寧夏紅寺堡區青山制堿用灰巖、水泥用灰巖礦床地質特征

王曉明

（中國建筑材料工業地質勘查中心寧夏總隊，寧夏 銀川750021）

1 礦區地質特征

1.1 地層

礦區內主要出露地層為古生界奧陶系下統馬家溝組（O1m），按巖性組合劃分為三段。

第一段（O1m1）：以灰- 深灰色中- 厚層狀灰巖為主體，其次有少量含燧石結核灰巖、燧石條帶灰巖、（含）白云質灰巖，白云巖，巖性自上而下白云質成分逐漸增多，直至底部出現底板白云巖。

第二段（O1m2）：淺灰- 灰色中- 厚層狀灰巖，見有少量（含）白云質灰巖及含燧石結核灰巖。中- 厚層狀灰呈泥晶結構，塊狀構造，巖石裂隙較發育，裂隙充填泥質呈現紫紅色網紋狀，分布無規律。

第三段（O1m3）：灰- 深灰色厚層狀灰巖，其次為含燧石結核灰巖、燧石條帶灰巖，微晶結構，塊狀構造；含燧石結核灰巖、燧石條帶灰巖，主要分布于該巖性段中下部，結核大小不等（多為5～10cm）、分布雜亂，局部地段富集為條帶沿走向平行分布，間隔15～40cm，寬約10～15cm。

1.2 構造

由于受加里東運動、燕山運動和喜馬拉雅運動的影響，使古生界、中生界及新生界地層褶皺、斷裂。區域內發育多條斷層，未見到規模較大的褶皺。礦區中部北西- 南東向發育1 條隱伏斷層，該斷層將礦區分為南北兩個礦段，兩礦段地層均呈單斜層狀產出，產狀變化較大。

2 礦層地質特征

2.1 礦層特征

（1）南礦段：礦層賦存于奧陶系下統馬家溝組第二、三段，總體呈單斜層狀產出，走向為北西- 南東，南北長3000m，東西寬540m，產狀為：傾向240°～255°，傾角35°～50°。巖性主要為厚層狀灰巖、含泥質網紋灰巖，其次為含燧石結核（條帶）灰巖。該礦段含10 層礦，其中制堿灰巖5 層，水泥灰巖5 層（詳見表1）。

表1 南礦段制堿灰巖、水泥灰巖礦層厚度變化及主要化學成分

（2）北礦段：礦層賦存于奧陶系下統馬家溝組第一、二段，總體呈單斜層狀產出，走向南西- 北東，延伸長約1450m，出露寬約450m，產狀為：傾向270°～350°，傾角24°～45°。巖性主要為厚層狀灰巖、含泥質網紋灰巖，其次為含燧石結核（條帶）灰巖。該礦段含12 層礦，其中制堿灰巖7 層，水泥灰巖5 層（詳見表2）。

表2 北礦段制堿灰巖、水泥灰巖礦層厚度變化及主要化學成分

2.2 礦石特征

（1）礦石自然類型

按礦石的礦物成分、結構、構造特征劃分為：中- 厚層狀灰巖、含燧石結核灰巖兩種自然類型。

①中- 厚層狀灰巖：深灰色，粉晶- 泥晶結構，塊狀構造，單層厚度一般為20-80cm，主要由泥晶方解石組成，次為粉晶方解石,約含75-85%，含少量白云石，多呈細晶- 粉晶結構，含微量石英、泥質、褐鐵礦。

②含燧石結核灰巖：淺灰- 灰色，粉晶- 泥晶結構塊狀構造。燧石結核呈灰黑色，結核直徑多為2-15cm，大小不等，局部地段分布較密集。有用礦物主要由方解石組成，方解石含量約70%～80%。

（2）礦石化學成分

①制堿用灰巖：有益成分CaO 含量最高為55.98%，最低為49.50%，平均為54.13%。有害成分中MgO 含量最高為1.86%，最低為0.08%，平均為0.77%；SiO2含量最高為2.98%，最低為0.40%，平均為1.83%；Fe2O3含量最高為0.47%，最低為0.05%，平均為0.25%；Al2O3含量最高為0.96%，最低為0.05%，平均為0.45%；酸不溶物含量最高為2.91%，最低為0.24%，平均為2.12%。礦區12 個制堿灰巖礦層品位變化情況為：CaO 變化系數在0-2%之間，屬很均勻型；MgO 變化系數在6%-103%之間，絕大多數屬于不均勻型；SiO2變化系數在11%-50%，絕大多數屬于均勻型。制堿灰巖品位變化總體屬穩定型。

②水泥用灰巖：水泥灰巖礦石中的主要化學成分CaO 含量最高為56.21%，最低為45.60%，平均為52.61%；MgO 含量最高為3.48%，最低為0.08%，平均為1.30%；SiO2含量最高為6.30%，最低為0.55%，平均為3.41%。礦區10 個水泥灰巖礦層品位變化情況為：CaO 變化系數在0-4%之間，屬很均勻型；MgO變化系數在28%-129%之間，絕大多數屬于不均勻型；SiO2變化系數在15%-63%，絕大多數屬于均勻型。水泥灰巖礦層品位變化總體屬均勻型。

3 礦層頂底板及夾石

礦區南段ZJ1 礦層為頂部第一層礦，北段SN10 礦層為底部最后一層礦，頂部礦層的頂板為奧陶系中下統米缽山組，分布于礦區中西部，頂板上部巖性主要為青深灰色中- 厚層狀含砂屑灰巖，中部夾有薄層含燧石結核灰巖，下部主要為黃黑色頁巖；中間各礦層是以其品位含量不同分別按制堿和水泥灰巖的指標要求而圈定，各礦層一般呈制堿、水泥灰巖交替互層產出，中間礦層既是上一礦層的底板又是下一礦層的頂板，如：南段ZJ2 礦層，其頂板為SN1 礦層底部中厚層灰巖及少量含燧石結核灰巖，其底板為SN2 礦層頂部中- 厚層狀灰巖及少量含燧石結核灰巖；最底部礦層的底板為奧陶系馬家溝組下統第一巖性段底部的淺灰- 灰黃色中厚層狀灰質白云巖和白云巖。

4 礦床成因

礦區內馬家溝組地層巖性特征為：下部為灰色塊狀- 中厚層狀粉晶團粒灰巖，偶含硅質結合；中部為深灰色塊狀- 厚層狀泥質網紋灰巖；上部為灰色塊狀泥質網紋灰巖，頂部見薄層灰巖，硅質結合較發育，局部富集呈硅質條帶。該地層巖性上自上而下硅質成分逐漸減少，巖相基本穩定，以碳酸鹽沉積為主，且含頭足類、腹足類、腕足類海相動物化石。由此推斷，該礦床屬淺海相沉積礦床。