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灰岩地质适合做什么基础

发布时间: 2021-02-16 01:16:44

① 石灰岩地质问题

向斜是储水构造,只要地下有隔水层,就可以通过打机井的方式解决该地的缺水问题

② 石灰岩属于什么岩(这里为你详细的解说)

石灰岩属于以方解石为主要成分的碳酸盐岩。

石灰岩结构较为复杂,有碎屑结构和晶粒结构两种。碎屑结构多由颗粒、泥晶基质和亮晶胶结物构成。颗粒又称粒屑,主要有内碎屑、生物碎屑和鲕粒等。

泥晶基质由碳酸钙细屑或晶体组成的灰泥,质点大多小于0.05毫米,亮晶胶结物是充填于岩石颗粒之间孔隙中的化学沉淀物,是直径大于0.01毫米的方解石晶体颗粒;晶粒结构是由化学及生物化学作用沉淀而成的晶体颗粒。

(2)灰岩地质适合做什么基础扩展阅读

石灰岩矿产在每个地质时代都有沉积,各个地质构造发展阶段都有分布,但质量好,规模大的石灰岩矿床往往赋存于一定的层位中。

以水泥用石灰岩为例,东北、华北地区的中奥陶系马家沟组石灰岩是极其重要的层位,中南、华东、西南地区多用石炭、二叠、三叠系石灰岩,西北、西藏地区一般多用志留、泥盆系石灰岩,华东、西北及长江中下游的奥陶纪石灰岩也是水泥原料的重要层位。

由生物化学作用生成的灰岩,常含有丰富的有机物残骸。石灰岩中一般都含有一些白云石和黏土矿物,当黏土矿物含量达25%~50%时,称为泥质岩。白云石含量达25%~50%时,称为白云质灰岩。石灰岩分布相当广泛,岩性均一,易于开采加工,是一种用途很广的建筑材料。

特别是在华北及东北南部,因中奥陶世海侵达到最高潮,普遍沉积了层厚而质纯的石灰岩,为具有工业价值的水泥原料及治金工业原料。

③ 学地质的都知道,灰岩比砂岩强度大,但是为何反而在灰岩中经常发育裂缝,而在砂岩中裂缝相对较少呢

一、对于裂缝发育问题

  1. 你说的砂岩中发育的裂缝相对灰岩中要少,是专有具体的统计数据还是属仅仅是个人的主观认识(尽管我潜意识里也是认为灰岩中会多一些,但最好是有实际的数据,或是在文献中有相关的论断);

  2. 裂缝的发育除了和岩石自身的性质(主要是强度)有关外,还有一个很重要的成因是酸性流体溶蚀,所以因为灰岩成分以碳酸盐类矿物为主,更容易形成溶蚀型的裂缝。(这点可能会是产生灰岩中裂缝对于砂岩中的一个很重要原因)

二、关于强度硬度问题

硬度是衡量矿物性质的一个参数,本质上是矿物耐刻划性的一个表征;而强度可以同时衡量岩石、矿物,它是表征物体在力的作用下发生断裂的难以难易程度的量,所以这两个量之间没有那么直接的联系(举个不恰当的例子,你把金刚石用普通胶水粘起来肯定不会有用502胶粘起来的石膏强度大),强度更多的取决于组成这一物质的成分之间的相互结合的状况,而硬度就应该和晶体结构之类的关系更大一些。

P.S.纯属个人理解,仅供参考,能抛砖引玉也不错

④ 石灰岩矿床地质

一、成矿地质条件

构成石灰岩的主要矿物成分是方解石,它在地壳中产出较广。主要的工业石灰岩矿床是在海盆中由生物和生物化学沉积作用形成的。生物提供了各种粒级的碳酸钙质碎屑。灰泥的形成是由钙藻、浮游生物遗体的堆积、大的碳酸钙颗粒的磨蚀、藻类光合作用吸收大量CO2引起CaCO3直接沉淀生成的。砂及砾粒的碳酸钙颗粒是由腕足类、介形虫、珊瑚、棘皮动物等的贝壳残体、藻席开裂后的碎片和团块等组成。此外,珊瑚、海绵、苔藓虫等还在其组织内部及周围分泌出碳酸钙,形成坚硬的灰质骨架和包壳并堆积,造成生物礁。上述碳酸钙质沉积物基本上是就地生成的,它包括了悬浮质点、浮游生物遗体的下沉、底栖生物介壳堆积及生物礁的向上生长。沿岸流和陡的水下斜坡可导致已沉积的碳酸盐碎屑侧向迁移,并被风浪搬运较远,堆积在深水或浅水盆地内。

碳酸钙质的沉积发生在温暖的气候条件下。钙藻和无脊椎动物在温暖的水中大量繁殖,沉积形成较厚的方解石和文石质的介壳遗体。海水中CO2的含量对碳酸钙的沉积有重要影响。CO2含量高,pH值下降,使碳酸钙的溶解度加大,不利于碳酸钙沉积物的生成。CO2的含量与海水的温度有关。在现代两极地区的海水中,因含CO2多而缺少碳酸盐沉积。在赤道两侧南北纬30°范围内的热带海域中,碳酸钙是过饱和的,任何CO2的逸出,都可导致重碳酸钙转变为碳酸钙而沉积下来。

碳酸钙质的沉积发生在水体清洁的海域。混浊海水中含有大量的悬浮粘土质点和粉砂,减弱了阳光的照射和光合作用,抑制了钙藻生长,对于底栖动物,粘土质点堵塞了它们的摄食器官,也抑制它们的繁衍生存。

碳酸钙质的沉积主要发生在海盆边缘的浅海环境。浅水和水的上层是大量钙质生物活动的场所,一些提供碳酸钙的重要藻类都生活在10~15m的水域中。通过波浪搅动和海水压力的变化,使海水中溶解的CO2迅速释放,这些都是碳酸钙沉积的有利因素。碳酸钙沉积物生成后,便受到水动力条件的影响。沉积物被海流和波浪簸选淘洗,将细粒带走,而在滨海区留下粗粒级的沉积物。被带走的细粒则堆积在比较平静的海域,如瞧石、潟湖和陆棚边缘的较深处。在高能环境下,形成较纯净的分选好的粗粒碳盐钙质沉积物;在低能环境下,形成细粒的、含骨屑很少的碳酸钙质沉积物。

二、主要成因类型及矿床地质特征

按成因石灰岩矿床分为:化学或生物化学沉积矿床、机械碎屑沉积矿床及生物化学沉积矿床3种类型。

1.化学或生物化学沉积石灰岩矿床

该类型矿床是最主要的水泥石灰岩矿床类型,探明储量占全国累计探明储量的90%以上。按其岩性又可分为泥晶石灰岩矿床和鲕状石灰岩矿床两种。泥晶石灰岩矿床的成矿时代与分布范围广泛,几乎各主要赋矿地层中均有产出,多数水泥石灰岩矿床都属于此类型,典型矿床有河北邯郸峰峰、四川峨眉黄山及安徽铜陵伞形山等水泥石灰岩矿床。此类型矿床矿体形态一般较简单,呈层状或似层状,走向延伸可达几千米,厚度几米至几十米甚至上百米,矿床规模以大、中型为主。矿石一般呈灰—深灰色,泥晶结构,块状构造,化学成分纯净,杂质含量少,CaO含量高的可达55%,MgO含量低,是优质水泥石灰质原料。泥晶石灰岩一般在水能量较低的浅海、潟湖环境中较发育。泥晶颗粒一般小于0.01mm,其来源一是由于海水中CaCO3饱和而产生化学沉淀;二是生物遗体的分解或粒屑机械磨蚀而成。

鲕粒石灰岩的形成与波浪水流作用有关,常具大型交错层理。鲕粒是在潮汐作用下的沙坝或三角洲地区形成的,其外壳是由无机沉淀下来的文石在运动的鲕粒的鲕核上短期间断性沉淀而成。鲕粒石灰岩矿床在中国北方分布较广,例如,山东滕县马山、河北获鹿王屋、北京昌平文殊峪、辽宁辽阳小屯等水泥石灰岩矿床属于此种类型,在浙江、广西、云南及四川等地也有此种矿床分布。此种矿床矿体形态以层状为主,层位较稳定,厚度几米至几十米,矿床规模以大、中型为主。矿石颜色从浅至暗色均有,粒屑结构,亮晶胶结为主,块状构造,化学成分中CaO含量48%~50%,MgO含量因易于白云岩化而变化较大,含量过高时形成夹石,使矿体结构复杂化。

矿床实例:河北邯郸峰峰水泥石灰岩矿床

该矿床位于邯郸市区南西29km,矿区出露地层有第四系黄土、上石炭统铝土质粘土或灰岩、中奥陶统石灰岩,单斜产出,走向北东20°,倾角5°~30°。区内断裂发育,常错断矿层,但对矿石质量影响很小。

矿体赋存于中奥陶统石灰岩中。岩性较复杂,粉—泥晶石灰岩与白云石化豹斑状粉—泥晶石灰岩呈互层出现(图20-1)。自上而下矿体顶板为黄色土状泥质石灰岩、灰白色砂质石灰岩、灰色致密状粉—泥晶石灰岩及砾岩等,各处厚度不等,有的已被剥蚀掉,最厚的可达几十米。Ⅰ号矿层岩性为灰色致密状粉—泥晶石灰岩,灰黄色土状泥质灰岩,灰色粉—泥晶石灰岩夹豹斑状石灰岩,以泥晶石灰岩为主,厚度58m。Ⅰ号矿层与Ⅱ号矿层之间的夹层岩性为黄色土状白云质石灰岩夹灰色结晶石灰岩,厚度6~9m。Ⅱ号矿层岩性为灰色粉—泥晶石灰岩,厚度27.92m。矿体底板岩性为泥质、白云质灰岩等。

图20-1 河北邯郸峰峰水泥石灰岩矿地质剖面简图

矿石类型主要有两种:①灰色粉—泥晶石灰岩,粉—泥晶结构,块状构造,含少量砂屑、生物屑、鲕粒等。矿物成分中方解石含量达99%,含少量石英、泥质及褐铁矿。②灰色夹褐色斑状白云石化豹斑状石灰岩,粉—泥晶结构,豹斑状构造。矿物成分以方解石为主,含较多白云石及少量石英、褐铁矿。白云石呈自形菱形晶体,颗粒较小,彼此以平直的晶面镶嵌产出,形成矿石中的“豹斑”。

矿石质量稳定,Ⅰ、Ⅱ矿层矿石化学成分:w(CaO)54.31%~54.39%,w(MgO)0.66%~0.70%,w(SiO2)1.2%,w(Al2O3)1%~1.1%,w(Fe2O3)0.9%~1.2%,w(SO3)0.07%,是优良的水泥石灰质原料。矿床规模为大型,已开采利用,为邯郸水泥厂的原料基地。

2.机械碎屑沉积石灰岩矿床

该类型矿床主要分布于中国北方寒武系上统和奥陶系下统,南方上泥盆统和下三叠统也有产出。一般是在海水进退频繁,振荡运动强烈,沉积环境常常变化的条件下,由于潮汐波浪对碳酸盐沉积物反复剥蚀、搬运、沉积的结果,在潮上带或潮间带成矿。岩性以砾屑、砂屑、粉屑石灰岩为主,常夹有泥晶石灰岩和鲕粒石灰岩。例如,山西大同七峰山、山东青州明祖山、广西柳江劳稿山等水泥石灰岩矿床均属于此类型。矿体形态呈层状、似层状,厚几米至十几米,矿床规模为小到大型。矿石呈浅灰,灰褐或灰黄色,粒屑结构、薄层状构造,泥晶或亮晶胶结,泥质、铁质含量较高,常见生物碎屑如腕足类、三叶虫、介形虫、棘皮屑等,化学成分变化较大,CaO含量一般较低,由于沉积环境蒸发作用较强烈,易形成高镁卤水使石灰岩发生白云岩化,因而MgO含量往往偏高,SiO2,Al2O3含量也较高。

矿床实例:广西柳江劳稿山水泥石灰岩矿床

该矿床属机械碎屑沉积矿床。矿体赋存于泥盆系上统融县组中,呈厚层状单斜产出,倾向南西,倾角32°~64°,分布长度1030m,宽度650m,厚度1000m。自下而上分为3层(图20-2)。一矿层为灰色亮晶鲕粒石灰岩,厚214m;二矿层为灰色亮晶鲕粒石灰岩,厚275m;三矿层为浅灰色、灰色亮晶砂屑石灰岩,厚476m。矿层中夹石为高镁质的白云质灰岩、白云岩团块、条带和透镜体,一般长度大于8m,宽度大于6m,个别大的可达300m,多顺层产出,以三矿层中夹石较多,二矿层中较少。矿石类型分为亮晶鲕粒石灰岩和亮晶砂屑石灰岩两种,主要是鲕粒与碎屑结构的差异,均具块状构造,矿物成分和化学成分变化不大。主要矿物成分为方解石,占99%,含少量白云石,化学成分分别为:CaO54.7%~54.9%,MgO0.84%~0.90%,SiO20.34%~0.39%,Al2O30.07%~0.08%,Fe2O30.07%。本矿床矿石质量好且稳定,是良好的水泥原料,矿床规模为大型。矿区岩溶较发育,岩溶率6.7%,开采中要引起注意。

图20-2 广西柳江劳稿山水泥石灰岩矿床地质剖面简图

3.生物化学沉积石灰岩矿床

常以富含生物碎屑为标志,在南方和北方都有分布,尤其是南方地区的上古生界中最发育。例如,浙江、江苏、安徽、江西等地石炭系中统的黄龙灰岩是以海百合化石等为主的生物碎屑石灰岩,其上的上石炭统船山灰岩是以核形石及其他生物碎屑为主的生物碎屑石灰岩;广西、贵州、云南等地泥盆系中上统藻球粒石灰岩和陕西、四川、云南等地二叠系生物碎屑石灰岩;辽宁前寒武系、河北蓟县中-新元古界叠层石灰岩及藻灰岩等,所构成的水泥石灰岩矿床均属于此类型。矿体常呈层状产出,形态较稳定,厚度几米至几十米甚至几百米,矿床规模以大、中型为主。矿石呈灰—黑色,粉屑结构,块状构造,含有的生物碎屑种类多,如有孔虫、介形虫、腕足类、腹足类、层孔虫等,常夹有泥晶、粉晶石灰岩。由生物骨骼堆积而成的生物碎屑石灰岩矿石中,CaO含量一般在50%以上,MgO含量低,是优良的水泥石灰原料。

矿床实例:浙江杭州石龙山水泥石灰岩矿床

该矿床是生物作用沉积的。矿区位于杭州市南西17km,为石龙山向斜的一部分,轴向自西而东由北北西逐渐转向东西向。核部地层为石炭系上统船山组石灰岩,两翼为下石炭统珠藏坞组砂页岩,倾角南翼为38°~56°,北翼为50°~68°。区内断裂较发育,北翼地层受构造影响而缺失较多。

矿体赋存于石炭系中统黄龙组和上统船山组中,呈长条带分布。共分6层矿:第一矿层为含生物碎屑泥—粉晶石灰岩,第二矿层为粉晶生物屑石灰岩,第三矿层为生物屑泥—粉晶石灰岩,第四矿层为亮晶球(团)粒生物碎屑石灰岩,含硅、钙质结核,第五矿层为生物碎屑石灰岩,第六矿层为灰黑色中厚层石灰岩。其中第四矿层为主矿体,长2900m,厚64~105m。

矿石类型主要有两种:①粒屑粉晶石灰岩,呈灰色,球粒生物碎屑粉晶结构,块状构造。生物碎屑含量20%~30%,有介形虫、苔虫、腕足类等多种,球粒由泥晶方解石组成,含量不定,粉晶含量约为60%,亮晶约为10%,矿物成分中方解石占95%~99%,白云石1%~5%,偶见石英。②生物碎屑石灰岩,呈灰色,亮晶球(团)粒生物屑结构,块状构造。生物碎屑种类同前,含量为30%~35%,球粒含量10%~20%,核形石含量有时达20%,粉晶、亮晶含量10%~35%。矿物成分以方解石为主,含少量白云石。矿石化学成分:w(CaO)54.69%,w(MgO)0.26%,w(K2O+Na2O)0.05%,w(SiO2)1.65%,w(SO3)1.65%,烧失量41.7%,矿石质量好,矿床规模大,是良好的水泥石灰质原料,已开采利用,供应杭州市第二水泥厂等。

三、石灰岩矿床的分布

我国是世界上石灰岩矿资源丰富的国家之一,石灰岩资源分布范围广、储量大、质量优。石灰岩矿产在每个地质时代都有沉积,各个地质构造发展阶段都有分布,但质量好、规模大的石灰岩矿床往往赋存于一定的层位中。在华北地区,石灰岩矿床几乎全都产在早古生代寒武纪和奥陶纪;东北地区石灰岩产在寒武纪、奥陶纪、石炭纪和二叠纪;华南地区石灰岩主要产在石炭纪、二叠纪和中生代早期。中上泥盆系石灰岩分布于湖南、湖北、广东、广西、福建和江苏南部。

我国石灰岩按用途可划分为水泥用石灰岩、冶金用石灰岩、石灰用石灰岩、化工用石灰岩、建筑用石灰岩、饰面用石灰岩等。截至2005年底,我国查明石灰岩矿产地2050处,其中水泥用石灰岩1554处,建筑和饰面用石灰岩矿产地65处,其余矿产地43l处。建筑用石灰岩查明资源储量13116万m3,饰面用灰岩查明资源储量11040.77万m3,其余矿产查明资源储量914.62亿t。

⑤ 灰岩地质问题

这个要具体问题具体分析了要跟灰岩地区的地质地貌气候等都有关系,比如气候温暖潮湿有流水作用可能会形成喀斯特地貌,要是在干旱条件下风蚀作用有比较强就会形成很多风蚀地貌,风蚀特有的如球形风化,刀砍纹,等

⑥ 石灰岩地质的特点

石灰岩地质的特点,土壤肥沃,适宜种植稻谷(含水稻、陆稻)、玉米、冬荞、花生、油菜、甘蔗、茶叶等作物

⑦ 地质工作者要具备哪些能力

很多啊。简单说说我的认识吧(我是构造地质学专业的):

1。野外识图的能内力(包括地质图、矿容产图、构造图等);
2。认识基本矿物的能力(如石英、长石、云母、方解石等);
3。认识基本岩石的能力(如各种砂岩、页岩、泥岩、灰岩、白云岩、硅质岩、板岩、片岩、千枚岩、片麻岩、各种花岗岩等);
4。认识基本化石的能力(如蜓类、珊瑚类、鲕状灰岩等);
5。认识基本构造的能力(当然最基本的断层、褶皱肯定要知道);
6。使用GPS的能力(GPS的设置、校正,3°,6°分带的掌握等);
7。CORELDRAW,MAPGIS等绘图软件的基本掌握;
......

总之,地质是重实践的,到野外工作才能很好的掌握。

⑧ 石灰岩矿床地质勘查与评价

一、矿床一般工业指标

不同的工业用途,对石灰岩矿石有不同的工业要求。

.1 冶金熔剂、电石、制碱石灰岩化学成分一般要求(表20-1、表2-02)

表20-1 黑色冶金熔剂石灰岩化学成分一般要求

表20-2 有色冶金熔剂、电石、制碱石灰岩化学成分一般要求

2.水泥原料矿石化学成分一般要求(表20-3)

表20-3 水泥用石灰质原料矿石化学成分一般要求

3.矿山开采技术条件要求

矿山露天开采技术条件一般要求如下:

1)最低可采标高:一般不低于矿区附近的最低地平面标高,如低于最低地平面标高,必须通过技术经济论证确定。

2)剥采比:覆盖层、脉岩、夹层、边坡围岩的剥离总量与矿石总量之比,一般不大于0.5:1(m3/m3)。

3)可采厚度:大、中型矿一般8 m,小型矿4 m。

4)夹石剔除厚度:一般2 m。

5)采场最终边坡角:一般50。~60°。

6)采场最终底盘最小宽度:大中型一般不小于60 m,小型矿一般不小于40 m。

7)爆破安全距离:矿床开采边界对公路、铁路、高压线、居民区和其他主要建筑物的爆破安全距离一般不小于300m,如爆破安全距离小于300m时,应与投资者商定。

二、矿床勘探类型的划分

.1 勘查类型划分的主要地质依据

(1)矿体内部结构复杂程度

1)简单:矿石质量稳定或变化有规律,不含或含少量不连续夹层。

2)中等:矿石质量较稳定,含不连续夹层,分布无规律。

3)复杂:矿石质量不稳定,含较多的不连续夹层,分布无规律。

(2)矿体厚度稳定程度

1)稳定:矿体连续,厚度变化小或呈有规律变化,厚度变化系数<40%。

2)较稳定:矿体基本连续,厚度变化不大,局部变化较大,厚度变化系数40%~70%。

3)不稳定:矿体连续性差,厚度变化大,变化无规律,厚度变化系数>70%。

(3)构造复杂程度

1)简单:矿体呈单斜或宽缓向、背斜,产状变化小,一般没有较大断层切割矿体,所见少量断层对矿体形态影响小。

2)中等:矿体呈单斜或宽缓向、背斜,产状变化较大,有少数较大断层切割矿体,对矿体圈定、对应连接有一定影响。

3)复杂:矿体呈单斜或中常向斜、背斜,产状变化大,有一些较大断层或较多断层切割矿体,破坏了矿体的完整性,对矿体圈定、对应连接影响较大。

(4)岩浆岩与变质岩

1)不发育:一般没有较大脉岩、岩株、变质岩等分布,所见岩浆岩及变质岩不发育对矿体影响小。

2)较发育:有一些较大脉岩、岩株、变质岩等分布,所见岩浆岩及变质岩较发育对矿体影响较大。

3)发育:有较多较大脉岩、岩株、变质岩等分布,所见岩浆岩及变质岩发育对矿体影响大。

(5)岩溶发育程度

1)不发育:有少量较大溶洞分布,地表、地下岩溶率一般<3%,对开采影响小。

2)较发育:分布有较多较大的溶洞,地表、地下岩溶率一般为3%~10%,对开采有一定影响。

3)发育:分布大量溶洞,地表、地下岩溶率一般在10%以上,对开采有较大影响。

2.冶金、化工用石灰岩及水泥原料矿产勘查类型(表20-4)

表20-4 冶金、化工用石灰岩及水泥原料矿产勘查类型

三、不同勘探类型勘探工程间距的要求(表20-5)

表20-5 石灰岩矿参考勘查工程间距

以上不同勘探类型和不同储量级别之间的工程间距总是相互过渡的,没有规定过死,这样,有利于结合矿床实际灵活运用,甚至可以考虑过渡类型。

一般在确定一个具体矿床的勘探类型和工程间距时,首先要以矿床本身的地质特征为基础,参照规范,初步拟定矿床的类型和大致的工程间距,并遵循由稀而密、由浅入深,由表及里的施工程序,逐步施工,随着工作的不断深入,认识的不断深化,随时注意检查和验证早期拟定的类型和网度,发现问题,及时纠正。这样,才能使类型和工程间距确定得较为正确和合理。

四、采样、样品加工及化验要求

石灰岩矿床勘探工作的主要任务就是要查明矿石质量,圈定矿体,计算储量,为矿山设计和开采提供依据。为此,地质勘查的各个阶段,随着勘探工程施工的进展情况,均应及时的进行各种取样工作。

.1 基本分析

基本分析样品在勘查工程中分层、分段采取。地表样品应在新鲜岩矿层中采取,采样方法一般用刻槽法,刻槽断面规格一般为(3cm x 2cm)~(10cm ×5cm),钻孔中采样用半心法。样长一般为2~4 m。采样方法、长度和断面规格,应根据矿石质量变化情况,考虑矿体可采厚度和夹石剔除厚度而定。对肉眼可以区别的夹石,其厚度超过0.5 m者应单独采样分析。基本分析项目见表20-6。

表20-6 石灰岩基本分析项目

2.组合分析

组合分析样品应按勘查工程分层、分类型、分品级由基本分析的副样中按所代表的厚度按比例组合而成。组合分析样品代表厚度一般为8~16 m。石灰岩组合分析项目见表20-7。

表20-7 石灰岩组合分析项目

3.光谱分析、多元素分析取样

光谱分析、多元素分析样品是按矿层、矿石类型、品级从基本分析样品的副样中抽取1~2件。

多元素分析项目可视光谱分析的结果而定,一般多元素分析项目为CaO, MgO, SiO2,Al2O3,Fe2O3,K2O,Na2O,SO3,TiO2,P2O5,Mn3O4,Cl-和烧失量。

4.样品加工

化学分析样品的加工包括破碎、过筛、拌匀和缩分四个程序。样品缩分公式:Q =K 2d,K值一般采用0.05~0.1,对质量均匀者采用较小的K值,反之采用较大的K值。

五、矿石加工技术试验要求

预查阶段应收集矿石加工技术有关资料进行类比研究,普查阶段一般应进行矿石加工技术对比研究,做出是否可作为工业原料的评价,详查阶段与勘探应根据投资者的需求进行矿石加工技术的试验。

1.冶金、化工石灰岩加上技术试验要求

耐磨、耐压:冶金工业用做熔剂石灰岩一般做此项试验。试样规格5cm ×5cm ×5cm。

煅烧试验:试验一般采用半工业规模试验。如果已有类似加工技术方面数据,可通过类比确定。

水洗试验:通过水洗试验,确定是否增加洗矿设备,目的是为提高矿石质量,确保矿石经破碎、磨矿后能满足要求。

2.水泥原料工艺性能试验要求

应通过试验以验证矿石利用的可能性。需进行试验时,应在勘探阶段进行.对新类型矿石应提前进行。试验研究一般采用实验室规模试验。一般情况下全套试验(不含辊磨试验)需各种原料试验样重约100~200 kg,辊磨易磨性试验所需样重约1200~1500 kg。干法生产应做易磨性、磨蚀性、可磨性、可破性、辊磨易磨性、易烧性等试验项目。

六、石灰岩作为水泥原料时的配料计算及综合评价

自然界较难找到一种单一的原料,能完全满足制造水泥的要求,因此,只能选用几种原料,进行合理搭配,使其总的化学成分符合生产优质水泥熟料要求。一般水泥熟料中的CaO为60%~66%,SiO2为19%~23%,Al2O3为4%~7%,Fe2O3为3%~5%。

目前生产硅酸盐水泥熟料的原料主要有石灰质原料、粘土质原料和辅助原料三大类。石灰质原料的种类有石灰岩、大理岩、泥灰岩、白垩等,以石灰岩应用最广泛。粘土质原料包括地壳表层的风化沉积物如粘土、黄土等,也包括了已经硬结成岩的页岩、泥岩等。其总的特点是组成物质以粘土矿物为主,其含量一般大于50%。化学成分上w(SiO2)56%~70%,w(Al2O3)12%~16%,w(Fe2O3)4%~8%。它是水泥熟料所需SiO2, Al2O3和Fe2O,的主要来源。是制造硅酸盐水泥不可缺少的主要原料之一。辅助原料在水泥生产中,有些用量较少,但对提高产品质量,改善操作条件,保证正常生产起着良好作用的原料。

熟料中的有害杂质为MgO,K2O,Na2O,SO3,fSiO2等。

氧化镁主要来源于灰质原料中的白云石,煅烧后以方镁石存在于熟料中,制成水泥后,与水作用形成氢氧化镁,并引起水泥的体积膨胀,降低了水泥的强度,甚至引起构件的破坏。所以,国家标准规定,熟料中氧化镁的含量不得超过5%。氧些钾及氧化钠主要来源于粘土原料中的云母及长石等矿物。它们能与熟料中的硅酸二钙和硅酸三钙起化学反应,生成游离的氧化钙,降低了水泥质量,故要求熟料中氧化钾和氧化钠的总含量不得超过1.3%。三氧化硫能与氧化钾和氧化钠反应生成硫酸盐,影响到制成水泥的安定性,含量多时,在煅烧过程中易引起结窑,影响正常生产,故规定其含量不得超过1.5%。游离二氧化硅主要为燧石及石英颗粒,因其硬度大,难粉磨,而且化学活泼性差,增加了煅烧的困难,所以灰质原料中限定其含量不超过4%。粘土质原料中含砂量一般要求不超过5%,最多不超过10%。

在水泥生产中,只有通过调整水泥生料中各种原料的配比,以获得所需要的化学成分,才能控制熟料中各种矿物成分的含量。生产实践中是通过对以下几个系数的计算,以求得合理的原料配比。

(1)饱和系数(KH

是指石灰质饱和系数,也叫石灰质饱和比。它是反映熟料中的二氧化硅被氧化钙所饱和的程度,即熟料中所含氧化钙的总和,扣除满足三氧化二铝、三氧化二铁、三氧化硫形成铝酸三钙、铁铝酸四钙和硫酸钙所需要的氧化钙以后,剩余的氧化钙,如果能满足熟料中二氧化硅全部形成硅酸三钙,则饱和系数应为1,如果只能满足二氧化硅全部形成硅酸二钙,则饱和系数等于0.66,如果饱和系数大于1,说明熟料中二氧化硅全部形成硅酸三钙后,尚有游离的氧化钙存在;如果饱和系数小于0,66,说明熟料中氧化钙严重不足,有游离二氧化硅存在。水泥配料中要求控制饱和系数在0.85~0.92。即

非金属矿产地质与勘查评价

实际上KH值是控制熟料中硅酸三钙与硅酸二钙两种矿物的含量比例。当饱和系数超过0.92趋近于1时,说明熟料中硅酸三钙过多,它的早期强度高,凝结硬化快,但烧成较困难,如果饱和系数小于0.85趋近于0.66时,说明熟料中硅酸二钙过多,它制成的水泥凝结硬化慢,早期强度较低,而且熟料冷却不迅速时,易产生粉化现象,严重影响水泥质量。

(2)硅酸率(n)

硅酸率简称硅率,是熟料中二氧化硅与三氧化二铝及三氧化二铁总和的比值,它实际上反映了熟料中硅酸盐矿物与熔媒矿物的相对含量关系。硅酸率大,说明熟料中硅酸盐矿物较多,制成的水泥强度较大,但煅烧困难。如果硅酸率较小,说明熟料中熔媒矿物较多,熟料较易烧成,但制成的水泥强度较低,质量较差。一般要求硅酸率控制在1.8~2.5之间较为适宜,即

n=SiO2/(Al2O3+Fe2O3)=1.8~2.5

(3)铝氧率(ρ)

铝氧率也叫铁率,是熟料中三氧化二铝与三氧化二铁的比值,它代表了熟料中铝酸三钙与铁铝酸四钙两种熔媒矿物的相对含量关系。铝氧率高,说明熟料中铝酸三钙相对较多,这种熟料制成的水泥凝结硬化较快,但煅烧熟料时黏性大,操作困难。铝氧率低,熟料中铁铝酸四钙相对较多,煅烧比较容易,但制成的水泥凝结硬化较慢,强度较低。一般要求控制铝氧率在1.0~1.8的范围内较为合适。即

ρ= Al2O3/Fe2O3=1.0~1.8

在对作为水泥原料的石灰岩矿床进行评价时,除按照规范要求对其质量进行评价外,还需要注意结合水泥生产对原料的总体要求进行评价,特别是水泥灰岩原料紧缺地区,应加强对有害组分含量较低的泥质灰岩的综合评价,通过调整水泥生产时的配料,使其能满足水泥生产的要求。

七、石灰岩矿床地质经济技术评价要点

石灰岩矿床的地质勘查评价工作主要是在区域地质调查的基础上进行,它实质上是将踏勘中发现的各个石灰岩矿点进行比较,根据不同的用途和要求,本着先易后难,先近后远的原则,选择经济技术条件较好的石灰岩矿床作为下一步工作的重点。在石灰岩矿床的地质勘查工作中应注意下列问题。

(1)矿点选择

这是一项综合性的技术经济工作。矿点选择是否合理,关系到地质工作及建厂后的经济效益。在一个建厂的区域内有一个以上可供选择的矿点时,应本着先易后难,全面衡量,保证矿石质量数量与开采条件最为有利的原则进行比选。交通条件和矿区地形是选点时必须考虑的问题,在当前技术经济条件下,石灰岩矿床应在通航河道两侧或在铁路沿线20km的范围内,以便于矿石及其制品的运输,降低成本。由于石灰岩矿床易于风化溶蚀,一般地形比较复杂,这样,矿床的地形条件就关系到能否被开采利用,因此,选点时必须考虑前矿床开采时采场的安排,厂房的修建场地等因素。另外,还必须注意石灰岩的用途。不同的用途,对石灰岩的质量、产状、规模、形态、硬度、花纹甚至工作方法都有不同的要求。如选择溶剂用石灰岩的原料基地时,应偏重于厚度大,岩石成分均匀的石灰岩矿床,只要它能供给大批开采而不需加以选分,镁含量可稍高一些。选择水泥用石灰岩时,纯灰岩矿床最为理想,石灰岩和白云岩互层时.由于需剔除白云岩层,对矿床开采不利。厚度小而倾角陡的石灰岩层一般不宜做大型的原料基地,但当石灰岩质纯,开采条件好时,可做电石用石灰岩开采。具有一定层理和节理的石灰岩矿床有利于开采石材,坚硬的结晶石灰岩宜做建筑用碎石,在评价饰面用石灰岩时,最重要的因素是石灰岩的颜色、花纹、裂隙、节理的形态和大小。

(2)白云岩化问题

这是水泥用石灰岩矿床勘查地质工作中的一个重要问题,它影响石灰岩矿床评价及开采利用。如四川江油天井山石灰岩矿山,在地质勘查初期阶段由于对白云岩化问题不够重视,经深入勘探后发现白云岩化使矿床复杂化,以至不能开发利用,浪费了勘查投资。

(3)岩溶

岩溶是石灰岩矿床的特殊问题,必须注意研究。对岩溶发育的矿床要用各种手段如物探、钻探来摸清大型溶洞的位置和大小,了解一般溶洞的大小,形态、充填情况及其分布规律,统计岩溶系数,以判断岩溶对矿床开采的影响程度,以免造成不应有的损失。如武山吉子坪石灰岩矿床,因对岩溶没有足够的重视,一个规模达33万m3的溶洞没有被发现,致使采准工作面200余m 无法正常采矿,被迫再行补充勘探,修改采矿设计。可见,岩溶研究是勘查石灰岩矿床的一项不可忽视的工作。

(4)综合利用

石灰岩是一种多用途的工业岩石,在地质勘查评价时,一定要注意综合评价,综合利用,以提高矿床的工业价值,最大限度地利用矿产资源。

(5)矿床经济评价

影响石灰岩矿床经济评价的因素主要为质量、开采技术条件、运输条件和储量。石灰岩质量是矿床评价的前提。不同用途的石灰岩对质量要求不同,如石灰岩中由于磷或硫含量过高,不宜用于冶金熔剂,但却是烧石灰的优良原料。不适合生产水泥的石灰岩,却可能完全符合建筑工业的要求如做毛石等。因此,必须根据需要来确定石灰岩的质量是否合乎要求,从而对矿床做出评价。

开采技术条件是矿山能否经济合理地被利用的前提。有的白灰岩的量很大,质也很好,但由于开采技术条件不符合要求而难以作为矿床来加以开采。对石灰岩来讲,过厚的覆盖层、过厚的夹层、过多的侵入体而导致局部剥采比过大或总剥采比过大是矿山不能利用的最主要原因。另外,过分发育并有粘土充填的岩溶洞隙,影响机械化开采,巨大的溶洞不但影响采矿的作业,而且可能引起机械和作业人员的突然陷落事故。地形也影响到矿床评价,陡峻山区的石灰岩层,由于采场展开及场内运输等困难,也不能作为石灰岩矿床来开采。我国目前大都采用露天法开采石灰岩,因此,地面下埋深过大的石灰岩也难以成为矿床。

交通运输条件是石灰岩矿床的一个极为重要的评价因素。以水泥石灰岩为例,由于石灰石矿石和水泥都是廉价而需要量大的产品,所以水泥厂都建于矿山近旁,尽量减少内部运输距离以降低生产成本。工厂生产的水泥,必须就近运往销售市场,并且运输的价格要便宜。因此水泥厂必须靠近通航江河或铁路愈近愈好,以免修筑过长的运水泥专用铁路线或人工河渠,增加基建投资。

储量的多少影响矿山和水泥厂的规模,因而也影响机械装备和采矿成本。储量大,矿山开采的年限长,工厂企业的规模也大,矿山的机械化程度相应也高,采矿成本就低。就水泥石灰岩而言,在我国一般要求大中型矿山的服务年限为50年,小型矿山的服务年限为30年。

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