阿克苏市四石厂矿区水泥用石灰岩矿床地质特征

王惠江

（中国建筑材料工业地质勘查中心新疆总队，新疆 乌鲁木齐 830000）

阿克苏市四石厂矿区水泥用石灰岩矿床地质特征

王惠江

（中国建筑材料工业地质勘查中心新疆总队，新疆 乌鲁木齐 830000）

新疆阿克苏四石厂矿区大地构造位置属于塔里木—华北板块塔里木微板块之柯坪前陆盆地东段南侧，矿体赋存于上寒武—下奥陶统丘里塔格群[(∈3-O1)ql]地层中，出露长约10km。矿体裸露，无覆盖。共圈定了两个矿体，Ⅰ号矿体(次矿体)CaO 52.94%、MgO 0.47%；Ⅱ号矿体(主矿体)CaO 54.73%、MgO 0.43%。矿床成因为浅海相沉积矿床。

水泥用石灰岩；地质特征；矿床成因

1 区域地质概况

矿区大地构造位置属于塔里木—华北板块塔里木微板块之柯坪前陆盆地东段南侧。区内出露地层由老至新有：上寒武—下奥陶统丘里塔格群[(∈3-O1)ql]、奥陶系萨尔干群(O2sr)、志留系柯坪塔格群(Skp)、泥盆系塔塔埃尔塔格组(Dt)、衣木干他乌组、石炭系康克林群(C3kn)、二叠系比尤列提群(P1bi)、第三系上新统苍棕色组(N21c)、第三系砾岩组[(N22-Q1)l]、第四系中更新统洪积层(Q2pl)，第四系上更新统洪积层(Q3pl)，第四系上更新统—全新统洪积层(Q3-4pl)。

本区未见岩浆岩出露。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区出露地层有寒武—奥陶系丘里塔格群[(∈3-O1)ql]、奥陶系萨尔干群(O2sr)、第三系上新统苍棕色组(N21c)、第四系上更新统—全新统洪积层(Q3-4pl)(见右图)。

2.1.1 寒武—奥陶系丘里塔格群[(∈3-O1)ql]

分布于矿区大部，是矿区内的主要地层，由白云质灰岩、层状石灰岩、燧石质灰岩、泥晶灰岩组成，整个勘探区内按岩性组合大致可分为四层，现由老到新分述如下：

(1) 第一层[(∈3-O1)ql1]：呈东西向分布于矿区北部，出露长1 170m，出露宽约150m。北部被第四系覆盖，南部该群第二层[(∈3-O1)ql2]整合于该层之上，产状110～167°∠23～53°。构成矿区东部背斜构造的两翼，但其北翼已被剥蚀，矿区内出露的只剩南翼。由灰白色白云质灰岩夹少量薄层白云岩组成，顶部为一层厚度约5m的白云岩。

阿克苏市四石厂矿区水泥用石灰岩地质略图

(2) 第二层[(∈3-O1)ql2]：呈东西向分布于矿区中部，出露长1 696m，出露宽136～326m，与上、下覆地层呈整合接触。在矿区东部构成背斜构造的核部，在矿区中西部北翼被剥蚀，只剩背斜南翼，北翼产状20～75°∠28～38°，南翼产状117～165°∠24～53°。岩性为微晶—泥晶—亮晶石灰岩。厚度为80～270m，自西向东由薄变厚。

(3) 第三层[(∈3-O1)ql3]：呈东西向分布于矿区中南部，出露长1 856m，在矿区中西部北翼被剥蚀，只剩背斜南翼，出露宽32m，产状135～165°∠50～55°；在矿区东部分布于背斜两翼，出露宽约100m，北翼产状20～75°∠28～38°，南翼产状117～165°∠24～53°。与上、下覆地层呈整合接触。岩性为燧石质灰岩。厚度为9～56m，自西向东由薄变厚。

(4) 第四层[(∈3-O1)ql4]：呈东西向分布于矿区中南部，出露长1 898m，在矿区中西部北翼被剥蚀，只剩背斜南翼，出露宽17m，产状140～165°∠46～53°；在矿区东部分布于背斜两翼，出露宽约40m，北翼产状16°∠55°，南翼产状130°∠40～45°。与上、下覆地层呈整合接触。岩性为泥晶灰岩。厚度为11～36m。

2.1.2 奥陶系萨尔干群(O2sr)

分布于矿区南部，由灰黑色炭质页岩、灰色泥灰岩、紫红色团块状泥质灰岩与泥岩互层、浅绿色砂岩、泥岩互层夹少量薄层泥灰岩组成，按岩性可分为三层，由老到新分述如下：

(1) 第一层(O2sr1)：岩性为炭质页岩。厚度为2.7～5.2m。

(2) 第二层(O2sr2)：下部岩性为泥灰岩，厚度2～5m；上部为紫红色团块状泥质灰岩与泥岩互层。厚约3m。

(3) 第三层(O2sr3)：泥岩、薄层砂岩，厚度大于130m。

奥陶系萨尔干群与下伏寒武—奥陶系的丘里塔格群地层呈整合接触。

2.1.3 第三系上新统苍棕色组(N21c)

分布于矿区北部，岩性为粘土岩。厚度大于100m。与下伏地层寒武—奥陶系的丘里塔格群呈角度不整合接触。

2.1.4 上更新统—全新统洪积层(Q3-4pl)

分布在矿区的北部地区，成分为岩石碎屑、砾石、砂及少量粘土。厚度不详。

2.2 构造

矿区原始总体构造格架为一近东西向延展的背斜构造，背斜轴向约87°。由于后期构造运动的破坏和风化剥蚀作用的影响，目前只在矿区东端较完整地保留了背斜构造的两翼，北翼产状为20～34°∠28～38°，南翼产状为120～135°∠30～35°，此处可能为背斜构造的倾伏端。矿体中、西段背斜构造的北翼被剥蚀，只残存了背斜构造的南翼，产状为110～142°∠23～45°；总体看矿区构造较简单。

矿区北部近底板处见有一条逆断层F1。延伸方向同矿体走向相近，倾向南东，倾角在45～70°。可见延展长度770m。断层面较平直，上、下盘贴合紧密，无明显的断层泥和破碎带，有擦痕，推断该断层具有压扭性质，为逆断层，断层面宽0.2～0.6m，断距在10～20m。由于该断层发育于矿体底板围岩中，对矿体的形态、产状、规模和矿石质量无影响。

2.3 岩浆岩

矿区内无岩浆活动，也未见岩浆岩出露。

3 矿体地质特征

3.1 矿体特征

石灰岩矿体赋存于上寒武—下奥陶统丘里塔格群[(∈3-O1)ql]地层中，地表出露形态为一北东东—南西西向连续的长条形驼峰状山脊，规模巨大，出露长约10km。矿体裸露，基本无覆盖。本次勘探区范围位于矿体的东段，勘探区内Ⅰ、Ⅱ号矿体控制长度均为1 634m。勘探区范围内从上到下可分为两层矿体，上部矿体(即寒武—奥陶系丘里塔格群第四层)规模较小，为次矿体，编为Ⅰ号矿体；下部矿体(即寒武—奥陶系丘里塔格群第二层)规模较大，为主矿体，编为Ⅱ号矿体。其特征分别介绍如下。

3.1.1 Ⅰ号矿体

分布于勘探区南部、Ⅱ号主矿体的上部，呈狭窄的长条状带状北东东—南西西向，与Ⅱ号矿体平行展布，矿层厚度较薄，厚为6.48～16.09m，平均厚10.97m，厚度变化系数为0.29%。该矿体上部大部分被剥蚀，位于长条形驼峰状山脊(Ⅱ号主矿体)的坡脚下，出露标高较低，由东向西有逐步抬高的趋势，一般在1 340～1 420m之间。矿体出露沿倾向斜深27.39～128.67m，平均71.06m；出露垂深18.25～100.03m，平均55.69m。

矿体内部结构简单，未见岩溶构造。

该矿体主要由薄层状泥晶灰岩构成，其下部为一层厚度为9～56m的燧石质灰岩，为夹于Ⅰ、Ⅱ号矿体之间的非矿夹层，沿走向厚度变化大，但层位稳定，连续延伸。

3.1.2 Ⅱ号矿体

分布于勘探区中部，呈长条形驼峰状山脊凸露于地表，北东东—南西西向延伸，为勘探区的主矿体，厚度较大，且较稳定，据地表工程揭露和深部钻探工程控制，该矿体总体呈东部厚大西部变薄趋势，厚度在40.19～137.63m之间，平均厚99.81m，厚度变化系数为0.30%。

该矿体由中—厚层状微晶—泥晶—亮晶石灰岩构成，矿石类型单一，矿石质量稳定。矿体沿倾向工程控制斜深223.33～415.83m，平均356.47m；控制垂深62.12～298.42m，平均205.29m。

3.2 矿石质量

3.2.1 矿石的自然类型及岩性特征

Ⅰ号矿体：矿石自然类型单一，主要为泥晶生物碎屑灰岩，灰—黄灰色，泥晶生物碎屑结构，薄层状构造。矿石由生物碎片(70%)、泥晶方解石胶结物(30%)及微量褐铁矿组成。生物屑粒度0.03～1mm，偏粗一些的碎片还能大致分辨为介形虫介壳，占碎屑的25%左右，大部分生物碎片已很微细，呈粉屑、细砂屑状分布，种属已不能分辨，但推测可能还为介形虫的碎片；胶结物由泥晶方解石组成，但有弱重结晶现象；分布微量氧化褐铁矿，从外形看具黄铁矿外形。

Ⅱ号矿体：矿石自然类型单一，主要为亮晶—泥晶含生物屑灰岩，灰白—灰色，含生物屑亮晶—泥晶结构，块状(中—厚层状)构造。矿石由内碎屑(主要为生物碎屑)组成，粒度极细，占80%左右；少部分样品分布有少许砂屑(＜5%)，粒度0.06～0.25mm，砂屑分布较均匀，由泥晶方解石组成，微有重结晶，呈圆状外形；胶结物(占20%)主要由亮晶方解石组成，局部分布少量泥晶方解石，粒度0.1～1.85mm；生物碎片主要为介形虫的介壳碎片，少量腕足及棘屑碎片，部分碎屑很细微，分布在泥晶方解石中。褐铁矿微量，呈他形—半自形状，具黄铁矿外形，粒度0.03～0.20mm，在方解石中不均匀分布，并对周围方解石有铁染现象。另有微量绿泥石碎屑分布。

3.2.2 矿石的化学组分

Ⅰ号矿体：根据基本分析和组合分析成果，其平均值(%)为：CaO 52.94、MgO 0.47、SiO23.14、Al2O30.64、Fe2O30.58、K2O 0.174、Na2O 0.053、SO30.107、Cl-0.011 5、烧失量 41.68。

Ⅱ号矿体：根据基本分析和组合分析成果，其平均值(%)为：CaO 54.73、MgO 0.43、SiO21.50、Al2O30.26、Fe2O30.11、K2O 0.062、Na2O 0.046、SO30.043、Cl-0.004 2、烧失量 42.93。

3.3 矿体围岩及夹石特征

3.3.1 矿体围岩

Ⅰ号矿体的直接顶板围岩为奥陶系萨尔干群(O2sr)地层，炭质页岩与矿体直接接触，呈灰黑色，含碳泥质结构，页理状构造，主要由泥质矿物组成，含少量浑圆状黄铁矿结核，结核直径一般为2～5cm。岩石页理发育，地表风化后呈松软的土状。厚度较稳定，自东向西由薄变厚，厚度为2.7～5.2m，与矿体呈整合接触。

Ⅰ号矿体的底板围岩为夹于Ⅰ、Ⅱ号矿体之间的燧石质灰岩，岩石呈白色，砾状结构，块状构造，岩石由碳酸岩和砾状燧石组成，砾状燧石呈烟灰色，半透明，油脂光泽，形态不规则，砾石直径多在1～5cm之间，含量约30%。碳酸岩：主要由白色方解石组成，方解石结晶颗粒粗大，含量约为70%。该层厚度为4.86～24.72m。

Ⅱ号矿体的直接顶板围岩即为燧石质灰岩。

Ⅱ号矿体的底板围岩为寒武—奥陶系丘里塔格群[(∈3-O1)ql]第一层，岩性为白云质灰岩呈灰白色，中晶结构，致密块状构造，主要由方解石、白云石组成，方解石含量约60%～70%，白云石含量约35%。厚度为130m。与矿体呈整合接触。

3.3.2 矿体夹层

经查明，Ⅰ、Ⅱ号矿体内部均无非矿夹层。

4 矿床成因

泥晶为生物碎屑灰岩，一般在水能量较低的浅海环境中较发育。其来源一是由于海水中CaCO3饱和而产生化学沉淀；二是生物遗体的分解或粒屑机械磨蚀而成，生物碎片占70%，主要为介形虫的介壳碎片，少量腕足及棘屑碎片。故本石灰岩矿床为浅海相沉积矿床。如在该地区发现上寒武—下奥陶统丘里塔格群灰岩组合地层就有可能找到石灰岩矿床。

P619.225

A

1007-9386(2017)04-0043-03

2017-02-22