寧夏中寧縣黑疙瘩溝南米缽山組灰巖成礦特征及開發利用前景

何治林

（中國建筑材料工業地質勘查中心寧夏總隊，寧夏 銀川 750021）

1 概述

寧夏地區石灰巖礦分布廣泛，資源儲量豐富，是優勢礦種之一，工業類型主要為水泥灰巖、制堿灰巖及電石灰巖。目前全區已查明的石灰巖礦床全部賦存于奧陶系中下統天景山組，在米缽山組尚未發現有滿足質量指標要求的石灰巖礦或達到可開采儲量的礦床。

為全面貫徹落實黨中央生態環保思想及政策，寧夏地區石灰巖礦雖儲量豐富，大多石灰巖礦床不能開發利用。隨著西部大開發及當地基建需要，石灰巖礦仍處于供需上升及緊張期。為探索石灰巖找礦新突破口，本文著重探討與研究米缽山組礫屑灰巖作為水泥灰巖的可能性，以提供當地經濟建設的基礎保障。

1.1 交通位置及自然地理概況

寧夏中寧縣黑疙瘩溝南米缽山組礫屑灰巖礦區（以下簡稱“調查區”）距離中寧夏縣城南東約17km?？h城至調查區有約10km 油路、7km 便道，交通較便利。

調查區大體為東西方向的一條山脊，屬低中山地貌，山勢平緩，溝谷發育。區內無常年性徑流，僅在暴雨后溝谷中有暫時性水流。調查區屬中溫帶干旱氣候區，四季變化分明，年溫差和日溫差均較大。夏季炎熱而冬季寒冷。

1.2 區域地質勘查工作

1973 年寧夏區調隊在該區進行了1／20 地質礦產野外調查工作。

2000-2002 年寧夏地質環境監測總站開展了1/5 萬中寧縣幅區域地質調查。

黑疙瘩溝一帶有多次針對奧陶系中下統天景山組石灰巖礦的系統地質工作，但無針對奧陶系米缽山組灰巖地層含礦性的評價，因此有必要對該調查區開展較系統的地質調查工作，以大致了解礫屑灰巖作為水泥用的可能性及資源量。

2 調查區地質特征

調查區區域大地構造屬于秦祁昆造山系(Ⅰ)，北祁連弧盆系(Ⅱ)，走廊弧后盆地(Ⅲ)，香山北緣前陸盆地(Ⅳ)，瀛龍山- 窯山晚古生代前陸盆地(Ⅴ)。區內構造較簡單，地層呈單斜產出，局部見有小褶曲。本區地層區劃屬華北地層大區、秦祁昆地層區、祁連- 北秦嶺地層分區、寧夏南部地層小區。區域地層情況見表1。區域地質見圖1。

表1 區域地層簡表

圖1 區域地質圖

2.1 地層

調查區基巖基本裸露,地層出露較好。分述如下：

2.1.1 下奧陶系天景山組（O1-2t）：巖性為灰- 深灰色中厚層狀灰巖，普遍含有燧石結核，結核多呈團塊狀分布，結核大小在2-8cm，局部富集呈現條帶狀，條帶寬約5-15cm。巖層總體傾向南西，傾角24-44°，厚度＞37.08m。與泥盆系地層呈斷層接觸，在斷層接觸部位出現淺肉紅色灰巖破碎帶。

2.1.2 下- 中奧陶系米缽山組（O1-2mb）：地貌上為東西向延伸的山梁，形成調查區內的最高峰。根據巖性組合特征，該組分為下段和上段。

a 下- 中奧陶系米缽山組下段（O1-2mb1）：底部巖性為淺紅- 灰白色含礫鈣質板巖，夾淺灰色薄- 中層礫屑灰巖，礫屑成分以天景山組灰巖為主，粒徑數厘米到數十厘米不等，有一定磨圓度，頂部巖性為灰紅、灰白色鈣質板巖。厚＞31.45m。與下伏天景山組呈整合接觸，為水泥灰巖礦層底板。b 下- 中奧陶系米缽山組上段（O1-2mb2）：巖性為淺灰、灰紅色中- 巨厚層礫屑灰巖，單層厚度0.5-2m 不等，偶見竹葉狀灰巖，底部偶夾灰紅色中- 厚層含細礫亮晶砂屑灰巖，調查區中西部有灰紅色、灰白色鈣質板巖夾層，夾層控制厚度42.74m。礫屑成分以天景山組灰巖為主，含極少量的紫紅色砂巖礫屑，呈接觸式膠結，粒徑以5-30cm 為主，約占90%，呈圓狀。膠結物主要以灰色碳酸鈣物質為主，少量紫紅色、灰白色泥砂質。厚119.55-810.41m。為本次評述米缽山組石灰巖礦的賦存層位。

2.1.3 泥盆系老君山組（Dl1）：巖性以砂礫巖、紫紅色厚- 中厚層鈣質中細粒長石石英砂巖、灰白- 淺灰紅色石英砂巖為主，礫石大小約為0.3-3cm，成分為灰巖。巖層傾向南西，傾角32-40°。厚＞13.09m，與上覆天景山組地層呈斷層接觸，與下伏米缽山組地層呈角度不整合接觸，為水泥灰巖礦層頂板。

2.1.4 第四系上更新統上部風積層（Qp3-2eol）：巖性以黃土為主，少量礫石、砂、粉質砂土為主，上有植被生長，厚＞1.5m。

2.2 構造

調查區構造較簡單，巖礦層呈單斜層狀產出，局部見有小褶曲，總體南西傾向，中東部微轉南東傾向，傾向145-220°，傾角25-45°。對礦層分布形態有一定控制作用的斷層有2 條，分別為F1、F2 正斷層。圖2 為調查區地質圖。

圖2 調查區地質圖

2.3 區域礦產

該區域內礦產主要為水泥用石灰巖、建筑用石料和建筑用砂，其他礦產貧乏。該地區水泥用石灰巖礦山伴隨水泥企業的成長開采已有30 年之久。暫無將米缽山組的礫屑灰巖作為水泥用的石灰巖礦。

3 礦床地質特征

3.1 礦床產出特征及質量

調查區有一層水泥用石灰巖礦，賦存于下- 中奧陶系米缽山組上段（O1-2mb2）地層中，巖性為淺灰、灰紅色中- 巨厚層礫屑灰巖，呈單斜層狀產出?？傮w走向呈東西向展布，傾角25-45°，且連續性好。礦層東西長度約2.8km，南北寬度約1.4km，控制厚度82.71-714.82m，平均310.43m。礦層地質特征見圖3。礦層礦石質量：CaO 在43.98-52.26%之間, 平均49.75%；MgO 在0.00-2.63%之間, 平均0.62%；SiO2含量2.25-12.75%，平均7.87%；fSiO2在2.12-7.65%之間，平均4.69%。礦石有害組分K2O、Na2O、SO3、Cl 偏低，礦石質量較好。

圖3 1-1′勘查線剖面圖

3.2 礦石結構、構造及礦物成分特征

礦石具礫屑結構，塊狀構造，接觸式膠結。礦石礦物成分由礫屑、砂屑、膠結物組成。礫屑成分為細晶灰巖、泥晶灰巖、砂屑灰巖和含鐵質細晶灰巖，含量約10%。膠結物成分為亮晶方解石及少量鐵質，具粒狀鑲嵌結構，將礫屑和砂屑膠結在一起，含量約12%～23%。

3.3 礦床成因

調查區內米缽山組礫屑灰巖（水泥用石灰巖）巖性為淺灰、灰紅色中- 巨厚層礫屑灰巖。礫屑灰巖分選性、磨圓度均較好，亮晶或亮泥晶膠結。該段具均一性層序，沉積厚度大。據此黑疙瘩溝南下- 中奧陶系米缽山組上段（O1-2mb2）為斜坡相顆粒流沉積亞相，為臺地前緣斜坡扇型沉積礦床。

3.4 礦床開采技術條件

該礦床開采技術條件一般，屬于中等類型。未來礦山嚴格按照綠色礦山要求建設。開采過程中應重視邊坡穩定性，采區范圍內要挖掘排洪溝，礦運道路上的必要地段埋置涵管，防止山洪、泥石流侵入。此外，要配備防塵等各項安全設施，保證生產安全。該區夏季天氣炎熱，冬季干冷，常年多風，應注意防火。礦區植被稀少。該區處于南北地震帶上，地震設防烈度為Ⅷ級，因此礦山建設和生產要注意地震活動的影響。礦床最低開采標高均在當地最低侵蝕基準面之上，礦體開采不受地下水危害。

4 調查區資源量

經預估算，調查區估算范圍1.84km2內米缽山礫屑灰巖作水泥灰巖礦石資源量約2.5 億噸（估算標高位于調查區地形最低標高以上）。考慮未來礦權設置需避開調查區中部的高壓輸電線，扣除壓覆部分資源量，可供開采資源量約1.3 億噸。預算見疊圖4。

圖4 資源量預算疊合圖

5 礦業權設置情況

截止目前，從中寧縣自然資源局獲悉，已設置采礦權1 處，劃分資源量約1000 萬噸，面積0.1051.84km2。周邊礦業權設置見圖5。

圖5 礦業權設置關系圖

6 礦石開發利用前景

寧夏的經濟發展相對落后于全國平均水平，根據全國以往發展的經驗，水泥市場潛在需求增長空間較大。隨著國家經濟建設向中西部轉移，一批重點水利工程、鐵路、公路等重點項目的實施以及城鎮化建設對水泥的需求量也隨之加大。經過探討及研究大致了解了調查區米缽山組礫屑灰巖成礦地質條件、作為水泥灰巖礦的賦存層位和礦層地質特征，對礦層的空間分布和質量變化有了初步的認識，預估算水泥用灰巖礦資源量較大、化學成分基本滿足水泥灰巖礦石質量要求、開采及運輸條件優越，具有良好的開發利用前景。寧夏針對米缽山地層礫屑灰巖，可作為后續找礦依據。