巴達爾胡礦區水泥用石灰巖礦地質特征及礦床成因

孫澤晨（中國建筑材料工業地質勘查中心內蒙古總隊，內蒙古 呼和浩特 010010）

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巴達爾胡礦區水泥用石灰巖礦地質特征及礦床成因

孫澤晨
（中國建筑材料工業地質勘查中心內蒙古總隊，內蒙古 呼和浩特 010010）

【摘 要】本文綜述了巴達爾胡礦區水泥用石灰巖礦的賦存層位、礦體形態、產狀及規模，礦石物質組成、結構、構造、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。

【關鍵詞】石灰巖；地質特征；成因；巴達爾胡

巴達爾胡礦區水泥用石灰巖礦位于內蒙古自治區興安盟扎賚特旗巴達爾胡鎮，該區交通條件較為便利，礦石質量較好。

1　區域地質背景

該地區大地構造單元屬于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。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。

本區地層屬華北地層大區(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)。區內出露地層有古生界石炭系—下二疊統—上石炭統新生組(C3-P1x)；下二疊統壽山溝組(P1ss)、大石寨組(P1ds)及哲斯組(P1zs)；中生界中侏羅統新民組(J2x)及白音高老組(J3b)；新生界第四系全新統(Q4)。

本區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、白崗質花崗巖、花崗閃長巖。按侵入關系、巖漿旋回、絕對年齡、構造、化學成分、副礦物組合，并結合臨區對比，將區域內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　礦區地質概況

2.1 地層

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

巴達爾胡礦區地質簡圖

(1) 下二疊統哲斯組(P1zs)。

分布于礦區的西部及北部，呈南西—北東向展布。屬碳酸鹽類為主的淺海相沉積地層，是勘查區的含礦層位，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＞718m。根據區域資料表明，與下伏地層呈平行不整合接觸。根據巖性組合特征，哲斯組地層劃分為六個巖性段，現從下到上分述如下：

第一巖段(P1zs1)：巖性為灰色條帶狀結晶灰巖。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板巖、灰綠色安山質凝灰熔巖、暗黃色安山玢巖、淺青灰色細砂巖，各巖層呈整合接觸關系。

第三巖段(P1zs3)：巖性為淺灰色泥晶亮晶生物碎屑灰巖夾灰黑色含硅質條帶灰巖。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條帶灰巖，與下伏三巖段呈整合接觸關系。

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

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

(2) 中侏羅統新民組(J2x)。

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

(3) 第四系全新統(Q4)。

廣泛分布在礦區的地勢低洼地帶，巖性為殘坡積物及腐植土等。

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、Ⅲ號礦體賦存的巖段地質特征而言，構造較簡單，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°。

2.3 侵入巖

礦區內侵入巖主要為燕山期早期侵入巖(γπ52d)，規模較小，分布在礦區中西部，巖性為花崗閃長斑巖。

花崗閃長斑巖：黃褐色，斑狀結構，塊狀構造。巖石由斑晶(30%～35%)和基質(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?；|為隱晶長石、石英，構成均一的顯微球粒結構和顯微文象結構。

2.4 脈巖

礦區內脈巖比較發育，主要為花崗閃長斑巖、變質石英閃長玢巖、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，斑狀結構，塊狀構造，寬度3～5m，呈近南北延伸，兩端被第四系殘坡積物覆蓋。

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

強蝕變細粒閃長巖：灰綠色，塊狀構造，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，變中細粒粒狀結構，塊狀構造，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　礦床地質特征

3.1 礦體形態、產狀及規模

礦區礦層賦存于下二疊統哲斯組一巖段(P1zs1)、三巖段(P1zs3)和五巖段(P1zs5)，受后期構造的破壞及巖漿的侵入分割，哲斯組(P1zs)石灰巖礦層分四處展布。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哲斯組第一巖段(P1zs1)地層中，礦體平行整合于下二疊統大石寨組(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，礦體形態為單斜產出的層狀礦體，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，礦體形態為單斜產出的層狀礦體，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哲斯組第三巖段(P1zs3)，Ⅲ-2礦層賦存于下二疊統哲斯組第五巖段(P1zs5)地層。礦體展布于礦區的南部，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，礦體形態為單斜產出的層狀礦體，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晶灰巖：灰色，晶粒結構，條帶狀構造。礦物成分由方解石和少量有機質組成，方解石含量＞98%，有機質＜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晶灰巖：灰色，晶粒結構，條帶狀構造。礦物成分由方解石和少量有機質組成。方解石含量＞98%，有機質＜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巖，顏色呈淺灰色，泥晶亮晶生物碎屑結構，條紋構造，主要礦物成分為方解石，含量＞99%，次之為少量泥質，偶見硅質，巖石由碎屑和膠結物組成。Ⅲ-2礦層礦石自然類型為亮晶生物碎屑灰巖，顏色淺灰色，亮晶生物碎屑結構，條紋構造。主要礦物成分為方解石，含量＞99%，次之為少量泥質、硅質。

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，與正常碎屑巖交替出現，反映出火山噴溢、噴發的間歇性，之后連續沉積了哲斯組的砂礫巖、生物碎屑灰巖、硅質巖，含豐富的蜓類、腕足類、珊瑚等化石。

綜上所述，本區地層為淺海相沉積，自下而上為粉砂粘土巖—碳酸鹽(大理巖)—粉砂泥質巖。沉積物由粗—細—粗，構成兩個不完整的沉積旋回。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，兩者巖相、厚度變化不大。故本區礦床應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，賦存于下二疊統哲斯組地層中，其上覆地層和下伏地層分別為中侏羅統新民組和下二疊統大石寨組，故直接找礦標志為下二疊統哲斯組，間接找礦標志為中侏羅統新民組和下二疊統大石寨組。

5　結語

內蒙古自治區興安盟東部以石灰巖礦為原料的水泥工業較落后，而且周邊黑龍江省西南部、吉林省西北部的石灰巖礦非常短缺，嚴重制約著該地區水泥工業及以石灰巖礦為原料的工業發展，工農業生產所需水泥基本上從外地調入，以石灰巖礦為原料的工業基本沒有。每年僅水泥的需求，就給當地交通運輸造成很大壓力。

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勢。因此，未來石灰巖礦山有較好的開發前景，并能帶動相關產業的發展，促進當地及周邊地區的經濟發展。所以，本石灰巖礦山的開發不僅可以緩解該地區石灰巖礦短缺的局面，并對該地區未來的發展起到作用，具有非常大的經濟效益和社會效益。

【礦產資源】

【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