寧夏紅寺堡區(qū)青山制堿用灰?guī)r、水泥用灰?guī)r礦床地質特征

王曉明

（中國建筑材料工業(yè)地質勘查中心寧夏總隊，寧夏 銀川750021）

1 礦區(qū)地質特征

1.1 地層

礦區(qū)內主要出露地層為古生界奧陶系下統(tǒng)馬家溝組（O1m），按巖性組合劃分為三段。

第一段（O1m1）：以灰- 深灰色中- 厚層狀灰?guī)r為主體，其次有少量含燧石結核灰?guī)r、燧石條帶灰?guī)r、（含）白云質灰?guī)r，白云巖，巖性自上而下白云質成分逐漸增多，直至底部出現(xiàn)底板白云巖。

第二段（O1m2）：淺灰- 灰色中- 厚層狀灰?guī)r，見有少量（含）白云質灰?guī)r及含燧石結核灰?guī)r。中- 厚層狀灰呈泥晶結構，塊狀構造，巖石裂隙較發(fā)育，裂隙充填泥質呈現(xiàn)紫紅色網(wǎng)紋狀，分布無規(guī)律。

第三段（O1m3）：灰- 深灰色厚層狀灰?guī)r，其次為含燧石結核灰?guī)r、燧石條帶灰?guī)r，微晶結構，塊狀構造；含燧石結核灰?guī)r、燧石條帶灰?guī)r，主要分布于該巖性段中下部，結核大小不等（多為5～10cm）、分布雜亂，局部地段富集為條帶沿走向平行分布，間隔15～40cm，寬約10～15cm。

1.2 構造

由于受加里東運動、燕山運動和喜馬拉雅運動的影響，使古生界、中生界及新生界地層褶皺、斷裂。區(qū)域內發(fā)育多條斷層，未見到規(guī)模較大的褶皺。礦區(qū)中部北西- 南東向發(fā)育1 條隱伏斷層，該斷層將礦區(qū)分為南北兩個礦段，兩礦段地層均呈單斜層狀產(chǎn)出，產(chǎn)狀變化較大。

2 礦層地質特征

2.1 礦層特征

（1）南礦段：礦層賦存于奧陶系下統(tǒng)馬家溝組第二、三段，總體呈單斜層狀產(chǎn)出，走向為北西- 南東，南北長3000m，東西寬540m，產(chǎn)狀為：傾向240°～255°，傾角35°～50°。巖性主要為厚層狀灰?guī)r、含泥質網(wǎng)紋灰?guī)r，其次為含燧石結核（條帶）灰?guī)r。該礦段含10 層礦，其中制堿灰?guī)r5 層，水泥灰?guī)r5 層（詳見表1）。

表1 南礦段制堿灰?guī)r、水泥灰?guī)r礦層厚度變化及主要化學成分

（2）北礦段：礦層賦存于奧陶系下統(tǒng)馬家溝組第一、二段，總體呈單斜層狀產(chǎn)出，走向南西- 北東，延伸長約1450m，出露寬約450m，產(chǎn)狀為：傾向270°～350°，傾角24°～45°。巖性主要為厚層狀灰?guī)r、含泥質網(wǎng)紋灰?guī)r，其次為含燧石結核（條帶）灰?guī)r。該礦段含12 層礦，其中制堿灰?guī)r7 層，水泥灰?guī)r5 層（詳見表2）。

表2 北礦段制堿灰?guī)r、水泥灰?guī)r礦層厚度變化及主要化學成分

2.2 礦石特征

（1）礦石自然類型

按礦石的礦物成分、結構、構造特征劃分為：中- 厚層狀灰?guī)r、含燧石結核灰?guī)r兩種自然類型。

①中- 厚層狀灰?guī)r：深灰色，粉晶- 泥晶結構，塊狀構造，單層厚度一般為20-80cm，主要由泥晶方解石組成，次為粉晶方解石,約含75-85%，含少量白云石，多呈細晶- 粉晶結構，含微量石英、泥質、褐鐵礦。

②含燧石結核灰?guī)r：淺灰- 灰色，粉晶- 泥晶結構塊狀構造。燧石結核呈灰黑色，結核直徑多為2-15cm，大小不等，局部地段分布較密集。有用礦物主要由方解石組成，方解石含量約70%～80%。

（2）礦石化學成分

①制堿用灰?guī)r：有益成分CaO 含量最高為55.98%，最低為49.50%，平均為54.13%。有害成分中MgO 含量最高為1.86%，最低為0.08%，平均為0.77%；SiO2含量最高為2.98%，最低為0.40%，平均為1.83%；Fe2O3含量最高為0.47%，最低為0.05%，平均為0.25%；Al2O3含量最高為0.96%，最低為0.05%，平均為0.45%；酸不溶物含量最高為2.91%，最低為0.24%，平均為2.12%。礦區(qū)12 個制堿灰?guī)r礦層品位變化情況為：CaO 變化系數(shù)在0-2%之間，屬很均勻型；MgO 變化系數(shù)在6%-103%之間，絕大多數(shù)屬于不均勻型；SiO2變化系數(shù)在11%-50%，絕大多數(shù)屬于均勻型。制堿灰?guī)r品位變化總體屬穩(wěn)定型。

②水泥用灰?guī)r：水泥灰?guī)r礦石中的主要化學成分CaO 含量最高為56.21%，最低為45.60%，平均為52.61%；MgO 含量最高為3.48%，最低為0.08%，平均為1.30%；SiO2含量最高為6.30%，最低為0.55%，平均為3.41%。礦區(qū)10 個水泥灰?guī)r礦層品位變化情況為：CaO 變化系數(shù)在0-4%之間，屬很均勻型；MgO變化系數(shù)在28%-129%之間，絕大多數(shù)屬于不均勻型；SiO2變化系數(shù)在15%-63%，絕大多數(shù)屬于均勻型。水泥灰?guī)r礦層品位變化總體屬均勻型。

3 礦層頂?shù)装寮皧A石

礦區(qū)南段ZJ1 礦層為頂部第一層礦，北段SN10 礦層為底部最后一層礦，頂部礦層的頂板為奧陶系中下統(tǒng)米缽山組，分布于礦區(qū)中西部，頂板上部巖性主要為青深灰色中- 厚層狀含砂屑灰?guī)r，中部夾有薄層含燧石結核灰?guī)r，下部主要為黃黑色頁巖；中間各礦層是以其品位含量不同分別按制堿和水泥灰?guī)r的指標要求而圈定，各礦層一般呈制堿、水泥灰?guī)r交替互層產(chǎn)出，中間礦層既是上一礦層的底板又是下一礦層的頂板，如：南段ZJ2 礦層，其頂板為SN1 礦層底部中厚層灰?guī)r及少量含燧石結核灰?guī)r，其底板為SN2 礦層頂部中- 厚層狀灰?guī)r及少量含燧石結核灰?guī)r；最底部礦層的底板為奧陶系馬家溝組下統(tǒng)第一巖性段底部的淺灰- 灰黃色中厚層狀灰質白云巖和白云巖。

4 礦床成因

礦區(qū)內馬家溝組地層巖性特征為：下部為灰色塊狀- 中厚層狀粉晶團粒灰?guī)r，偶含硅質結合；中部為深灰色塊狀- 厚層狀泥質網(wǎng)紋灰?guī)r；上部為灰色塊狀泥質網(wǎng)紋灰?guī)r，頂部見薄層灰?guī)r，硅質結合較發(fā)育，局部富集呈硅質條帶。該地層巖性上自上而下硅質成分逐漸減少，巖相基本穩(wěn)定，以碳酸鹽沉積為主，且含頭足類、腹足類、腕足類海相動物化石。由此推斷，該礦床屬淺海相沉積礦床。