淺談內蒙古自治區阿拉善左旗巴興圖水泥用石灰巖礦礦層及礦石質量特征

霍高普 張晨威

（中國建筑材料工業地質勘查中心寧夏總隊，寧夏 銀川 750021）

巴興圖位于巴彥浩特鎮180°方位，直距90km，行政隸屬阿拉善左旗嘉爾嘎勒賽漢鎮管轄。

1 區域地質

依據1996 年《全國地層多重劃分對比研究》內蒙古自治區巖石地層資料，該區域地層古生界劃屬華北地層大區（Ⅴ），秦祁昆地層區（Ⅴ1），祁連- 北秦嶺地層分區（Ⅴ12），北祁連地層小區（Ⅴ12-1）。中、新代地層劃屬阿拉善地層區（2）、潮水地層分區（22）。

礦區地處賀蘭山南段，大地構造位置屬北祁連加里東褶皺帶東北緣，曾歷經多次構造變動，地質構造較為復雜。區內發育較大傾伏背斜及褶皺，軸向多為近東西向或北東向，具有褶皺緊密、兩翼巖層傾角陡且不對稱等特點，兩翼地層常被不同性質的斷層切割，導致其地層展布形態不對稱。

2 礦層特征

礦區內礦層總體呈單斜產出，地層傾向270～20°，傾角45～85°。本次共劃分圈定3 個礦層，按地層由老到新依次編號為K1、K2 和K3，其中K1 礦層賦存于寒武系中統香山群第一巖性段第二層（∈2x1-2）；K2 礦層賦存于第一巖性段第四層（∈2x1-4）；K3 礦層賦存于第二巖性段第二層（∈2x2-2）。三個礦層均位于礦區東部。K1 礦層為底部礦層，K2 礦層位于K1 礦層北側，間距約70m 左右，K3 礦層位于K2 礦層北側，間距約330m。

K1 和K2 礦層品位較高、夾石少，分布連續性較好、出露規模較大，為礦區主要礦層。各礦層特征見表1。

表1 各礦層特征一覽表

參照有關規范確定礦層厚度穩定程度標準為：變化系數≤40%為穩定礦層；變化系數40%～70%者為較穩定；變化系數≥70%為不穩定礦層。

3 礦石質量

3.1 礦石的結構、構造及礦物成分

根據野外觀察，結合巖礦鑒定報告，礦石主要呈微晶、粉晶- 微晶結構；塊狀構造、條帶- 層狀構造。

礦石的主要礦物成分有方解石、內碎屑、生物屑及少量石英、金屬礦物及鐵質組成。

方解石：呈不規則粒狀分布，以微晶為主，局部重結晶呈亮晶顆粒，亮晶方解石普遍發育一組或兩組菱面體解理，含量80-95%。

內碎屑：呈橢圓狀及塑性變形狀，其內被泥晶及微晶方解石充填，邊界大多不清，不均勻分布于方解石中，約占2-25%。

生物屑：呈近圓狀，內部結構大多保留不清，普遍被單晶方解石充填，零星散布，約占2-3%。

石英：呈不規則粒狀，無色透明，具一級灰干涉色，零星散布，約占1-5%。

金屬礦物：呈不規則粒狀，零星可見。

鐵質：呈浸染狀及星散狀，局部可見。

3.2 礦石化學成分特征

根據礦區采集的基本分析樣品1206 件統計。K1 礦層依據單工程加權平均品位統計得出：CaO 為50.23～52.65%，平均51.45%；MgO 為0.29%～1.03%，平均0.73%；SiO2為3.44%～6.48%，平均4.59%；fSiO2為2.05%～5.08%，平均3.03%。礦層主要組分品位變化系數分別為：CaO 為3.31%，分布很均勻；MgO 為105.12%，分布很不均勻；fSiO2為38.71%，分布均勻。礦層品位沿走向CaO 含量因MgO、fSiO2含量高低變化而呈負相關小幅變化，總體質量較穩定；選擇11 和12勘查線地表和深部單工程品位對比得出，礦層沿傾向從地表到深部CaO 含量有所增加，MgO 含量有所減少，fSiO2含量變化較小，深部礦石質量較地表略好。K2 礦層依據單工程加權平均品位統計得出：CaO 為50.43 ～52.36%，平均51.41%；MgO 為0.30%～1.25%，平均0.65%；SiO2為3.43%～5.48%，平均為4.57%；fSiO2為2.24%～3.92%，平均2.82%。礦層主要組分品位變化系數分別為：CaO 為3.83%，分布很均勻；MgO 為88.20%，分布不均勻；fSiO2為41.37%，分布不均勻。礦層品位沿走向CaO含量因MgO、fSiO2含量高低變化而呈負相關小幅變化，總體質量較穩定。選擇1、10、11 及12 勘查線地表和深部單工程品位對比，礦層傾向上主要組分變化趨勢不明顯。K3 礦層依據單工程加權平均品位統計得出：CaO 為49.38～51.30%，平均50.48%；MgO 為0.42%～1.34%，平均1.03%；SiO2為4.58%～6.90%，平均5.58%；fSiO2為3.15%～4.75%，平均3.75%。

礦層主要組分品位變化系數分別為：CaO 為5.90%，分布很均勻；MgO 為91.94%，分布不均勻；fSiO2為68.45%，分布不均勻。礦層品位沿走向CaO 含量因MgO、fSiO2含量高低變化而呈負相關小幅變化，總體質量較穩定；選擇3 和13 勘查線地表和深部單工程品位對比得出，礦層傾向上主要組分變化趨勢不明顯。

綜上所述，礦區內各礦層有益組分CaO 含量變化區間較小，分布很均勻；有害組分MgO 和fSiO2含量變化區間較大，MgO 分布不均勻- 很不均勻，fSiO2分布均勻- 不均勻。當礦層有益組分CaO 含量較高時，有害組分MgO 和SiO2含量則較低，二者之間呈負相關關系。礦床礦石質量沿走向變化較小，質量較穩定；礦石質量沿傾向變化趨勢不明顯。

3.3 礦石自然類型

根據礦石的礦物成分、結構、構造特征，結合礦石宏觀特征將礦區內礦石劃分為中厚層微晶灰巖、礫屑灰巖和條帶灰巖三種自然類型。

3.3.1 中厚層微晶灰巖

為礦區內主要礦石類型，廣泛分布于K1 和K3 礦層，礦石一般呈淺灰- 灰色，微晶- 粉晶結構，中厚層狀構造。主要由方解石組成，方解石大部分粒度在小于0.03mm，呈微晶狀。

3.3.2 礫屑灰巖

為礦區內主要礦石類型，主要分布于K2 礦層,K1 礦層見少量，礦石一般呈淺灰- 深灰色，礫屑、微晶- 粉晶結構，層狀構造。主要由方解石及礫屑組成，方解石大部分粒度在小于0.03mm，呈微晶狀，礫屑不均勻順層斷續散布。

3.3.3 條帶狀灰巖

為礦區次要礦石類型，K3 礦層局部可見，礦石呈灰- 深灰色，微晶- 泥晶結構，條帶狀構造。條帶多為灰黃色，礦石主要由泥晶- 微晶方解石組成。

4 礦床成因及找礦標志

礦區為一套以碳酸鹽巖為主的沉積，碳酸鹽巖中普遍發育條紋- 條帶構造，屬浪基面之下的深水沉積。發育條紋- 條帶構造的碳酸鹽巖中發育有同期變形構造- 滑陷構造，表現為巖層發育有一系列彎曲程度不等的“褶皺”，即滑塌褶皺。局部巖層可見拉裂現象，剪切面或重力斷層，尚見角礫巖化現象，可見存在滑塌沉積。礦區內礦石主要類型為中厚層微晶灰巖和礫屑灰巖，含礦層厚度不大，多呈透鏡狀或似層狀產出，礫屑與填隙物成分基本一致的礫屑灰巖屬滑塌角礫巖。滑塌沉積是指示斜坡帶的可靠相標志，因而認為礦區屬臺地前緣斜坡相沉積礦床，屬上斜坡環境。

該地區石灰巖礦床主要賦存于寒武系中統香山群中，含礦層一般厚度不大、規模較小，多呈透鏡狀或似層狀產出，地貌上常為山梁。

5 結論

石灰巖是地殼中分布最廣的礦產之一，是主要由方解石礦物組成的碳酸鹽巖，通常用作礦物原料的商品被稱為石灰石，在建筑、冶金、化工、輕工、食品、石油、農業等諸多領域中具有廣泛的用途，是水泥工業的重要原料[2]。

巴興圖水泥用石灰巖在能耗成本允許的條件下，提高生料的細度，可以改善生料的易燒性能。所以巴興圖礦區水泥用石灰巖礦石的易磨性及易燒性在正常范圍之中，能夠滿足2500t/d熟料新型干法水泥生產線的技術和質量要求，只要合理搭配礦石，并進行質量監控，可生產出合格的普通硅酸鹽水泥。

采用阿拉善左旗瀛海建材有限責任公司水泥廠生產工藝，可以生產達到或高于國家標準的普通硅酸鹽水泥（32.5R、42.5R）、復合硅酸鹽水泥（32.5R）。

建議應充分合理地開發利用礦石資源，對原料配料方案進行深入研究，調整原料配料比例，使礦區石灰巖礦石與其它原料配比更趨合理，力爭生產出低堿高標號水泥。