浅谈内蒙古自治区阿拉善左旗巴兴图水泥用石灰岩矿矿层及矿石质量特征

霍高普 张晨威

（中国建筑材料工业地质勘查中心宁夏总队，宁夏 银川 750021）

巴兴图位于巴彦浩特镇180°方位，直距90km，行政隶属阿拉善左旗嘉尔嘎勒赛汉镇管辖。

1 区域地质

依据1996 年《全国地层多重划分对比研究》内蒙古自治区岩石地层资料，该区域地层古生界划属华北地层大区（Ⅴ），秦祁昆地层区（Ⅴ1），祁连- 北秦岭地层分区（Ⅴ12），北祁连地层小区（Ⅴ12-1）。中、新代地层划属阿拉善地层区（2）、潮水地层分区（22）。

矿区地处贺兰山南段，大地构造位置属北祁连加里东褶皱带东北缘，曾历经多次构造变动，地质构造较为复杂。区内发育较大倾伏背斜及褶皱，轴向多为近东西向或北东向，具有褶皱紧密、两翼岩层倾角陡且不对称等特点，两翼地层常被不同性质的断层切割，导致其地层展布形态不对称。

2 矿层特征

矿区内矿层总体呈单斜产出，地层倾向270～20°，倾角45～85°。本次共划分圈定3 个矿层，按地层由老到新依次编号为K1、K2 和K3，其中K1 矿层赋存于寒武系中统香山群第一岩性段第二层（∈2x1-2）；K2 矿层赋存于第一岩性段第四层（∈2x1-4）；K3 矿层赋存于第二岩性段第二层（∈2x2-2）。三个矿层均位于矿区东部。K1 矿层为底部矿层，K2 矿层位于K1 矿层北侧，间距约70m 左右，K3 矿层位于K2 矿层北侧，间距约330m。

K1 和K2 矿层品位较高、夹石少，分布连续性较好、出露规模较大，为矿区主要矿层。各矿层特征见表1。

表1 各矿层特征一览表

参照有关规范确定矿层厚度稳定程度标准为：变化系数≤40%为稳定矿层；变化系数40%～70%者为较稳定；变化系数≥70%为不稳定矿层。

3 矿石质量

3.1 矿石的结构、构造及矿物成分

根据野外观察，结合岩矿鉴定报告，矿石主要呈微晶、粉晶- 微晶结构；块状构造、条带- 层状构造。

矿石的主要矿物成分有方解石、内碎屑、生物屑及少量石英、金属矿物及铁质组成。

方解石：呈不规则粒状分布，以微晶为主，局部重结晶呈亮晶颗粒，亮晶方解石普遍发育一组或两组菱面体解理，含量80-95%。

内碎屑：呈椭圆状及塑性变形状，其内被泥晶及微晶方解石充填，边界大多不清，不均匀分布于方解石中，约占2-25%。

生物屑：呈近圆状，内部结构大多保留不清，普遍被单晶方解石充填，零星散布，约占2-3%。

石英：呈不规则粒状，无色透明，具一级灰干涉色，零星散布，约占1-5%。

金属矿物：呈不规则粒状，零星可见。

铁质：呈浸染状及星散状，局部可见。

3.2 矿石化学成分特征

根据矿区采集的基本分析样品1206 件统计。K1 矿层依据单工程加权平均品位统计得出：CaO 为50.23～52.65%，平均51.45%；MgO 为0.29%～1.03%，平均0.73%；SiO2为3.44%～6.48%，平均4.59%；fSiO2为2.05%～5.08%，平均3.03%。矿层主要组分品位变化系数分别为：CaO 为3.31%，分布很均匀；MgO 为105.12%，分布很不均匀；fSiO2为38.71%，分布均匀。矿层品位沿走向CaO 含量因MgO、fSiO2含量高低变化而呈负相关小幅变化，总体质量较稳定；选择11 和12勘查线地表和深部单工程品位对比得出，矿层沿倾向从地表到深部CaO 含量有所增加，MgO 含量有所减少，fSiO2含量变化较小，深部矿石质量较地表略好。K2 矿层依据单工程加权平均品位统计得出：CaO 为50.43 ～52.36%，平均51.41%；MgO 为0.30%～1.25%，平均0.65%；SiO2为3.43%～5.48%，平均为4.57%；fSiO2为2.24%～3.92%，平均2.82%。矿层主要组分品位变化系数分别为：CaO 为3.83%，分布很均匀；MgO 为88.20%，分布不均匀；fSiO2为41.37%，分布不均匀。矿层品位沿走向CaO含量因MgO、fSiO2含量高低变化而呈负相关小幅变化，总体质量较稳定。选择1、10、11 及12 勘查线地表和深部单工程品位对比，矿层倾向上主要组分变化趋势不明显。K3 矿层依据单工程加权平均品位统计得出：CaO 为49.38～51.30%，平均50.48%；MgO 为0.42%～1.34%，平均1.03%；SiO2为4.58%～6.90%，平均5.58%；fSiO2为3.15%～4.75%，平均3.75%。

矿层主要组分品位变化系数分别为：CaO 为5.90%，分布很均匀；MgO 为91.94%，分布不均匀；fSiO2为68.45%，分布不均匀。矿层品位沿走向CaO 含量因MgO、fSiO2含量高低变化而呈负相关小幅变化，总体质量较稳定；选择3 和13 勘查线地表和深部单工程品位对比得出，矿层倾向上主要组分变化趋势不明显。

综上所述，矿区内各矿层有益组分CaO 含量变化区间较小，分布很均匀；有害组分MgO 和fSiO2含量变化区间较大，MgO 分布不均匀- 很不均匀，fSiO2分布均匀- 不均匀。当矿层有益组分CaO 含量较高时，有害组分MgO 和SiO2含量则较低，二者之间呈负相关关系。矿床矿石质量沿走向变化较小，质量较稳定；矿石质量沿倾向变化趋势不明显。

3.3 矿石自然类型

根据矿石的矿物成分、结构、构造特征，结合矿石宏观特征将矿区内矿石划分为中厚层微晶灰岩、砾屑灰岩和条带灰岩三种自然类型。

3.3.1 中厚层微晶灰岩

为矿区内主要矿石类型，广泛分布于K1 和K3 矿层，矿石一般呈浅灰- 灰色，微晶- 粉晶结构，中厚层状构造。主要由方解石组成，方解石大部分粒度在小于0.03mm，呈微晶状。

3.3.2 砾屑灰岩

为矿区内主要矿石类型，主要分布于K2 矿层,K1 矿层见少量，矿石一般呈浅灰- 深灰色，砾屑、微晶- 粉晶结构，层状构造。主要由方解石及砾屑组成，方解石大部分粒度在小于0.03mm，呈微晶状，砾屑不均匀顺层断续散布。

3.3.3 条带状灰岩

为矿区次要矿石类型，K3 矿层局部可见，矿石呈灰- 深灰色，微晶- 泥晶结构，条带状构造。条带多为灰黄色，矿石主要由泥晶- 微晶方解石组成。

4 矿床成因及找矿标志

矿区为一套以碳酸盐岩为主的沉积，碳酸盐岩中普遍发育条纹- 条带构造，属浪基面之下的深水沉积。发育条纹- 条带构造的碳酸盐岩中发育有同期变形构造- 滑陷构造，表现为岩层发育有一系列弯曲程度不等的“褶皱”，即滑塌褶皱。局部岩层可见拉裂现象，剪切面或重力断层，尚见角砾岩化现象，可见存在滑塌沉积。矿区内矿石主要类型为中厚层微晶灰岩和砾屑灰岩，含矿层厚度不大，多呈透镜状或似层状产出，砾屑与填隙物成分基本一致的砾屑灰岩属滑塌角砾岩。滑塌沉积是指示斜坡带的可靠相标志，因而认为矿区属台地前缘斜坡相沉积矿床，属上斜坡环境。

该地区石灰岩矿床主要赋存于寒武系中统香山群中，含矿层一般厚度不大、规模较小，多呈透镜状或似层状产出，地貌上常为山梁。

5 结论

石灰岩是地壳中分布最广的矿产之一，是主要由方解石矿物组成的碳酸盐岩，通常用作矿物原料的商品被称为石灰石，在建筑、冶金、化工、轻工、食品、石油、农业等诸多领域中具有广泛的用途，是水泥工业的重要原料[2]。

巴兴图水泥用石灰岩在能耗成本允许的条件下，提高生料的细度，可以改善生料的易烧性能。所以巴兴图矿区水泥用石灰岩矿石的易磨性及易烧性在正常范围之中，能够满足2500t/d熟料新型干法水泥生产线的技术和质量要求，只要合理搭配矿石，并进行质量监控，可生产出合格的普通硅酸盐水泥。

采用阿拉善左旗瀛海建材有限责任公司水泥厂生产工艺，可以生产达到或高于国家标准的普通硅酸盐水泥（32.5R、42.5R）、复合硅酸盐水泥（32.5R）。

建议应充分合理地开发利用矿石资源，对原料配料方案进行深入研究，调整原料配料比例，使矿区石灰岩矿石与其它原料配比更趋合理，力争生产出低碱高标号水泥。