宁夏中宁县黑疙瘩沟南米钵山组灰岩成矿特征及开发利用前景

何治林

（中国建筑材料工业地质勘查中心宁夏总队，宁夏 银川 750021）

1 概述

宁夏地区石灰岩矿分布广泛，资源储量丰富，是优势矿种之一，工业类型主要为水泥灰岩、制碱灰岩及电石灰岩。目前全区已查明的石灰岩矿床全部赋存于奥陶系中下统天景山组，在米钵山组尚未发现有满足质量指标要求的石灰岩矿或达到可开采储量的矿床。

为全面贯彻落实党中央生态环保思想及政策，宁夏地区石灰岩矿虽储量丰富，大多石灰岩矿床不能开发利用。随着西部大开发及当地基建需要，石灰岩矿仍处于供需上升及紧张期。为探索石灰岩找矿新突破口，本文着重探讨与研究米钵山组砾屑灰岩作为水泥灰岩的可能性，以提供当地经济建设的基础保障。

1.1 交通位置及自然地理概况

宁夏中宁县黑疙瘩沟南米钵山组砾屑灰岩矿区（以下简称“调查区”）距离中宁夏县城南东约17km。县城至调查区有约10km 油路、7km 便道，交通较便利。

调查区大体为东西方向的一条山脊，属低中山地貌，山势平缓，沟谷发育。区内无常年性径流，仅在暴雨后沟谷中有暂时性水流。调查区属中温带干旱气候区，四季变化分明，年温差和日温差均较大。夏季炎热而冬季寒冷。

1.2 区域地质勘查工作

1973 年宁夏区调队在该区进行了1／20 地质矿产野外调查工作。

2000-2002 年宁夏地质环境监测总站开展了1/5 万中宁县幅区域地质调查。

黑疙瘩沟一带有多次针对奥陶系中下统天景山组石灰岩矿的系统地质工作，但无针对奥陶系米钵山组灰岩地层含矿性的评价，因此有必要对该调查区开展较系统的地质调查工作，以大致了解砾屑灰岩作为水泥用的可能性及资源量。

2 调查区地质特征

调查区区域大地构造属于秦祁昆造山系(Ⅰ)，北祁连弧盆系(Ⅱ)，走廊弧后盆地(Ⅲ)，香山北缘前陆盆地(Ⅳ)，瀛龙山- 窑山晚古生代前陆盆地(Ⅴ)。区内构造较简单，地层呈单斜产出，局部见有小褶曲。本区地层区划属华北地层大区、秦祁昆地层区、祁连- 北秦岭地层分区、宁夏南部地层小区。区域地层情况见表1。区域地质见图1。

表1 区域地层简表

图1 区域地质图

2.1 地层

调查区基岩基本裸露,地层出露较好。分述如下：

2.1.1 下奥陶系天景山组（O1-2t）：岩性为灰- 深灰色中厚层状灰岩，普遍含有燧石结核，结核多呈团块状分布，结核大小在2-8cm，局部富集呈现条带状，条带宽约5-15cm。岩层总体倾向南西，倾角24-44°，厚度＞37.08m。与泥盆系地层呈断层接触，在断层接触部位出现浅肉红色灰岩破碎带。

2.1.2 下- 中奥陶系米钵山组（O1-2mb）：地貌上为东西向延伸的山梁，形成调查区内的最高峰。根据岩性组合特征，该组分为下段和上段。

a 下- 中奥陶系米钵山组下段（O1-2mb1）：底部岩性为浅红- 灰白色含砾钙质板岩，夹浅灰色薄- 中层砾屑灰岩，砾屑成分以天景山组灰岩为主，粒径数厘米到数十厘米不等，有一定磨圆度，顶部岩性为灰红、灰白色钙质板岩。厚＞31.45m。与下伏天景山组呈整合接触，为水泥灰岩矿层底板。b 下- 中奥陶系米钵山组上段（O1-2mb2）：岩性为浅灰、灰红色中- 巨厚层砾屑灰岩，单层厚度0.5-2m 不等，偶见竹叶状灰岩，底部偶夹灰红色中- 厚层含细砾亮晶砂屑灰岩，调查区中西部有灰红色、灰白色钙质板岩夹层，夹层控制厚度42.74m。砾屑成分以天景山组灰岩为主，含极少量的紫红色砂岩砾屑，呈接触式胶结，粒径以5-30cm 为主，约占90%，呈圆状。胶结物主要以灰色碳酸钙物质为主，少量紫红色、灰白色泥砂质。厚119.55-810.41m。为本次评述米钵山组石灰岩矿的赋存层位。

2.1.3 泥盆系老君山组（Dl1）：岩性以砂砾岩、紫红色厚- 中厚层钙质中细粒长石石英砂岩、灰白- 浅灰红色石英砂岩为主，砾石大小约为0.3-3cm，成分为灰岩。岩层倾向南西，倾角32-40°。厚＞13.09m，与上覆天景山组地层呈断层接触，与下伏米钵山组地层呈角度不整合接触，为水泥灰岩矿层顶板。

2.1.4 第四系上更新统上部风积层（Qp3-2eol）：岩性以黄土为主，少量砾石、砂、粉质砂土为主，上有植被生长，厚＞1.5m。

2.2 构造

调查区构造较简单，岩矿层呈单斜层状产出，局部见有小褶曲，总体南西倾向，中东部微转南东倾向，倾向145-220°，倾角25-45°。对矿层分布形态有一定控制作用的断层有2 条，分别为F1、F2 正断层。图2 为调查区地质图。

图2 调查区地质图

2.3 区域矿产

该区域内矿产主要为水泥用石灰岩、建筑用石料和建筑用砂，其他矿产贫乏。该地区水泥用石灰岩矿山伴随水泥企业的成长开采已有30 年之久。暂无将米钵山组的砾屑灰岩作为水泥用的石灰岩矿。

3 矿床地质特征

3.1 矿床产出特征及质量

调查区有一层水泥用石灰岩矿，赋存于下- 中奥陶系米钵山组上段（O1-2mb2）地层中，岩性为浅灰、灰红色中- 巨厚层砾屑灰岩，呈单斜层状产出。总体走向呈东西向展布，倾角25-45°，且连续性好。矿层东西长度约2.8km，南北宽度约1.4km，控制厚度82.71-714.82m，平均310.43m。矿层地质特征见图3。矿层矿石质量：CaO 在43.98-52.26%之间, 平均49.75%；MgO 在0.00-2.63%之间, 平均0.62%；SiO2含量2.25-12.75%，平均7.87%；fSiO2在2.12-7.65%之间，平均4.69%。矿石有害组分K2O、Na2O、SO3、Cl 偏低，矿石质量较好。

图3 1-1′勘查线剖面图

3.2 矿石结构、构造及矿物成分特征

矿石具砾屑结构，块状构造，接触式胶结。矿石矿物成分由砾屑、砂屑、胶结物组成。砾屑成分为细晶灰岩、泥晶灰岩、砂屑灰岩和含铁质细晶灰岩，含量约10%。胶结物成分为亮晶方解石及少量铁质，具粒状镶嵌结构，将砾屑和砂屑胶结在一起，含量约12%～23%。

3.3 矿床成因

调查区内米钵山组砾屑灰岩（水泥用石灰岩）岩性为浅灰、灰红色中- 巨厚层砾屑灰岩。砾屑灰岩分选性、磨圆度均较好，亮晶或亮泥晶胶结。该段具均一性层序，沉积厚度大。据此黑疙瘩沟南下- 中奥陶系米钵山组上段（O1-2mb2）为斜坡相颗粒流沉积亚相，为台地前缘斜坡扇型沉积矿床。

3.4 矿床开采技术条件

该矿床开采技术条件一般，属于中等类型。未来矿山严格按照绿色矿山要求建设。开采过程中应重视边坡稳定性，采区范围内要挖掘排洪沟，矿运道路上的必要地段埋置涵管，防止山洪、泥石流侵入。此外，要配备防尘等各项安全设施，保证生产安全。该区夏季天气炎热，冬季干冷，常年多风，应注意防火。矿区植被稀少。该区处于南北地震带上，地震设防烈度为Ⅷ级，因此矿山建设和生产要注意地震活动的影响。矿床最低开采标高均在当地最低侵蚀基准面之上，矿体开采不受地下水危害。

4 调查区资源量

经预估算，调查区估算范围1.84km2内米钵山砾屑灰岩作水泥灰岩矿石资源量约2.5 亿吨（估算标高位于调查区地形最低标高以上）。考虑未来矿权设置需避开调查区中部的高压输电线，扣除压覆部分资源量，可供开采资源量约1.3 亿吨。预算见叠图4。

图4 资源量预算叠合图

5 矿业权设置情况

截止目前，从中宁县自然资源局获悉，已设置采矿权1 处，划分资源量约1000 万吨，面积0.1051.84km2。周边矿业权设置见图5。

图5 矿业权设置关系图

6 矿石开发利用前景

宁夏的经济发展相对落后于全国平均水平，根据全国以往发展的经验，水泥市场潜在需求增长空间较大。随着国家经济建设向中西部转移，一批重点水利工程、铁路、公路等重点项目的实施以及城镇化建设对水泥的需求量也随之加大。经过探讨及研究大致了解了调查区米钵山组砾屑灰岩成矿地质条件、作为水泥灰岩矿的赋存层位和矿层地质特征，对矿层的空间分布和质量变化有了初步的认识，预估算水泥用灰岩矿资源量较大、化学成分基本满足水泥灰岩矿石质量要求、开采及运输条件优越，具有良好的开发利用前景。宁夏针对米钵山地层砾屑灰岩，可作为后续找矿依据。