淺析寧夏中寧縣王家莊某礦地質(zhì)特征及成因

艾 愛(ài)

（中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心寧夏總隊(duì)，寧夏 銀川 750021）

1 區(qū)域地質(zhì)背景

王家莊某礦區(qū)地層區(qū)劃屬華北-柴達(dá)木地層大區(qū)（Ⅲ），阿拉善地層區(qū)（Ⅲ3），阿拉善南緣地層分區(qū)（Ⅲ31），景泰-中寧地層小區(qū)（Ⅲ31-1）。大地構(gòu)造位置位于六盤(pán)山復(fù)背斜的北端，北與長(zhǎng)香復(fù)背斜相接。地質(zhì)礦物主要產(chǎn)出于同心～海原陸相盆地中。

2 礦床地質(zhì)特征

礦區(qū)總體地勢(shì)南西高北東低，地形侵蝕切割強(qiáng)烈，礦區(qū)內(nèi)山脊和緩坡第四系覆蓋普遍，賦礦地層清水營(yíng)組出露范圍局限于山前陡崖。

經(jīng)查明礦區(qū)內(nèi)地層有：古近系清水營(yíng)組(E3q)、第四系上更新統(tǒng)馬蘭組(Qp3m)及第四系全新統(tǒng)沖積層（Qh2f）。礦區(qū)內(nèi)地層構(gòu)造形態(tài)受北西向微傾的寬緩箱狀背斜控制。礦區(qū)位于該背斜的北東翼，南西—中部地層傾角平緩，微傾向北-北東，傾角一般為5°～10°；北東部山前一帶地層轉(zhuǎn)折變陡，傾角漸變?yōu)?5°～60°。礦區(qū)地層總體傾角由南西-北東逐漸變陡，覆蓋層逐漸變厚，地層延伸較為穩(wěn)定，未見(jiàn)斷層，構(gòu)造為簡(jiǎn)單。

3 礦層地質(zhì)特征

3.1 礦層特征

以清水營(yíng)組第二段（E3q2）上部棕紅色砂質(zhì)礦石（輔助標(biāo)志層）及下部青灰色厚層狀硬質(zhì)礦石（標(biāo)志層—厚度穩(wěn)定、分布范圍廣）為基礎(chǔ)，將清水營(yíng)組第二段由老至新劃分為5個(gè)含礦亞段（E3q2-1～E3q2-5）12層礦（K1～K12），其中含礦層底板至標(biāo)志層K4之間含礦3層（K1～K3），標(biāo)志層K4至輔助標(biāo)志層K9之間含礦4層（K5～K8），輔助標(biāo)志層K9至含礦層頂板之間含礦4層（K10～K12）。

礦區(qū)內(nèi)含礦層控制最大厚度為299.12m，礦層累計(jì)平均厚度為119.26m，含礦率約為40%。單礦層平均厚度為2.92m～42.37m，其中K1、K4、K5及K6礦層厚度規(guī)模較大，分布連續(xù)性較好，其資源量占礦床總資源量的70%以上，為主要礦層；K2、K3、K7及K8礦層厚度規(guī)模適中，分布連續(xù)性較好，為次要礦層；K9、K10、K11及K12礦層厚度及分布范圍較小，為零星分布礦層。

（1）清水營(yíng)組第二段第一亞段（E3q2-1）。

該段位于清水營(yíng)組第二段底部，其巖性以青灰色厚層狀礦物為主，夾有粉砂質(zhì)泥巖。該段含有3層礦（K1～K3），主要礦層特征如下：

K1礦層：賦存于第一亞段下部，巖性主要為灰-青灰色泥質(zhì)礦物，偶見(jiàn)有粉砂巖泥巖。礦層分布于礦區(qū)中南部，呈近水平層狀產(chǎn)出，微傾向北西，沿走向延伸長(zhǎng)760m～1365m，沿傾向延伸長(zhǎng)1430m～1545m，賦礦面積1.69km2，礦層厚度2.17m～28.43m，平均厚度11.19m。礦層內(nèi)部含2個(gè)透鏡狀?yuàn)A石。

（2）清水營(yíng)組第二段第二亞段（E3q2-2）（標(biāo)志層K4）。

該段位于清水營(yíng)組第二段下部，出露于礦區(qū)內(nèi)南東沖溝中下側(cè)，其巖性以青灰色厚層狀泥質(zhì)礦物為主，偶爾夾有透鏡狀泥巖及含膏泥巖，以其自身青灰色厚層狀礦石為特征區(qū)別于頂?shù)装?。該段為K4礦層，為礦區(qū)內(nèi)標(biāo)志層。礦層巖性以青灰色厚層狀礦石為主，偶爾夾有透鏡狀泥巖及含膏泥巖。礦層大面積分布礦區(qū)中南部，呈近水平層狀產(chǎn)出，微傾向北西，沿走向延伸長(zhǎng)1320m～2050m，沿傾向延伸長(zhǎng)1285m～1650m，賦礦面積2.36km2，礦層厚度14.34m～69.26m，平均厚度43.16m。K4礦層內(nèi)含6個(gè)透鏡狀/似層狀?yuàn)A石。

（3）清水營(yíng)組第二段第三亞段（E3q2-3）。

該段分布于清水營(yíng)組第二段中部，出露于礦區(qū)內(nèi)中部山前陡崖中側(cè)，其巖性為棕紅-灰綠-灰白色厚層狀泥質(zhì)礦物、泥巖，多呈互層狀，為含礦段，其頂板為第四亞段（E3q2-4）棕紅色砂質(zhì)礦物（輔助標(biāo)志層），底板為第二亞段（E3q2-2）青灰色厚層狀礦物。該段含有4層礦（K5～K8），主要礦層特征如下：

K5礦層：賦存于第三亞段下部，巖性主要為灰-青灰色泥質(zhì)礦物，夾青灰色泥巖及粉砂巖泥巖，多呈互層狀分布。礦層分布于礦區(qū)中南部，呈近水平層狀產(chǎn)出，微傾向北西，沿走向延伸長(zhǎng)1260m～1670m，沿傾向延伸長(zhǎng)1490m～1725m，賦礦面積為2.10km2，礦層厚度1.76m～19.56m，可采厚度2.00m～19.56m，平均厚度7.72m。K5與K4之間含1個(gè)層狀?yuàn)A石，巖性為泥巖及少量粉砂質(zhì)泥巖。

K6礦層：賦存于第三亞段中下部，巖性為灰-青灰色泥質(zhì)礦物，夾青灰色泥巖及粉砂巖泥巖，呈互層狀。礦層分布于礦區(qū)中南部，呈近水平層狀產(chǎn)出，微傾向北西，沿走向延伸長(zhǎng)670m～1590m，沿傾向延伸長(zhǎng)740m～1675m，賦礦面積為2.14km2，礦層厚度1.71m～20.54m，可采厚度2.00m～20.54m，平均厚度6.78m。K6與K5之間含1個(gè)層狀?yuàn)A石。

（4）清水營(yíng)組第二巖段第四亞段（E3q2-4）（輔助標(biāo)志層）。

分布于清水營(yíng)組第二段中部，出露于礦區(qū)南西-北中部山前中上側(cè)，巖性為棕紅色厚層狀砂質(zhì)礦物，該段含礦1層為K9礦層，礦層分布于礦區(qū)中-南西部，呈近水平層狀產(chǎn)出，微傾向北西。

（5）清水營(yíng)組第二段第五亞段（E3q2-5）

分布于清水營(yíng)組第二段上部，出露于礦區(qū)西部山前上側(cè)，其巖性為棕紅-灰綠-灰白色厚層狀泥質(zhì)礦物及泥巖，呈互層狀。該段頂板為清水營(yíng)組第三段（E3q3）棕紅色泥巖，底板為第四亞段（E3q2-4）棕紅色砂質(zhì)礦物（輔助標(biāo)志層）。該段含有3層礦（K10～K12）。

3.2 礦石質(zhì)量

3.2.1 礦石礦物成分

（1）常見(jiàn)礦石：具多種形態(tài)，以中粗粒為主，細(xì)粒少量，粒度大小多為0.04mm～4.10mm。中粗粒呈粗大板狀、不規(guī)則粒狀，定向平行排列，集合體呈纖維狀-條帶狀團(tuán)塊，局部彎曲、扭折，細(xì)粒礦物呈細(xì)小板狀分布在粒間；礦石呈粒狀，緊密鑲嵌，集合體呈團(tuán)塊狀。

（2）硬質(zhì)礦石：呈細(xì)小粒狀、板狀，粒度大小多為0.05mm～2.25mm。解理發(fā)育，粒間解離縫隙中有微晶碳酸鹽巖交代殘余和粉砂質(zhì)石英團(tuán)塊或條帶，部分晶體中有黃褐色鐵質(zhì)色素殘余，集合體常呈放射狀。

（3）粘土礦物：呈隱晶質(zhì)、膠狀，粒度大小約0.01mm～0.03mm。黃褐色，呈細(xì)網(wǎng)脈狀、密集塊狀集合體分布于各種礦物之間，或分布于礦物表面，遇水易膨脹、粘手。

（4）碳酸鹽巖：呈微晶狀、它形粒狀，粒度大小約0.01mm～0.03mm。集合體呈條帶狀、團(tuán)塊狀，其內(nèi)分布少量粉砂-細(xì)砂石英碎屑。

（5）石英：呈粉砂-細(xì)粒砂狀，粒度大小約0.02mm～0.50mm。棱角、次棱角狀，晶面較干凈，包裹于礦物之中，或雜亂分布于碳酸鹽巖或粘土礦物中。

（6）長(zhǎng)石：呈細(xì)粒砂狀、它形粒狀，粒度大小約0.06mm～0.15mm。由斜長(zhǎng)石、微斜長(zhǎng)石組成，雜亂分布。

（7）副礦物：微量，磷灰石，自形-半自形晶，沿礦物的裂隙定向斷續(xù)分布。

3.2.2 礦石的化學(xué)成分

依據(jù)基本分析樣品統(tǒng)計(jì)結(jié)果，礦層中主要組分H2O+含量1.75%～20.21%，平均8.35%；CaO含量18.08%～36.36%，平均27.54%；SO3含量22.61%～50.88%，平均36.46%。

礦區(qū)礦石品位普通礦石+硬質(zhì)礦物為55.10～94.28，礦石平均品位為70.36%。各礦層品位變化特征，見(jiàn)表1。

表1 礦層品位變化特征一覽表

4 礦床成因

該礦床為內(nèi)陸湖盆相沉積型礦床。內(nèi)陸湖盆礦物的化學(xué)沉積作用，受內(nèi)陸湖盆水動(dòng)力和水化學(xué)因素控制。只有內(nèi)陸湖盆動(dòng)力條件較為穩(wěn)定，而內(nèi)陸湖盆地內(nèi)鹵水達(dá)到過(guò)飽和并有SO42-持續(xù)補(bǔ)充的條件下，才能形成此類(lèi)沉積型礦床。此外，內(nèi)陸湖盆的形成，受到斷裂構(gòu)造控制，只有內(nèi)陸湖盆緩慢下沉，粗碎屑物質(zhì)來(lái)源減少，此時(shí)細(xì)碎屑懸浮質(zhì)點(diǎn)不斷下沉，湖盆進(jìn)入結(jié)晶碎屑沉積的階段，最終才能形成礦層。

礦床賦存于古近系漸新統(tǒng)清水營(yíng)組，屬早漸新世紅層，上部為紅色碎屑巖建造，中下部為灰色碎屑，中下部為灰色蒸發(fā)巖建造～紅色碎屑建造。該礦床是在干熱氣候條件下，封閉湖泊環(huán)境中形成的，位于中下部巖建造階段。區(qū)內(nèi)缺失古生代以前地層，在早白堊世以前，為盆地大型坳陷，沉積了巨厚的陸相碎屑巖含礦、含油建造。早白堊世后期，晚期燕山運(yùn)動(dòng)使該區(qū)產(chǎn)生輕微褶皺，盆地開(kāi)始隆起，一直到漸新世后才局部坳陷，構(gòu)成孤立小盆地，沉積了陸相紅色含巖建造及紅色碎屑巖建造，由喜馬拉雅升降運(yùn)動(dòng)的影響，使本區(qū)第四系廣布。該礦區(qū)礦層是在水動(dòng)力、水化學(xué)條件較穩(wěn)定，構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)度較低、頻率較小，內(nèi)陸湖盆緩慢下沉條件下形成的。