巴達爾胡礦區(qū)水泥用石灰?guī)r礦地質(zhì)特征及礦床成因

孫澤晨（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心內(nèi)蒙古總隊，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010）

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巴達爾胡礦區(qū)水泥用石灰?guī)r礦地質(zhì)特征及礦床成因

孫澤晨
（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心內(nèi)蒙古總隊，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010）

【摘 要】本文綜述了巴達爾胡礦區(qū)水泥用石灰?guī)r礦的賦存層位、礦體形態(tài)、產(chǎn)狀及規(guī)模，礦石物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、自然類型等特征，并簡述了礦床成因，指出了該礦床的找礦標志。

【關(guān)鍵詞】石灰?guī)r；地質(zhì)特征；成因；巴達爾胡

巴達爾胡礦區(qū)水泥用石灰?guī)r礦位于內(nèi)蒙古自治區(qū)興安盟扎賚特旗巴達爾胡鎮(zhèn)，該區(qū)交通條件較為便利，礦石質(zhì)量較好。

1　區(qū)域地質(zhì)背景

該地區(qū)大地構(gòu)造單元屬于東北新華夏的構(gòu)造體系第三隆起帶—大興安嶺隆起帶的東緣。構(gòu)造線方向明顯展示為北東向和北北東向。由于新華夏系構(gòu)造體系的追蹤和繼承活動強烈、普遍，而使有的地段新華夏構(gòu)造體系形跡帶有華夏系構(gòu)造的特征，特別是北西向張扭性斷層尤為顯著。華夏系構(gòu)造帶的走向為NE40°左右，新華夏系構(gòu)造帶的走向為NNE25°左右。區(qū)內(nèi)既有褶皺構(gòu)造，也有斷裂構(gòu)造。

本區(qū)地層屬華北地層大區(qū)(V)、內(nèi)蒙古草原地層區(qū)(V3)、烏蘭浩特—哈爾濱地層分區(qū)(V33)；中、新生代屬濱太平洋地層區(qū)(5)、大興安嶺—燕山地層分區(qū)(51)、烏蘭浩特—赤峰地層小區(qū)(513)。區(qū)內(nèi)出露地層有古生界石炭系—下二疊統(tǒng)—上石炭統(tǒng)新生組(C3-P1x)；下二疊統(tǒng)壽山溝組(P1ss)、大石寨組(P1ds)及哲斯組(P1zs)；中生界中侏羅統(tǒng)新民組(J2x)及白音高老組(J3b)；新生界第四系全新統(tǒng)(Q4)。

本區(qū)侵入巖占基巖出露面積的40%，主要為花崗斑巖、斜長花崗斑巖、花崗閃長斑巖、黑云母花崗巖、花崗巖、白崗質(zhì)花崗巖、花崗閃長巖。按侵入關(guān)系、巖漿旋回、絕對年齡、構(gòu)造、化學成分、副礦物組合，并結(jié)合臨區(qū)對比，將區(qū)域內(nèi)侵入巖劃分為華里西期晚期、燕山期早期和燕山期晚期三個侵入亞旋回。

2　礦區(qū)地質(zhì)概況

2.1 地層

礦區(qū)出露地層有古生界下二疊統(tǒng)哲斯組(P1zs)和中生界中侏羅統(tǒng)新民組(J2x)及新生界第四系全新統(tǒng)腐殖土及殘坡積物(Q4)(見下圖)。

巴達爾胡礦區(qū)地質(zhì)簡圖

(1) 下二疊統(tǒng)哲斯組(P1zs)。

分布于礦區(qū)的西部及北部，呈南西—北東向展布。屬碳酸鹽類為主的淺海相沉積地層，是勘查區(qū)的含礦層位，巖性主要以灰色含生物碎屑灰?guī)r為主夾安山質(zhì)凝灰熔巖、安山玢巖、細砂巖、角礫巖及變質(zhì)粉砂巖等，總厚度＞718m。根據(jù)區(qū)域資料表明，與下伏地層呈平行不整合接觸。根據(jù)巖性組合特征，哲斯組地層劃分為六個巖性段，現(xiàn)從下到上分述如下：

第一巖段(P1zs1)：巖性為灰色條帶狀結(jié)晶灰?guī)r。本巖段為Ⅰ號礦體和Ⅱ號礦體的賦存巖段。

第二巖段(P1zs2)：巖性為黑色粉砂泥質(zhì)板巖、灰綠色安山質(zhì)凝灰熔巖、暗黃色安山玢巖、淺青灰色細砂巖，各巖層呈整合接觸關(guān)系。

第三巖段(P1zs3)：巖性為淺灰色泥晶亮晶生物碎屑灰?guī)r夾灰黑色含硅質(zhì)條帶灰?guī)r。二者整合接觸于二巖段之上，本巖段為Ⅲ號礦體Ⅲ-1礦層的賦存巖段。

第四巖段(P1zs4)：巖性為灰黑色含硅質(zhì)條帶灰?guī)r，與下伏三巖段呈整合接觸關(guān)系。

第五巖段(P1zs5)：巖性為淺灰色亮晶生物碎屑灰?guī)r，與下伏四巖段呈整合接觸關(guān)系，本巖段為Ⅲ號礦體Ⅲ-2礦層的賦存巖段。

第六巖段(P1zs6)：巖性為深灰色泥質(zhì)灰?guī)r、黑色變質(zhì)粉砂細砂巖、黃色泥質(zhì)板巖、淺黃色粉砂巖，黃綠色泥質(zhì)粉砂巖，各巖層整合接觸于五巖段之上。

(2) 中侏羅統(tǒng)新民組(J2x)。

出露分布在礦區(qū)南部，巖性上部為雜色角礫巖，下部為蝕變安山質(zhì)晶屑凝灰?guī)r及次生石英巖，本組地層與下伏地層呈不整合接觸。

(3) 第四系全新統(tǒng)(Q4)。

廣泛分布在礦區(qū)的地勢低洼地帶，巖性為殘坡積物及腐植土等。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)構(gòu)造較復(fù)雜，經(jīng)花崗閃長斑巖侵入破壞，礦體的整體性及連續(xù)性被分割破壞，但就Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號礦體賦存的巖段地質(zhì)特征而言，構(gòu)造較簡單，巖層呈單斜產(chǎn)出，巖層總體走向北東—南西向，傾向141～209°，傾角25～60°。

2.3 侵入巖

礦區(qū)內(nèi)侵入巖主要為燕山期早期侵入巖(γπ52d)，規(guī)模較小，分布在礦區(qū)中西部，巖性為花崗閃長斑巖。

花崗閃長斑巖：黃褐色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石由斑晶(30%～35%)和基質(zhì)(65%～70%)組成。斑晶為長石、石英，自形程度較高，顆粒大小不等，0.3～3mm，多被熔蝕。長石主要為斜長石，呈較大的寬板狀，具強烈碳酸鹽化、泥化?；|(zhì)為隱晶長石、石英，構(gòu)成均一的顯微球粒結(jié)構(gòu)和顯微文象結(jié)構(gòu)。

2.4 脈巖

礦區(qū)內(nèi)脈巖比較發(fā)育，主要為花崗閃長斑巖、變質(zhì)石英閃長玢巖、強蝕變細粒閃長巖、強蝕變石英閃長巖。

花崗閃長斑巖：黃褐色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，寬度3～5m，呈近南北延伸，兩端被第四系殘坡積物覆蓋。

變質(zhì)石英閃長玢巖：灰綠色，變斑狀結(jié)構(gòu)，定向流紋構(gòu)造，巖石由變斑晶(10%)和基質(zhì)(90%)組成，斑晶為中性斜長石和少量鐵鎂質(zhì)礦物，基質(zhì)主要由斜長石組成。

強蝕變細粒閃長巖：灰綠色，塊狀構(gòu)造，巖石強烈蝕變，主要由斜長石蝕變物(70%)和角閃石蝕變物(30%)組成，含有較多磁鐵礦、蝕變斜長石及碳酸鹽巖等。

強蝕變石英閃長巖：淺黃色，變中細粒粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖石強烈蝕變，主要由斜長石蝕變物(75%～80%)、角閃石蝕變物(10%～15%)和石英(＜10%)組成。

3　礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體形態(tài)、產(chǎn)狀及規(guī)模

礦區(qū)礦層賦存于下二疊統(tǒng)哲斯組一巖段(P1zs1)、三巖段(P1zs3)和五巖段(P1zs5)，受后期構(gòu)造的破壞及巖漿的侵入分割，哲斯組(P1zs)石灰?guī)r礦層分四處展布。根據(jù)礦層賦存的不同巖段及展布位置，礦區(qū)內(nèi)確定了3個礦體，編號為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號礦體。

(1) Ⅰ號礦體。

礦體賦存于下二疊統(tǒng)哲斯組第一巖段(P1zs1)地層中，礦體平行整合于下二疊統(tǒng)大石寨組(P1ds)地層之上，礦體出露長度534m，東西兩端均被第四系殘坡積物覆蓋；出露寬度225m，北部被第四系殘坡積物覆蓋。工程控制長度為350m，平均厚度274m，礦體形態(tài)為單斜產(chǎn)出的層狀礦體，傾向152～183°，傾角45～47°。

(2) Ⅱ號礦體。

賦存于花崗閃長斑巖侵入體中間，展布于礦區(qū)的中西部，礦體出露長度337m，東西兩端均被第四系殘坡積物覆蓋；出露寬度225m，北部被第四系殘坡積物覆蓋。工程控制長度為300m，厚度15m，礦體形態(tài)為單斜產(chǎn)出的層狀礦體，傾向144～209°，傾角25～31°。

(3) Ⅲ號礦體。

共分為兩個礦層，Ⅲ-1礦層賦存于下二疊統(tǒng)哲斯組第三巖段(P1zs3)，Ⅲ-2礦層賦存于下二疊統(tǒng)哲斯組第五巖段(P1zs5)地層。礦體展布于礦區(qū)的南部，出露長度540m，東西兩端均被第四系殘坡積物覆蓋；出露寬度225m，北部被第四系殘坡積物覆蓋，工程控制長度為400m，厚度69m，礦體形態(tài)為單斜產(chǎn)出的層狀礦體，傾向140～195°，傾角44～59°。

3.2 礦石特征

(1) Ⅰ號礦體。

礦石自然類型為條帶狀結(jié)晶灰?guī)r：灰色，晶粒結(jié)構(gòu)，條帶狀構(gòu)造。礦物成分由方解石和少量有機質(zhì)組成，方解石含量＞98%，有機質(zhì)＜2%。

礦石主要有益組分CaO含量(%)：最低48.89、最高55.23、平均53.50；主要有害組分MgO含量(%)：最低0.07、最高1.64、平均0.26。經(jīng)組合分析，SiO2含量(%)：最低0.69、最高7.66、平均2.66。其他組分含量(%)平均結(jié)果為：Al2O30.24、Fe2O30.12、K2O 0.041、Na2O 0.024、SO30.025、Cl-0.003 4、LOI 42.08。

(2) Ⅱ號礦體。

礦石自然類型為條帶狀結(jié)晶灰?guī)r：灰色，晶粒結(jié)構(gòu)，條帶狀構(gòu)造。礦物成分由方解石和少量有機質(zhì)組成。方解石含量＞98%，有機質(zhì)＜2%。

礦石主要有益組分CaO含量(%)：最低51.49、最高53.62、平均52.88；主要有害組分MgO含量(%)：最低0.07、最高0.60、平均0.16。經(jīng)組合分析，SiO2含量(%)：最低4.03、最高5.02、平均4.53。其他組分含量(%)平均結(jié)果為：Al2O30.27、Fe2O30.19、K2O 0.061、Na2O 0.017、SO30.029、Cl-0.002 4、LOI 41.26。

(3) Ⅲ號礦體。

Ⅲ-1礦層礦石自然類型為泥晶亮晶生物碎屑灰?guī)r，顏色呈淺灰色，泥晶亮晶生物碎屑結(jié)構(gòu)，條紋構(gòu)造，主要礦物成分為方解石，含量＞99%，次之為少量泥質(zhì)，偶見硅質(zhì)，巖石由碎屑和膠結(jié)物組成。Ⅲ-2礦層礦石自然類型為亮晶生物碎屑灰?guī)r，顏色淺灰色，亮晶生物碎屑結(jié)構(gòu)，條紋構(gòu)造。主要礦物成分為方解石，含量＞99%，次之為少量泥質(zhì)、硅質(zhì)。

礦石主要有益組分CaO含量(%)：最低47.98、最高55.60、平均53.78；主要有害組分MgO含量(%)：最低0.07、最高4.89、平均0.66。經(jīng)組合分析，SiO2含量(%)：最低0.30、最高6.34、平均1.51。其他組分含量(%)平均結(jié)果為：Al2O30.19、Fe2O30.08、K2O 0.027、Na2O 0.020、SO30.003 3、Cl-0.003 4、LOI 42.60。

4　礦床成因及找礦標志

4.1 礦床成因

早二疊世早期海水侵進華北陸臺北緣東西向邊緣海盆，在該區(qū)沉積了早二疊世早期的淺海碎屑巖相地層，含較多的腕足動物化石，上部屬陸相，部分地區(qū)變?yōu)橹行匀蹘r及其凝灰?guī)r和硅質(zhì)巖及酸性巖，形成陸相火山巖及湖相碎屑巖組合，與正常碎屑巖交替出現(xiàn)，反映出火山噴溢、噴發(fā)的間歇性，之后連續(xù)沉積了哲斯組的砂礫巖、生物碎屑灰?guī)r、硅質(zhì)巖，含豐富的蜓類、腕足類、珊瑚等化石。

綜上所述，本區(qū)地層為淺海相沉積，自下而上為粉砂粘土巖—碳酸鹽(大理巖)—粉砂泥質(zhì)巖。沉積物由粗—細—粗，構(gòu)成兩個不完整的沉積旋回。巖層普遍受低級區(qū)域變質(zhì)作用。碳酸鹽類巖石一般為大理巖化，而細碎屑巖則成板巖，兩者巖相、厚度變化不大。故本區(qū)礦床應(yīng)屬淺海相沉積碳酸鹽巖礦床。

4.2 找礦標志

本礦床屬淺海相沉積碳酸鹽巖礦床，賦存于下二疊統(tǒng)哲斯組地層中，其上覆地層和下伏地層分別為中侏羅統(tǒng)新民組和下二疊統(tǒng)大石寨組，故直接找礦標志為下二疊統(tǒng)哲斯組，間接找礦標志為中侏羅統(tǒng)新民組和下二疊統(tǒng)大石寨組。

5　結(jié)語

內(nèi)蒙古自治區(qū)興安盟東部以石灰?guī)r礦為原料的水泥工業(yè)較落后，而且周邊黑龍江省西南部、吉林省西北部的石灰?guī)r礦非常短缺，嚴重制約著該地區(qū)水泥工業(yè)及以石灰?guī)r礦為原料的工業(yè)發(fā)展，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需水泥基本上從外地調(diào)入，以石灰?guī)r礦為原料的工業(yè)基本沒有。每年僅水泥的需求，就給當?shù)亟煌ㄟ\輸造成很大壓力。

長期而言，水泥的需求仍然處于長期的高速增長期。在我國城鎮(zhèn)化趨勢沒有完全改變以前，水泥的需求將依然保持高增長態(tài)勢。因此，未來石灰?guī)r礦山有較好的開發(fā)前景，并能帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，促進當?shù)丶爸苓叺貐^(qū)的經(jīng)濟發(fā)展。所以，本石灰?guī)r礦山的開發(fā)不僅可以緩解該地區(qū)石灰?guī)r礦短缺的局面，并對該地區(qū)未來的發(fā)展起到作用，具有非常大的經(jīng)濟效益和社會效益。

【礦產(chǎn)資源】

【收稿日期】2014-10-27

【文章編號】1007-9386(2015)03-0025-03

【文獻標識碼】A

【中圖分類號】P619.225