巴达尔胡矿区水泥用石灰岩矿地质特征及矿床成因

孙泽晨（中国建筑材料工业地质勘查中心内蒙古总队，内蒙古 呼和浩特 010010）



巴达尔胡矿区水泥用石灰岩矿地质特征及矿床成因

孙泽晨
（中国建筑材料工业地质勘查中心内蒙古总队，内蒙古 呼和浩特 010010）

【摘 要】本文综述了巴达尔胡矿区水泥用石灰岩矿的赋存层位、矿体形态、产状及规模，矿石物质组成、结构、构造、自然类型等特征，并简述了矿床成因，指出了该矿床的找矿标志。

【关键词】石灰岩；地质特征；成因；巴达尔胡

巴达尔胡矿区水泥用石灰岩矿位于内蒙古自治区兴安盟扎赉特旗巴达尔胡镇，该区交通条件较为便利，矿石质量较好。

1　区域地质背景

该地区大地构造单元属于东北新华夏的构造体系第三隆起带—大兴安岭隆起带的东缘。构造线方向明显展示为北东向和北北东向。由于新华夏系构造体系的追踪和继承活动强烈、普遍，而使有的地段新华夏构造体系形迹带有华夏系构造的特征，特别是北西向张扭性断层尤为显著。华夏系构造带的走向为NE40°左右，新华夏系构造带的走向为NNE25°左右。区内既有褶皱构造，也有断裂构造。

本区地层属华北地层大区(V)、内蒙古草原地层区(V3)、乌兰浩特—哈尔滨地层分区(V33)；中、新生代属滨太平洋地层区(5)、大兴安岭—燕山地层分区(51)、乌兰浩特—赤峰地层小区(513)。区内出露地层有古生界石炭系—下二叠统—上石炭统新生组(C3-P1x)；下二叠统寿山沟组(P1ss)、大石寨组(P1ds)及哲斯组(P1zs)；中生界中侏罗统新民组(J2x)及白音高老组(J3b)；新生界第四系全新统(Q4)。

本区侵入岩占基岩出露面积的40%，主要为花岗斑岩、斜长花岗斑岩、花岗闪长斑岩、黑云母花岗岩、花岗岩、白岗质花岗岩、花岗闪长岩。按侵入关系、岩浆旋回、绝对年龄、构造、化学成分、副矿物组合，并结合临区对比，将区域内侵入岩划分为华里西期晚期、燕山期早期和燕山期晚期三个侵入亚旋回。

2　矿区地质概况

2.1 地层

矿区出露地层有古生界下二叠统哲斯组(P1zs)和中生界中侏罗统新民组(J2x)及新生界第四系全新统腐殖土及残坡积物(Q4)(见下图)。

巴达尔胡矿区地质简图

(1) 下二叠统哲斯组(P1zs)。

分布于矿区的西部及北部，呈南西—北东向展布。属碳酸盐类为主的浅海相沉积地层，是勘查区的含矿层位，岩性主要以灰色含生物碎屑灰岩为主夹安山质凝灰熔岩、安山玢岩、细砂岩、角砾岩及变质粉砂岩等，总厚度＞718m。根据区域资料表明，与下伏地层呈平行不整合接触。根据岩性组合特征，哲斯组地层划分为六个岩性段，现从下到上分述如下：

第一岩段(P1zs1)：岩性为灰色条带状结晶灰岩。本岩段为Ⅰ号矿体和Ⅱ号矿体的赋存岩段。

第二岩段(P1zs2)：岩性为黑色粉砂泥质板岩、灰绿色安山质凝灰熔岩、暗黄色安山玢岩、浅青灰色细砂岩，各岩层呈整合接触关系。

第三岩段(P1zs3)：岩性为浅灰色泥晶亮晶生物碎屑灰岩夹灰黑色含硅质条带灰岩。二者整合接触于二岩段之上，本岩段为Ⅲ号矿体Ⅲ-1矿层的赋存岩段。

第四岩段(P1zs4)：岩性为灰黑色含硅质条带灰岩，与下伏三岩段呈整合接触关系。

第五岩段(P1zs5)：岩性为浅灰色亮晶生物碎屑灰岩，与下伏四岩段呈整合接触关系，本岩段为Ⅲ号矿体Ⅲ-2矿层的赋存岩段。

第六岩段(P1zs6)：岩性为深灰色泥质灰岩、黑色变质粉砂细砂岩、黄色泥质板岩、浅黄色粉砂岩，黄绿色泥质粉砂岩，各岩层整合接触于五岩段之上。

(2) 中侏罗统新民组(J2x)。

出露分布在矿区南部，岩性上部为杂色角砾岩，下部为蚀变安山质晶屑凝灰岩及次生石英岩，本组地层与下伏地层呈不整合接触。

(3) 第四系全新统(Q4)。

广泛分布在矿区的地势低洼地带，岩性为残坡积物及腐植土等。

2.2 构造

矿区构造较复杂，经花岗闪长斑岩侵入破坏，矿体的整体性及连续性被分割破坏，但就Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿体赋存的岩段地质特征而言，构造较简单，岩层呈单斜产出，岩层总体走向北东—南西向，倾向141～209°，倾角25～60°。

2.3 侵入岩

矿区内侵入岩主要为燕山期早期侵入岩(γπ52d)，规模较小，分布在矿区中西部，岩性为花岗闪长斑岩。

花岗闪长斑岩：黄褐色，斑状结构，块状构造。岩石由斑晶(30%～35%)和基质(65%～70%)组成。斑晶为长石、石英，自形程度较高，颗粒大小不等，0.3～3mm，多被熔蚀。长石主要为斜长石，呈较大的宽板状，具强烈碳酸盐化、泥化。基质为隐晶长石、石英，构成均一的显微球粒结构和显微文象结构。

2.4 脉岩

矿区内脉岩比较发育，主要为花岗闪长斑岩、变质石英闪长玢岩、强蚀变细粒闪长岩、强蚀变石英闪长岩。

花岗闪长斑岩：黄褐色，斑状结构，块状构造，宽度3～5m，呈近南北延伸，两端被第四系残坡积物覆盖。

变质石英闪长玢岩：灰绿色，变斑状结构，定向流纹构造，岩石由变斑晶(10%)和基质(90%)组成，斑晶为中性斜长石和少量铁镁质矿物，基质主要由斜长石组成。

强蚀变细粒闪长岩：灰绿色，块状构造，岩石强烈蚀变，主要由斜长石蚀变物(70%)和角闪石蚀变物(30%)组成，含有较多磁铁矿、蚀变斜长石及碳酸盐岩等。

强蚀变石英闪长岩：浅黄色，变中细粒粒状结构，块状构造，岩石强烈蚀变，主要由斜长石蚀变物(75%～80%)、角闪石蚀变物(10%～15%)和石英(＜10%)组成。

3　矿床地质特征

3.1 矿体形态、产状及规模

矿区矿层赋存于下二叠统哲斯组一岩段(P1zs1)、三岩段(P1zs3)和五岩段(P1zs5)，受后期构造的破坏及岩浆的侵入分割，哲斯组(P1zs)石灰岩矿层分四处展布。根据矿层赋存的不同岩段及展布位置，矿区内确定了3个矿体，编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿体。

(1) Ⅰ号矿体。

矿体赋存于下二叠统哲斯组第一岩段(P1zs1)地层中，矿体平行整合于下二叠统大石寨组(P1ds)地层之上，矿体出露长度534m，东西两端均被第四系残坡积物覆盖；出露宽度225m，北部被第四系残坡积物覆盖。工程控制长度为350m，平均厚度274m，矿体形态为单斜产出的层状矿体，倾向152～183°，倾角45～47°。

(2) Ⅱ号矿体。

赋存于花岗闪长斑岩侵入体中间，展布于矿区的中西部，矿体出露长度337m，东西两端均被第四系残坡积物覆盖；出露宽度225m，北部被第四系残坡积物覆盖。工程控制长度为300m，厚度15m，矿体形态为单斜产出的层状矿体，倾向144～209°，倾角25～31°。

(3) Ⅲ号矿体。

共分为两个矿层，Ⅲ-1矿层赋存于下二叠统哲斯组第三岩段(P1zs3)，Ⅲ-2矿层赋存于下二叠统哲斯组第五岩段(P1zs5)地层。矿体展布于矿区的南部，出露长度540m，东西两端均被第四系残坡积物覆盖；出露宽度225m，北部被第四系残坡积物覆盖，工程控制长度为400m，厚度69m，矿体形态为单斜产出的层状矿体，倾向140～195°，倾角44～59°。

3.2 矿石特征

(1) Ⅰ号矿体。

矿石自然类型为条带状结晶灰岩：灰色，晶粒结构，条带状构造。矿物成分由方解石和少量有机质组成，方解石含量＞98%，有机质＜2%。

矿石主要有益组分CaO含量(%)：最低48.89、最高55.23、平均53.50；主要有害组分MgO含量(%)：最低0.07、最高1.64、平均0.26。经组合分析，SiO2含量(%)：最低0.69、最高7.66、平均2.66。其他组分含量(%)平均结果为：Al2O30.24、Fe2O30.12、K2O 0.041、Na2O 0.024、SO30.025、Cl-0.003 4、LOI 42.08。

(2) Ⅱ号矿体。

矿石自然类型为条带状结晶灰岩：灰色，晶粒结构，条带状构造。矿物成分由方解石和少量有机质组成。方解石含量＞98%，有机质＜2%。

矿石主要有益组分CaO含量(%)：最低51.49、最高53.62、平均52.88；主要有害组分MgO含量(%)：最低0.07、最高0.60、平均0.16。经组合分析，SiO2含量(%)：最低4.03、最高5.02、平均4.53。其他组分含量(%)平均结果为：Al2O30.27、Fe2O30.19、K2O 0.061、Na2O 0.017、SO30.029、Cl-0.002 4、LOI 41.26。

(3) Ⅲ号矿体。

Ⅲ-1矿层矿石自然类型为泥晶亮晶生物碎屑灰岩，颜色呈浅灰色，泥晶亮晶生物碎屑结构，条纹构造，主要矿物成分为方解石，含量＞99%，次之为少量泥质，偶见硅质，岩石由碎屑和胶结物组成。Ⅲ-2矿层矿石自然类型为亮晶生物碎屑灰岩，颜色浅灰色，亮晶生物碎屑结构，条纹构造。主要矿物成分为方解石，含量＞99%，次之为少量泥质、硅质。

矿石主要有益组分CaO含量(%)：最低47.98、最高55.60、平均53.78；主要有害组分MgO含量(%)：最低0.07、最高4.89、平均0.66。经组合分析，SiO2含量(%)：最低0.30、最高6.34、平均1.51。其他组分含量(%)平均结果为：Al2O30.19、Fe2O30.08、K2O 0.027、Na2O 0.020、SO30.003 3、Cl-0.003 4、LOI 42.60。

4　矿床成因及找矿标志

4.1 矿床成因

早二叠世早期海水侵进华北陆台北缘东西向边缘海盆，在该区沉积了早二叠世早期的浅海碎屑岩相地层，含较多的腕足动物化石，上部属陆相，部分地区变为中性熔岩及其凝灰岩和硅质岩及酸性岩，形成陆相火山岩及湖相碎屑岩组合，与正常碎屑岩交替出现，反映出火山喷溢、喷发的间歇性，之后连续沉积了哲斯组的砂砾岩、生物碎屑灰岩、硅质岩，含丰富的蜓类、腕足类、珊瑚等化石。

综上所述，本区地层为浅海相沉积，自下而上为粉砂粘土岩—碳酸盐(大理岩)—粉砂泥质岩。沉积物由粗—细—粗，构成两个不完整的沉积旋回。岩层普遍受低级区域变质作用。碳酸盐类岩石一般为大理岩化，而细碎屑岩则成板岩，两者岩相、厚度变化不大。故本区矿床应属浅海相沉积碳酸盐岩矿床。

4.2 找矿标志

本矿床属浅海相沉积碳酸盐岩矿床，赋存于下二叠统哲斯组地层中，其上覆地层和下伏地层分别为中侏罗统新民组和下二叠统大石寨组，故直接找矿标志为下二叠统哲斯组，间接找矿标志为中侏罗统新民组和下二叠统大石寨组。

5　结语

内蒙古自治区兴安盟东部以石灰岩矿为原料的水泥工业较落后，而且周边黑龙江省西南部、吉林省西北部的石灰岩矿非常短缺，严重制约着该地区水泥工业及以石灰岩矿为原料的工业发展，工农业生产所需水泥基本上从外地调入，以石灰岩矿为原料的工业基本没有。每年仅水泥的需求，就给当地交通运输造成很大压力。

长期而言，水泥的需求仍然处于长期的高速增长期。在我国城镇化趋势没有完全改变以前，水泥的需求将依然保持高增长态势。因此，未来石灰岩矿山有较好的开发前景，并能带动相关产业的发展，促进当地及周边地区的经济发展。所以，本石灰岩矿山的开发不仅可以缓解该地区石灰岩矿短缺的局面，并对该地区未来的发展起到作用，具有非常大的经济效益和社会效益。

【矿产资源】

【收稿日期】2014-10-27

【文章编号】1007-9386(2015)03-0025-03

【文献标识码】A

【中图分类号】P619.225