扎賚特旗巴達爾胡水泥灰巖礦地質特征及成因探討

張云學

中國建筑材料工業地質勘查中心內蒙古總隊 呼和浩特 010020

內蒙古自治區東部石灰巖礦資源匱乏，扎賚特旗是內蒙古東部石灰巖礦的主要產地。巴達爾胡水泥灰巖礦是該區石灰巖礦之一。

1.區域地質概況

本區地層區劃古生代地層區劃屬華北地層大區（V）、內蒙古草原地層區（V3）、烏蘭浩特——哈爾濱地層分區（V33）；中、新生代屬濱太平洋地層區（5）、大興安嶺——燕山地層分區（51）、烏蘭浩特——赤峰地層小區（513）。出露地層有古生界石炭系——二疊系下二疊統——上石炭統寶力高廟組（CPbl）；二疊系下統大石寨組（Pds）及哲斯組（Pzs）；中生界侏羅系上統白音高老組（Jb）；白堊系上統大磨拐河組（Kd）；新生界第四系全新統（Q4）。

本區處于李四光劃分的東北新華夏的構造體系第三隆起帶——大興安嶺隆起帶的東緣。構造線方向明顯展示為北東向和北北東向。

由于新華夏系構造體系的追蹤和繼承活動強烈、普遍，而使有的地段的新華夏構造體系形跡帶有華夏系構造的特征，特別是北西向張扭性斷層尤為顯著。但總體看來，華夏系構造帶的走向為NE40°左右。新華夏系構造帶的走向為NNE25°左右。區內既有褶皺構造，也有斷裂構造，褶皺有大神山背斜，斷層有巴彥套海——好斯臺沖斷層。

2.礦床特征

2.1 地層

巴達爾胡水泥灰巖礦位于李四光劃分的東北新華夏的構造體系第三隆起帶——大興安嶺隆起帶的東緣。地層屬古生界二疊系下統哲斯組（Pzs），巖性主要以灰色含生物碎屑灰巖為主夾安山質凝灰熔巖、安山玢巖、細砂巖、角礫巖及變質粉砂巖等，總厚度大于718m。根據巖性特征，巴達爾胡水泥灰巖礦區內二疊系下統哲斯組（Pzs）地層劃分為六個巖性段，從下到上分述如下：

（1）一巖段（Pzs1）條帶狀結晶灰巖，為Ⅰ號礦體的賦存巖段。Ⅰ號礦體平行整合于二疊系下統大石寨組（Pds）地層之上，平均厚度274.19m。

（2）二巖段（Pzs2）厚層變質粉砂細砂巖，其次為粉砂泥質板巖、安山質凝灰熔巖、蝕變安山玢巖、細砂巖。各巖層呈整合接觸關系，平均厚度大于170.90m。

（3）三巖段（Pzs3）泥晶亮晶生物屑灰巖夾含硅質條帶灰巖。二者整合接觸于二巖段之上。

本巖段為Ⅱ號礦體Ⅱ-1礦層的賦存巖段，平均厚度71.45m。

（4）四巖段（Pzs4）含硅質條帶灰巖，與下伏三巖段呈整合接觸關系，平均厚度98.00m。

（5）五巖段（Pzs5）亮晶生物屑灰巖，與下伏四巖段呈整合接觸關系。

本巖段為Ⅱ號礦體Ⅱ-2礦層的賦存巖段，平均厚度66.00m。

（6）六巖段（Pzs6）薄層變質粉砂細砂巖，其次為泥質板巖、泥質粉砂巖，各巖層整合接觸于五巖段之上，上限不清，厚度不詳。

2.2 構造

礦區構造較復雜，經花崗閃長斑巖侵入破壞，礦體的整體性及連續性被分割破壞，但就Ⅰ、Ⅱ號礦體賦存的巖段地質特征而言，構造較簡單，未見褶皺與斷裂。巖層呈單斜產出，巖層總體走向北東～南西向，傾向141°～209°，傾角25°～60°。礦區地質概況見圖1。

2.3 礦體特征

本礦區礦層賦存于二疊系下統哲斯組一巖段（Pzs1）、三巖段（Pzs3）和五巖段（Pzs5），受后期構造的破壞及巖漿的侵入分割，二疊系下統哲斯組（Pzs）石灰巖礦層分三處展布。根據礦層賦存的不同巖段及展布位置，礦區內確定了兩個礦體，編號為Ⅰ、Ⅱ號礦體。Ⅱ號礦體分為上下兩個礦層，編號分別為Ⅱ-1、Ⅱ-2號

礦層。現將各礦體展布位置、礦體特征、質量及品位變化情況等分述如下：

（1）Ⅰ號礦體

展布于礦區的北部，控制長度為350.00米，寬度525.00m，平均厚度274.19米，厚度變化系數58.63%，礦體厚度穩定程度屬較穩定型。礦體形態為單斜產出的層狀礦體，傾向180°左右，傾角45°左右。

（2）Ⅱ號礦體

展布于礦區的南部，控制長度為400.00米，寬度173.00m，厚度68.75米，厚度變化系數33.95%，礦體厚度穩定程度屬穩定型。礦體形態為單斜產出的層狀礦體，傾向180°左右，傾角50°左右。

圖1 巴達爾胡水泥灰巖礦礦區地質略圖

2.4 礦石特征

水泥灰巖礦是碳酸鹽類為主的淺海相沉積地層，根據礦石結構、構造及礦物成分將礦石劃分為三種自然類型。

（1）Ⅰ號礦體礦石自然類型為條帶狀結晶灰巖：灰色，泥粉晶結構，層理構造。礦物成分由方解石（含量98%）和少量有機質組成。

礦體礦石主要有益組分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%。

樣品經組合分析，SiO2含量最低0.69%，最高7.66%，平均2.66%。Al2O3含量0.06%～0.29%，平均含量0.21%；Fe2O3含量0.08～0.15%，平均含量0.10%；K2O含量0.03～0.05%，平均含量0.04%；Na2O含量0.021%～0.024%，平均含量0.023%；SO3含量0.009%～0.033%，平均含量0.026%；Cl－含量0.0031%～0.0044%，平均含量0.0037%；燒失量41.79%～42.27%，平均含量42.22%。

（2）Ⅱ-1礦層礦石自然類型為泥晶亮晶生物屑灰巖，顏色呈淺灰色，泥晶亮晶生物屑結構，條紋構造，主要礦物成分為方解石（含量99%），含少量泥質，偶見硅質。巖石由碎屑和膠結物組成。

（3）Ⅱ-2礦層礦石自然類型為亮晶生物屑灰巖，顏色淺灰色，亮晶生物屑結構，條紋構造。主要礦物成分為方解石（含量99%），含少量泥質、硅質。巖石由碎屑和膠結物組成。9%），含少量泥質，偶見硅質。巖石由碎屑和膠結物組成。

Ⅱ號礦體礦石主要有益組分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%。

樣品經組合分析，SiO2含量最低0.30%，最高6.34%，平均1.51%；Al2O3含量0.151%～0.20%，平均含量0.177%；Fe2O3含量0.06%～0.13%，平均含量0.086%；K2O含量0.0146～0.0364%，平均含量0.028%；Na2O含量0.016%～0.024%，平均含量0.0212%；SO3含量0.012%～0.053%，平均含量0.039%；Cl-含量0.0029%～0.0043%，平均含量0.0036%；燒失量41.73%～42.98%，平均含量42.39%。

經分析計算，Ⅰ、Ⅱ號礦體主要有益有害組分品位變化系數如下：Ⅰ號礦體CaO為2.24%，MgO為0.85%，SiO2為39.17%；Ⅱ號礦體CaO為2.48%，MgO為102%，SiO2為65.27%。從以上所計算的品位變化系數可看出，兩個礦體CaO含量均勻，Ⅱ號礦體MgO含量不均勻，SiO2含量不均勻。Ⅰ、Ⅱ號礦體內部結構復雜程度均為中等。

2.5 礦體圍巖、夾石（層）

（1）Ⅰ、Ⅱ號礦體均賦存于二疊系下統哲斯組（Pzs）：

Ⅰ號礦體頂板為白堊系下統大磨拐河組（Kd）次生石英巖：淺白色，粒狀變晶結構，塊狀構造，巖石由硅質大于95%組成，其間分布少量絹云母和鐵泥質。

底板為二疊系下統大石寨組（Pds）淺綠色安山玢巖：變斑狀結構，定向流動構造。巖石由變斑晶和基質組成，此外，有較多的磁鐵礦。

Ⅱ號礦體頂板為二疊系下統哲斯組六巖段（Pzs6）薄層變質粉砂細砂巖。

底板為二疊系下統哲斯組三巖段（Pzs3）泥晶亮晶生物屑灰巖夾含硅質條帶灰巖。

（2）礦體內夾層較多，Ⅰ、Ⅱ號礦體共圈出夾層13個，均為不連續的似層狀夾層，其中11個夾層巖性為含硅質條帶生物屑灰巖和單樣質量達不到工業指標要求的泥晶亮晶生物屑灰巖，2個夾層巖性為花崗閃長斑巖脈，厚度較小。

3.礦床成因探討

本區屬碳酸鹽巖為主的淺海相沉積巖，組成含礦建造的主要巖石類型為石灰巖以及砂礫巖、硅質巖等。

（1）早二疊世早期海水侵進華北陸臺北緣東西向邊緣海盆，在該區沉積了早二疊世早期的淺海碎屑巖相地層，上部屬陸相，部分地區變為中性熔巖及其凝灰巖和硅質巖及酸性巖，形成陸相火山巖及湖相碎屑巖組合，之后連續沉積了哲斯組的砂礫巖、生物碎屑灰巖、硅質巖。

本區泥晶亮晶生物碎屑灰巖是海相碳酸鹽巖建造中最常見的一種石灰巖，是水動力極弱的條件下化學或生物化學沉積的產物。是良好的水泥用石灰巖。

（2）巖層普遍受低級區域變質作用。碳酸鹽類巖石一般為大理巖化，而細碎屑巖則成板巖，巖相和厚度變化不大。

[1]陶維屏，孫祁等.中國非金屬礦床成礦系列.地質出版社，1994.12

[2]內蒙古自治區地質礦產局.內蒙古自治區區域地質志.地質出版社，1982.7