郭亞龍

(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)

天景山水泥用石灰?guī)r礦床位于寧夏中衛(wèi)市宣和鎮(zhèn)以南約25km 的天景山腹地，行政區(qū)劃屬中衛(wèi)市宣和鎮(zhèn)管轄，北東距中寧縣城約32km，北西距中衛(wèi)市區(qū)約28km，交通方便。本文依據(jù)本礦區(qū)2021 年度野外詳查資料，同時(shí)對(duì)比參考區(qū)域地質(zhì)資料，對(duì)礦區(qū)地層及構(gòu)造特征通過(guò)深部工程予以控制查證，并就礦層特征、礦石品質(zhì)、礦床成因等進(jìn)行綜合研究及探討。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

依據(jù)2017 年7 月出版的《中國(guó)區(qū)域地質(zhì)志》（寧夏志），該區(qū)域地層區(qū)劃屬華北、柴達(dá)木地層大區(qū)-阿拉善地層區(qū)-阿拉善南緣地層分區(qū)-景泰、中寧地層小區(qū)（Ⅲ31-1）。區(qū)域出露的地層有奧陶系下-中統(tǒng)天景山組、中-上統(tǒng)米缽山組、上統(tǒng)徐家圈組、泥盆系上統(tǒng)中寧組，新近系中新統(tǒng)彰恩堡組及第四系全新統(tǒng)。

區(qū)域大地構(gòu)造單元?jiǎng)潓俨襁_(dá)木、華北板塊-阿拉善微陸塊-騰格里早古生代增生楔-衛(wèi)寧北山、香山晚古生代前陸、上疊盆地-香山褶斷帶（Ⅲ41-1-5）。斷裂極其發(fā)育，縱橫交錯(cuò)，主要表現(xiàn)為北西向鏟式疊瓦狀逆沖推覆斷層，礦區(qū)構(gòu)造屬該逆沖推覆構(gòu)造的一部分，該構(gòu)造位于柴達(dá)木-華北板塊的阿拉善微陸塊南緣、鄂爾多斯地塊西緣、祁連早古生代造山帶北緣。加里東運(yùn)動(dòng)使其褶皺隆起，形成軸向北西-北北西的復(fù)式褶皺和斷裂，中泥盆世末期，鄂爾多斯西緣南部發(fā)生褶皺和逆沖推覆作用，致使上泥盆統(tǒng)不整合于其上，且呈上陡下緩的鏟形，逆沖巖席及多個(gè)飛來(lái)峰發(fā)育。見(jiàn)圖1。

圖1 區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)圖

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

區(qū)內(nèi)出露地層從老至新依次為：奧陶系下-中統(tǒng)天景山組(O1-2t)，奧陶系中-上統(tǒng)米缽山組(O2-3m），第四系全新統(tǒng)人工堆積（Qs）。見(jiàn)圖2。

圖2 礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖

2.1.1 天景山組(O1-2t):在礦區(qū)內(nèi)按巖性組合特征自下而上分為三個(gè)巖性層：第一層(O1-2t1)為厚層含硅質(zhì)結(jié)核灰?guī)r，碎屑-泥晶-亮晶結(jié)構(gòu)，層內(nèi)由北向南結(jié)核分布逐漸密集，結(jié)核多呈灰黑色，2-5cm 大小。該層主要分布于礦區(qū)北側(cè)，走向近東西向，厚度22.25-94.21m，為礦區(qū)次要含礦層；第二層(O1-2t2) 為淺灰-灰色厚層硅質(zhì)條帶灰?guī)r，層內(nèi)灰黑色硅質(zhì)條帶呈麻繩狀，寬3-5cm，連續(xù)穩(wěn)定，條帶間距多在10-50cm 之間，出露于礦區(qū)中北部，厚度19.69-40.37m，為礦區(qū)明顯標(biāo)志層；第三層(O1-2t3) 為灰-深灰色厚層狀微晶灰?guī)r，單層厚度1-2m，該層大范圍出露于礦區(qū)中部及中南部，厚度117.53-260.90m，為礦區(qū)主要含礦層。

2.1.2 米缽山組（O2-3m）：分布于礦區(qū)南部、東部局部地段，主要巖性上部為灰綠色板巖，下部少量薄層灰?guī)r發(fā)育，礦區(qū)內(nèi)厚度11.54-78.00m。

2.1.3 第四系（Q）：分布于詳查區(qū)東側(cè)、南側(cè)，主要以黃土、碎石組成，坡向堆積，覆蓋厚度1-15m 不等，多為開(kāi)采剝離物。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)水泥灰?guī)r地層總體呈傾向南的單斜構(gòu)造，傾向變化不大，在165-220°之間，傾角在35-60°之間。礦區(qū)北側(cè)出露區(qū)域性逆沖推覆構(gòu)造界面，界面傾向南，傾角可達(dá)60°；南側(cè)通過(guò)礦區(qū)施工的直孔、斜孔等深部鉆探工作控制及地表揭露，進(jìn)一步驗(yàn)證了區(qū)域推覆構(gòu)造的存在，研究為多期推覆，推覆界面深于礦區(qū)附近最低侵蝕面標(biāo)高(1698m)一下94.5m。推覆構(gòu)造對(duì)礦山采礦權(quán)范圍內(nèi)(最低開(kāi)采標(biāo)高1700m)的礦層特征基本無(wú)影響。見(jiàn)圖3。

圖3 礦區(qū)南北兩側(cè)推覆構(gòu)造面實(shí)景

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體形狀、產(chǎn)狀及規(guī)模

礦區(qū)內(nèi)水泥用石灰?guī)r礦層主要賦存于奧陶系下-中統(tǒng)天景山組第一層(O1-2t1)和第三層（O1-2t3）中，共見(jiàn)礦2 層（編號(hào)依次為K1、K2）。

3.1.1 K1 礦層：小范圍層狀出露于礦區(qū)北部，寬度0-52m，東西向延伸長(zhǎng)度約245m，厚度16.6-85.29m，平均厚度為46.94m。整體呈單斜層狀產(chǎn)出，傾向170-210°，傾角為40-52°。主要巖性為淺灰色中厚-厚層狀含硅質(zhì)結(jié)核灰?guī)r，層內(nèi)由北向南硅質(zhì)結(jié)核分布逐漸密集，結(jié)核多呈灰黑色，大小2-5cm 不等。

3.1.2 K2 礦層：大面積層狀出露于礦區(qū)中-南部，為主礦層。東、南部局部被第四系覆蓋。出露寬度180-345m，東西走向延伸長(zhǎng)度 700m， 厚度101.93-218.11m， 平均厚度145.77m。礦層呈單斜層狀產(chǎn)出，傾向218-165°，傾角35-60°。主要巖性為灰- 深灰色厚層狀微晶灰?guī)r，偶見(jiàn)含硅質(zhì)結(jié)核微晶灰?guī)r小夾層，夾層多呈不規(guī)則狀或小透鏡體。

K1 礦層在礦區(qū)內(nèi)，西部厚，東部逐漸變薄，厚度較穩(wěn)定；K2礦層自西至東沿走向厚度先增大后減小，整體2-2′勘查線(xiàn)處最厚，厚度穩(wěn)定。

3.2 礦體頂?shù)装鍑鷰r及夾石

礦區(qū)內(nèi)僅在K2 礦層南部可見(jiàn)頂板米缽山組（O2-3m）灰綠色板巖。K1、K2 礦層之間發(fā)育有一層硅質(zhì)條帶灰?guī)r夾層 (J2)，即O1-2t2，該夾層?xùn)|西向?qū)訝钬灤┯谡麄€(gè)礦區(qū)，延伸451m，平均厚度2.31m，為礦區(qū)內(nèi)最大夾石，體積260.1 萬(wàn)m3。此外，礦區(qū)內(nèi)還圈定9 個(gè)小規(guī)模夾石，多呈似層狀、透鏡狀發(fā)育，礦區(qū)內(nèi)夾石均因fSiO2含量超標(biāo)所致，見(jiàn)表1。礦區(qū)內(nèi)夾石總計(jì)341.4萬(wàn)m3，剝采比為0.11:1（m3/m3），夾石水飽和抗壓強(qiáng)度一般在35.2-61.3Mpa，平均46.1Mpa，可作普通建筑石料綜合利用，參考指標(biāo)見(jiàn)表2。

表1 礦區(qū)夾石特征一覽表

表2 建筑用石料物理性能一般要求

3.3 礦石質(zhì)量特征

3.3.1 礦石類(lèi)型與結(jié)構(gòu)構(gòu)造

根據(jù)礦區(qū)內(nèi)礦石的宏觀特征結(jié)合結(jié)構(gòu)、構(gòu)造可將礦石分為淺灰-灰色厚層狀含硅質(zhì)結(jié)核灰?guī)r、灰-深灰色厚-巨厚層狀灰?guī)r兩種礦石自然類(lèi)型。

3.3.1.1 淺灰-灰色厚層狀含硅質(zhì)結(jié)核灰?guī)r：主要分布于分布于K1 礦層，少量似層狀分布于K2 礦層，塊狀構(gòu)造，碎屑-泥晶-亮晶結(jié)構(gòu)。巖石主要由方解石組成，含少量?jī)?nèi)碎屑、生物屑、硅質(zhì)、白云石、金屬等礦物，多呈不規(guī)則粒狀，由粒徑＜0.004mm 的泥晶及0.01-0.68mm 的亮晶組成，含量85±2%，二者呈混雜無(wú)序狀分布，顆粒間呈緊密狀結(jié)合；此外礦石內(nèi)硅質(zhì)以隱晶狀石英集合體為主，粒徑＜0.05mm，無(wú)色透明，不均勻分布，含量1-2%。

3.3.1.2 灰-深灰色厚-巨厚層狀灰?guī)r：分布于K2 礦層中，該類(lèi)型礦石呈塊狀構(gòu)造，碎屑-泥晶結(jié)構(gòu)。巖石主要由方解石組成，含少量生物屑、白云石、金屬礦物、粘土礦物和鐵質(zhì)等，礦物多呈不規(guī)則粒狀，由粒徑＜0.004mm 的泥晶為主，含量80-85%，局部重結(jié)晶成微亮晶顆粒，顆粒間呈緊密狀結(jié)合。巖石中裂隙較發(fā)育，被粒狀方解石集合體充填呈不規(guī)則脈狀，脈寬為1-20mm。

3.3.2 礦石質(zhì)量

礦區(qū)各礦層礦石主要化學(xué)成分統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表3。

表3 各礦層礦石品位情況一覽表

礦石中有害組分含量均低于水泥用石灰?guī)r礦一般工業(yè)指標(biāo)(CaO≥45%；MgO≤3.5%；fSiO2≤8%；K2O+Na2O≤0.6%；SO3≤0.50%)要求，對(duì)礦石質(zhì)量影響較小，滿(mǎn)足水泥用石灰?guī)r原料一般工業(yè)指標(biāo)要求。

4 礦床成因

礦區(qū)內(nèi)礦層為奧陶系天景山組，巖性多為淺灰－深灰色厚層微晶灰?guī)r、中厚層含硅質(zhì)結(jié)核（條帶）微晶灰?guī)r。礦層厚、規(guī)模大，嚴(yán)格受層位控制，礦層總體呈單斜產(chǎn)出，局部見(jiàn)有腕足類(lèi)化石出現(xiàn)，表明礦層生成于水動(dòng)力條件極弱的潮下帶，當(dāng)洋流發(fā)生變化時(shí)，沉積物的巖性也會(huì)相應(yīng)變化，據(jù)此推斷該處水泥石灰?guī)r應(yīng)屬于淺海相碳酸鹽臺(tái)地同生沉積礦床，沉積原始環(huán)境較為穩(wěn)定。

5 結(jié)論

5.1 水泥用石灰?guī)r礦床在該區(qū)域賦礦層位為奧陶系下-中統(tǒng)天景山組(O1-2t)，按巖性組合特征自下而上分為三個(gè)巖性層，特征明顯，為礦區(qū)內(nèi)及外圍找礦提供參考。

5.2 礦區(qū)內(nèi)礦石質(zhì)量良好，儲(chǔ)量可觀，可為生產(chǎn)企業(yè)提供良好的資源儲(chǔ)備。

5.3 礦區(qū)內(nèi)夾層多為厚層含硅質(zhì)結(jié)核灰?guī)r，物理性能良好，剝離后可作為普通建筑石料綜合利用。