料礦山,地質(zhì)工作程度低,大多未開展正規(guī)地質(zhì)工作。

3.2 開發(fā)利用現(xiàn)狀

鄂東黃石市—武穴市長江沿岸石灰?guī)r、白云巖資源豐富,品質(zhì)優(yōu)良,交通便利,區(qū)位優(yōu)勢明顯。目前水泥用石灰?guī)r、建筑骨料用石灰?guī)r、白云巖開采量大；冶金熔劑用、火電廠脫硫用和化工用(主要用于輕鈣)石灰?guī)r等也有一定開采量,但多以原礦出售。

水泥用石灰?guī)r：鄂東沿江水泥廠較多,產(chǎn)業(yè)完整,主要有華新、亞東、媧石等公司的水泥廠,水泥總產(chǎn)量約2 000萬t/年。各水泥廠均有正規(guī)的石灰?guī)r礦山,單個水泥礦山年開采石灰?guī)r礦石200萬～600萬t,年開采礦石量合計2 000萬～2 500萬t。

建筑骨料：本地區(qū)建筑骨料產(chǎn)業(yè)前期以小型采石場為主,高峰時期近200家,其特點是規(guī)模小,開采方式、加工工藝及加工設(shè)備落后,生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定,導(dǎo)致資源浪費嚴重。近年來通過“關(guān)、停、并、轉(zhuǎn)”等手段,建筑骨料廠向大型方向發(fā)展,據(jù)不完全統(tǒng)計,目前骨料廠尚有數(shù)十家,年產(chǎn)量超過10 000萬t。主要沿長江水道外銷。

冶金熔劑用、火電廠脫硫用石灰?guī)r：主要開采層位是石炭系黃龍組,二疊系棲霞組、茅口組,三疊系大冶組也有少量。大部分原礦經(jīng)過破碎加工,通過長江水道銷售到中下游的鋼廠、火電廠。

化工用石灰?guī)r(主要是輕鈣用)：開采層位主要為石炭系黃龍組,少量二疊系棲霞組、茅口組,主要是開采原礦,破碎后銷售,但是銷售量不大。

3.3 開發(fā)利用建議

對如何將鄂東黃石市—武漢市長江沿岸交通區(qū)位優(yōu)勢與區(qū)域資源優(yōu)勢相結(jié)合,合理開發(fā)利用本地區(qū)豐富的石灰?guī)r、白云巖資源,提出如下建議：

(1) 本地區(qū)除大型水泥企業(yè)外,缺乏其他大中型石灰?guī)r、白云巖深加工企業(yè)。目前只有沙鋼與當?shù)孛衿蠛献髟谖溲R口興建了一座大型的冶金用氧化鈣生產(chǎn)線,但尚未投產(chǎn)。因此,應(yīng)引進資金雄厚、技術(shù)力量強的企業(yè),利用優(yōu)質(zhì)石灰?guī)r興辦納米碳酸鈣等深加工生產(chǎn)線；對于豐富的白云巖資源,目前大多作為建筑骨料綜合利用,大冶組及大浦組的白云巖,有一部分MgO含量>20%,SiO2、Fe2O3等雜質(zhì)含量低,建議在查明其規(guī)模及礦物成分、化學(xué)成分特征的基礎(chǔ)上,加強應(yīng)用研究,包括作為冶金熔劑、玻璃、耐火爐襯及制鈣鎂磷肥原料等利用[5]；另外,本地區(qū)石灰?guī)r、白云巖資源尚未作為大理石開采利用,通過與鄰近的通山及陽新其它地區(qū)等大理石礦山類比,其中不乏金鑲玉、歐網(wǎng)、灰網(wǎng)及黑白根等中高檔大理石品種。因此,應(yīng)加強地質(zhì)勘查工作,尋找優(yōu)質(zhì)大理石礦床進而開發(fā)利用,可大大提高礦產(chǎn)資源附加值,促進當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展。

(2) 根據(jù)本地區(qū)總體規(guī)劃,劃分出可采區(qū)、限采區(qū)和禁采區(qū)。限采區(qū)、禁采區(qū)包括軍事禁區(qū)，風景旅游區(qū)，大型水利工程設(shè)施，重要水庫及其飲用水源保護區(qū)，重要交通干線兩側(cè)直觀可視范圍，綠化保護區(qū)，城鎮(zhèn)居民密集點周邊一定范圍等,目前黃石市周邊(Ⅰ區(qū))已劃為禁采區(qū)。對可采區(qū)則根據(jù)石灰?guī)r、白云巖資源分布特征,對現(xiàn)有礦山,特別是中小型建筑骨料礦山進行整合,嚴格控制礦山總數(shù),規(guī)劃布局數(shù)個(特)大型產(chǎn)品多元化的綜合礦山,通過地質(zhì)工作,查明其石灰?guī)r、白云巖資源規(guī)模,巖(礦)石類型及其礦物成分、化學(xué)成分特征,在此基礎(chǔ)上,進行合理規(guī)劃設(shè)計,按不同巖(礦)石類型分別開采利用,做到優(yōu)質(zhì)優(yōu)用,因材施用。即在同一礦山中,優(yōu)先開采能作為化工用、冶金熔劑用、脫硫用石灰?guī)r及大理石,其次開采水泥原料,而將其余部分作為建筑石料綜合開采利用。這樣既充分地利用了有限的礦產(chǎn)資源,也保證了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化及產(chǎn)品質(zhì)量。

(3) 對于本地區(qū)石灰?guī)r、白云巖資源開發(fā)利用,應(yīng)將環(huán)境保護放在重要位置,嚴格把關(guān),合理規(guī)劃,提高開發(fā)利用水平,充分考慮資源的綜合利用。包括水泥灰?guī)r礦山剝離的白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r除作為建筑骨料綜合利用外,應(yīng)研究作為水泥混合材在廠內(nèi)直接利用,以增加綜合經(jīng)濟效益；生產(chǎn)冶金熔劑、脫硫及輕鈣用石灰?guī)r的篩下細料作為水泥原料利用；生產(chǎn)大理石荒料后的廢料作為水泥原料、建筑骨料綜合利用；生產(chǎn)建筑骨料產(chǎn)生的石粉(渣)作為建筑用砂等利用。這樣既減少廢石排放對環(huán)境的污染,同時又能增加礦山開采的綜合經(jīng)濟效益。

(4) 與有關(guān)地勘單位及科研部門合作,依靠科技進步和信息交流,解決石灰?guī)r、白云巖資源開發(fā)利用中的技術(shù)難題。改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),使本地區(qū)石灰?guī)r、白云巖開發(fā)利用規(guī)模化、集約化。

4 結(jié)束語

長江中下游分布有眾多特大型鋼鐵廠、火力發(fā)電廠、大型水泥廠,需要大量的冶金熔劑用石灰?guī)r、白云巖,脫硫用石灰?guī)r,水泥用石灰?guī)r,長江經(jīng)濟帶基礎(chǔ)建設(shè)、城鎮(zhèn)化建設(shè)需要大量的建筑骨料。石灰?guī)r、白云巖資源剛性需求大,具有廣闊的市場。因此,建議將鄂東長江沿岸石灰?guī)r、白云巖資源開發(fā)利用作為支柱產(chǎn)業(yè),合理規(guī)劃布局,大幅提高資源開發(fā)利用水平,促進經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護雙贏。

[1] 湖北省地質(zhì)勘查局.湖北省區(qū)域地質(zhì)志[M].北京:地質(zhì)出版社,1990.

[2] 湖北省地質(zhì)勘查局.湖北省巖石地層[M].武漢:中國地質(zhì)大學(xué)出版社,1996.

[3] 邵厥年,陶維屏,張義勛，等.礦產(chǎn)資源工業(yè)要求手冊[M].北京:地質(zhì)出版社,2010.

[4] 中華人民共和國國土資源部.冶金、化工石灰?guī)r及白云巖、水泥原料礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范[S].北京:地質(zhì)出版社,2003.

[5] 郭甲一,謝白楊，王英超，等.郟縣馬武寨白云巖礦床地質(zhì)特征、成因及評價[J].中國非金屬礦工業(yè)導(dǎo)刊,2014(2)：40-43.

(責任編輯：陳姣霞)

Exploitation and Utilization of Limestone and Dolomite Resources Along the Yangtze River in Eastern Hubei

TU Bingfeng1, SHI Xinfang2
(1.HubeiNonmetalGeologicalCompany,Wuhan,Hubei430030; 2.HuaxinCementCo.LTD.,Wuhan,Hubei430074)

Along with the construction of the Yangtze economic zone,the demand of raw materials ,especially the building materials,is growing continually.The study area is along the Yangtze River of Huangshi to Wuxue in eastern Hubei.In this paper,the mine type of limestone and dolomite,resources distribution,geological exploration degree and the utilization are all expounded. Based on the study ,aiming at the exploration and utilization,some suggestions have been made.Exploitation and utilization of limestone and dolomite as a pillar industry is proposed.The authors raise the level of development and utilization of resources,promote win-win economic development and environmental protection.

limestone;dolomite;building materials;Yangtze economic zone;exploration and utilization

2014-08-11；改回日期：2014-11-11

涂秉峰(1963-),男,高級工程師,地質(zhì)礦產(chǎn)專業(yè),從事建材非金屬礦地質(zhì)勘查工作。E-mail:tubingfeng@sina.com

P619.22+5; P619.23+4

A

1671-1211(2015)01-0094-04

數(shù)字出版網(wǎng)址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20150112.0938.001.html 數(shù)字出版日期:2015-01-12 09:38