烏魯木齊市井溝礦區石灰巖礦床地質特征成因分析

隆云

（中國建筑材料工業地質勘查中心新疆總隊， 烏魯木齊 830002）

摘要：石灰巖礦體賦存于上石炭統祁家溝組下亞組（C2qa）地層中，按其礦體自然出露形態的分布情況，礦體間的上下礦層分布情況，求得水泥用石灰巖礦石（331）+（332）+（333）保有資源量5155.43萬噸；探明的內蘊經濟資源量（331）757.89萬噸。

關鍵詞：單斜構造； 石灰巖； 地質特征； 礦體成因

1 區域地質特征

1.1 區域地層。區域地層多呈似層狀，北東—南西方向延伸。地層按巖性組合、生物群和沉積旋迥，可劃分出石炭系、二疊系地層，與本次石灰巖礦有關的主要地層特征如下：

2.1.3.1 上石炭統祁家溝下亞組（C2qa）。主要分布在區內的中部一帶，近北北東向呈長條帶狀分布。出露的巖性主要為黑灰色中厚層灰巖夾灰綠色鈣質粉砂巖、厚層灰巖與黑色薄層凝灰質粉砂巖不均勻互層、泥質粉砂巖等組成。與下伏柳樹溝組（C2l）呈整合接觸，與上覆祁家溝上亞組（C2qb）呈整合接觸。厚度194～302m。

2.1.3.2 上石炭統祁家溝上亞組（C2qb）。主要分布在區內的中部一帶，近北北東向呈長條帶狀分布。出露的巖性主要為黑灰色中厚層凝灰質粉砂巖、灰黑色粉砂巖夾中粒長石硬砂巖、粉砂質泥巖及不穩定生物灰巖、灰色厚層鈣質長石質硬砂巖、富含腕足，植物化石等組成。與下伏下亞組（C2qa）呈整合接觸，與上覆石人溝組（C2sh）呈整合接觸。厚度180～324m。

1.2構造。區域大地構造位置屬于博格多復背斜（西端）的北翼，總體呈北東向延伸的單斜構造，其內部有次一級的小褶皺。區內斷層主要分布在東部上石炭地層中，但對礦區影響不大。

1.3巖漿巖。區內僅見晚石炭紀淺成侵入巖，且分布較少。

1.4礦產。區域內除分布有石灰巖資源外，未發現其它有價值的礦產資源。

2 礦區地質特征

2.1地層。礦區出露地層有上石炭統祁家溝組下亞組（C2qa）、上石炭統祁家溝組上亞組（C2qb）由老到新分述如下：

3.1.1.1 上石炭統祁家溝組下亞組（C2qa）。分布于礦區南部，是礦區內的主要地層，由紫紅色角礫晶屑巖屑凝灰巖、灰綠色含生物碎屑細砂巖夾灰白色生物碎屑灰巖、灰白色生物碎屑灰巖組成，礦區內按巖性大致可分為三層，現主要巖性分布特征介紹如下：a、第一層紫紅色角礫晶屑巖屑凝灰巖[C2qa-1]：呈北北東向分布于礦區東北部和東南部，東北部和東南部已延出礦區。中東部部分被第四系覆蓋，西部該組第二層[（C2qa-2]整合與該層之上。b、 第二層灰黑色、灰綠色細砂巖夾生物碎屑灰巖[C2qa-2]：呈北北東向分布于礦區東北部和東南部，北部，東部，南部均延出礦區，與上、下覆地層呈整合接觸。產狀300～320°∠20～28°，在礦區內呈單斜層狀產出。c、第三層灰色、深灰色燧石結核條帶狀生物碎屑灰巖、微晶生物碎屑灰巖[C2qa-3]：呈北北東向分布于礦區，總體產狀300～320°∠20～35°。在礦區內均呈單斜層狀產出，與上覆、下伏地層呈整合接觸。

3.1.1.2 上石炭統祁家溝組上亞組（C2qb）。該層為礦體的頂板，呈北北東向分布于礦區西北部和中西部，西部、北部均延出礦區，與下伏上石炭統祁家溝組下亞組（C2qa）地層呈整合接觸。礦區內呈單斜層狀產出，產狀290～320°∠18～30°。巖石組成為灰黑色凝灰質細砂巖，細粒結構，塊狀構造，主要由碎屑、膠結物組成。碎屑為長石、石英、巖屑等，部分呈次棱角狀-次園狀，部分呈棱角狀-尖棱角狀，粒徑0.25～0.125mm，長石為斜長石，約占70%，巖屑為凝灰巖、生物碎片，少量黑云母；膠結物為泥質，分布于碎屑之間，約占30%。巖石地表風化嚴重，較為破碎。

2.2構造。礦區所在大地構造位置屬博格多復背斜（西端）的北翼，總體呈北東向-南西向延伸的單斜構造。未見有褶皺構造，斷層分布在礦區南部的上石炭統祁家溝地層中。

2.3巖漿巖。礦區內晚石炭紀淺成侵入巖較為發育，且分布面積較大，對微晶生物碎屑灰巖層的形態、產狀、分布規律等特征影響較大，但對礦體的礦石質量變化情況影響不大。

2.4礦區礦產。礦區內除分布有石灰巖資源外，未發現其它有價值的礦產資源。

3 礦體地質特征

3.1礦體形態、規模。石灰巖礦體賦存于上石炭統祁家溝組下亞組（C2qa）地層中，按其礦體自然出露形態的分布情況，礦體間的上下礦層分布情況，劃分為五個礦體，礦體總體走向為北北東向，礦區內呈單斜層狀產出，產狀290～320°∠18～30。截止到2014年12月31日，估算在1370～1885m的標高之間，共求得水泥用石灰巖礦石（331）+（332）+（333）保有資源量5155.43萬噸；探明的內蘊經濟資源量（331）757.89萬噸， 控制的內蘊經濟資源量（332）1216.51萬噸，推斷的內蘊經濟資源量（333）3181.03萬噸。 總剝采比0.20：1。

3.2礦石質量：（1）礦石的自然類型及巖性特征。從整個礦區來看，礦石自然類型較為單一，為淺灰色微晶生物碎屑灰巖，詳細描述如下：呈淺灰～灰色，生物屑結構，塊狀構造。礦石由生物碎屑（70%）、方解石膠結物（30%）及少量的內碎屑組成。內碎屑呈次棱角狀，粒徑<0.6～0.1mm的砂屑為主，成分為泥晶灰巖；生物碎屑呈碎片狀，部分形態完整，粒徑0.1～2.0mm，種屬有海百合莖（具單晶結構）、藻類、苔蘚蟲等生物碎片，殼體成分為方解石；膠結物為微晶方解石，粒徑<0.03mm，分布于碎屑之間。巖石中有少量不規則狀微裂隙，內充填碳酸鹽，寬約0.1～0.2mm。（2）礦石的化學組分。根據基本分析和組合分析成果，礦區礦石的化學組分加權平均值為：CaO48.61%、MgO 0.78%、SiO2 10.17%、Al2O3 1.13%、Fe2O3 0.53%、K2O 0.17%、Na2O 0.16%、SO3 0.05%、Cl- 0.0048%、燒失量 37.60%、fSiO2 9.15%。

3.3 礦石品級。根據中華人民共和國地質礦產行業標準（DZ/T0213—2002）《冶金、化工石灰巖及白云巖、水泥原料礦產地質勘查規范》中水泥原料礦一般工業指標，礦體中的礦石質量均達到了質量要求。

3.4 礦體圍巖及夾層。底板圍巖與礦層界線主要依據燧石質結核的分布，界線基本清楚。

礦體夾層較少，夾層分布延伸基本穩定。

4 礦床成因分析

礦區內巖石組合主要為晶屑巖屑凝灰巖、含生物碎屑細砂巖夾生物碎屑灰巖、生物碎屑灰巖、凝灰質細砂巖等；其巖石呈次棱角-次圓狀，以次圓狀為主，雜基含量低，其結構成熟度高；在生物碎屑灰巖中含海百合莖（具單晶結構）、藻類、苔蘚蟲等，除部分保存完好外，部分呈碎片；說明礦區內巖石組合為一套海相沉積環境，因此，本石灰巖礦床為海相沉積成因。