内蒙古达茂旗查干哈达矿区水泥用石灰岩矿地质特征及矿床成因浅析

刘晓龙 翟旭

摘要：矿区位于达尔罕茂明安联合旗旗政府所在地百灵庙镇北北西约35km处，矿体赋存于上志留统一下泥盆统西别河组巴特敖包礁（br）地层中，矿石主要有益组分CaO平均为52.49%；主要有害组分MgO平均0.34%。矿石自然类型为白、灰白、粉红一灰黄色及灰一深灰色厚层微晶灰岩。

关键词：达茂旗；石灰岩矿；西别河组

1.区域地质

1.1地层

本区古生代地层区划属华北地层大区（V）、内蒙古草原地层区（V）、锡林浩特一磐石地层分区（V）；中新生代地层区划属滨太平洋地层区（5）、大兴安岭—燕山地层分区（5）、博克图一二连浩特地层小区（5）。区域内出露分布的地层有下元古界宝音图群；奥陶系中下统包尔汗图群哈拉组；上志留统一下泥盆统西别河组砂砾岩段、灰岩段和巴特敖包礁、砂板岩段、查干哈布组一段、二段；上石炭统阿木山组一岩段；上白垩统二连组；第四系冲洪积层。

1.2构造

本区大地构造位置属于内蒙古中部地槽褶皱系（I）之温都尔庙一翁牛特旗加里东地槽褶皱带（Ⅱ）巴特敖包复背斜（Ⅲ）。区内经历了多次造山运动的影响，地质构造相当复杂，形成了剧烈褶皱和断层的构造形迹。构造线方向总体为北东向

1.3侵入岩

该区域侵入岩比较发育，岩体受构造控制明显，呈北东向展布，在时间上形成于奥陶纪的巴特敖包序列，岩性为灰绿色中细粒闪长岩。灰绿色细粒黑云石英闪长岩。

1.4区域矿产及成矿地质条件

区内目前所发现的矿产种类丰富，有铁、铜、锰、金、煤、萤石、石灰岩等，具备进一步工作的矿点多。

区域成矿地质条件主要有地层、岩浆岩及构造。

本区地层控制着沉积及沉积变质矿产。在中下志留统地层中赋存黄铁矿型铜矿；在上志留系一下泥盆系及上石炭系地层中的厚层灰岩，质纯量大，可作水泥原料，局部可作化工用原料；第三系产褐煤；第四系部分区域冲、洪积层中含有砂金。

区内岩浆活动频繁，，分布也广泛，并含有金属元素，与内生矿产有着密切关系。碳酸盐富含稀土、稀有元素；橄榄辉石岩中有铬铁矿化；花岗闪长岩、似斑状花岗岩与围岩碳酸盐岩接触交代，形成了含铜矽卡岩，局部成矿；微粒闪长岩及黑云闪长岩含铜镍，部分形成岩浆岩型铜矿；第五次花岗岩中，含钇、镱元素，在其派生之伟晶岩脉内并见有稀土矿化；斜长花岗岩中，派生之伟晶岩脉内有白钨矿矿化；石英脉中部分含有铜及金。

构造对本区热液型矿产的关系较为密切，区内热液成因的铁、锰、萤石等，均多分布在断裂破碎岩中，如百灵庙铁矿、海力恨脑包锰矿、阿贵萤石矿等。

2.矿区地质

2.1地层

矿区内出露地层有上志留统一下泥盆统西别河组砂砾岩段、灰岩段；第四系腐殖土、残坡积物及冲洪积物。

现由老至新分述如下：

上志留统一下泥盆统西别河组砂砾岩段：出露分布于矿区北部、西部及48勘探线南东部。地层倾向115°～180°，一般155°左右；倾角30°～63°。岩性为岩屑长石砂岩、钙质长石砂岩。

上志留统一下泥盆统西别河组灰岩段：出露分布在矿区西部、中南部、东部及北部。地层倾向130°～166°，倾角40°～58°。岩性有薄层状生物碎屑灰岩、岩屑含砾砂岩及含硅质结晶灰岩。

第四系腐殖土、残坡积物及冲洪积物：广泛分布在矿区的地势低洼地带，岩性为残坡积物，冲洪积物及腐植土等。厚度一般在1m～5m之间。不整合于下伏各老地层之上。

2.2.构造

矿区处于区域巴特敖包复背斜南部，单就矿区而言，总体构造形迹为一倒转向斜，后期受到断裂的破坏，向斜形态不完整。倒转向斜：局部相变为灰岩段，两翼为上志留统一下泥盆统砂砾岩段。受加里东晚期断层和华力西中期断裂构造的影响，使得该向斜南西段向斜形态被破坏，出现老地层覆于新地層之上的现象。轴向南西一北东向，矿区内延展长度约4600m。两翼产状基本一致，倾向130°～166°，倾角40°～58°。

2.3岩浆岩

矿区内出露的岩浆岩为奥陶纪侵入岩可克陶勒盖单元。

分布于矿区北部及东南角一带，面积约0.85km2。岩性为灰红、灰绿色石英闪长岩。半自形粒状结构，块状、定向构造。岩石由斜长石、石英、角闪石、黑云母夹钾长石组成。斜长石60%-65%，为更中长石，半自形柱粒状，多数颗粒粒径2mm-5mm，少数粒径0.2mm-2mm，隐约见环带构造、卡钠聚片双晶、细密聚片双晶，具强烈钠黝帘石化、泥化、绢云母化及碳酸盐化；石英20%左右，完全他形粒状，粒径0.03mm-2mm，无色透明，干涉色一级灰，分布于长石颗粒间；角闪石和黑云母15%-20%，角闪石，柱状，颗粒0.2mm-2mm，横切面具菱形解理，部分已变为黑云母，呈角闪石假象，有的呈渐变关系；黑云母，褐黄色，片状，强吸收；钾长石5%，为条纹长石，他形粒状，粒径0.2mm-2mm，无色透明，一级灰干涉色，具条纹和泥化，分布于斜长石颗粒问。

3.矿体地质

3.1矿体特征

矿体为上志留统一下泥盆统西别河组巴特敖包礁（br）部分，一层矿体。位于矿区中部，东西出露分布长4250m。地表由TC36-3、TC38、TC39、TC40-6、TC41.TC42.TC44-6、TC44-7、TC44-8、TC48工程控制，深部有27个钻孔控制，工程控制长度2400m。工程控制矿体南北分布最宽800m，最窄处230m，工程控制矿体厚度，最大548.80m，最小104.30m，平均335.99m。控制矿体最大深度（即礁体深度）252.00m。矿体厚度变化系数57.23%。矿体形态为倒转向斜产出的层状矿体，倾向128°～157°，一般140°左右，倾角40°～60°，一般45°左右，局部较陡。赋矿标高1320～1407.52m。

3.2矿石自然类型及质量

矿石自然类型为白、灰白、粉红～灰黄色及灰～深灰色厚层微晶灰岩。矿物成分：方解石大于96%，硅质小于2%，铁质小于2%。其中方解石（含量96%～98%）：由微晶（大于90%）、粉晶细晶（5%）、中粗晶（5%）组成。微晶粒径0.03-0.005mm，较均匀分布，颗粒混有泥质不规则纹显示其构造；粉晶细晶粒径0.03mm-0.25mm，集合体呈不规则条带、条纹使岩石构成角砾；中粗晶粒径0.25mm-2mm，集合体成片状、带状分布。成分均为方解石，高级白干涉色，中粗晶具聚片双晶，遇稀盐酸起泡，茜素红染色为红色。硅质：为石英，粒状，粒径小于0.02mm，一级灰干涉色，单晶零星分布。铁质：为褐铁矿，褐黄色，不规则粒状，自聚充填缝合线或呈单晶零星分布。

矿石主要有益组分CaO含量一般在45.47%～55.96%之间，平均为52.49%；主要有害组分MgO含量一般在0.07～2.18%之间，平均0.34%；Si02含量一般在0.17%一13.00%之间，平均2.23%。

3.3矿体围岩

矿体经地质填图、槽探及钻探工程控制，顶板围岩为上志留统一下泥盆统西别河组灰岩段。岩性为深灰、灰黑色薄层状生物碎屑灰岩、岩屑含砾砂岩及含硅质结晶灰岩。

經取样分析，薄层状生物碎屑灰岩：CaO含量29.56%～52.53%，平均44.68%；MgO含量0.08%～2.17%，平均0.61%；Si02含量3.20%～32.92%，平均1 3.56%。岩屑含砾砂岩及含硅质结晶灰岩：CaO含量4.44%～27.47%，平均14.86%；MgO含量0.85%～3.26%，平均2.25%；Si02含量30.46%～57.70%，平均46.80%。

矿体底板围岩为上志留统一下泥盆统西别河组灰岩段及砂砾岩段。

经取样分析，岩屑长石砂岩、钙质长石砂岩：CaO含量13.08%～52.16%，平均34.51%；MgO含量0.66%～3.79%，平均1.65%；Si02含量3.48%～49.74%，平均23.58%。

3.4.夹石

矿体内共圈出夹层14个，均为不连续的透镜状夹层，岩性为砂屑灰岩：砂屑结构，缝合线构造，主要矿物成分为方解石、硅质及少量铁泥质，岩石由内陆碎屑和胶结物组成。

4.矿床成因简述

本区西别河组地层的沉积环境总体上为三面环山、向北东方向敞开的海湾环境。砂砾岩段为滨浅海沉积，灰岩段为浅海陆棚沉积，巴特敖包礁属台缘沉积，砂板岩段为深海盆地和浊流沉积。故本矿床属台缘生物化石沉积石灰石矿床。