新疆庫(kù)車(chē)縣胡同布拉克礦區(qū)石灰?guī)r地質(zhì)特征及成因初探

劉秀娟

(中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心新疆總隊(duì)，新疆 烏魯木齊 830002)

新疆庫(kù)車(chē)縣胡同布拉克礦區(qū)石灰?guī)r地質(zhì)特征及成因初探

劉秀娟

(中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心新疆總隊(duì)，新疆 烏魯木齊 830002)

本文從石灰?guī)r礦產(chǎn)出的區(qū)域地質(zhì)背景、礦區(qū)地質(zhì)概況、礦體產(chǎn)出特征、礦石化學(xué)成分以及礦石類(lèi)型等方面描述了庫(kù)車(chē)縣胡同布拉克礦區(qū)石灰?guī)r礦床地質(zhì)特征，并根據(jù)其地質(zhì)特征初步判定礦床為冰川推運(yùn)作用形成的冰川堆積型石灰?guī)r礦床。

石灰?guī)r礦；地質(zhì)特征；礦床成因；新疆庫(kù)車(chē)

新疆庫(kù)車(chē)縣胡同布拉克礦區(qū)石灰?guī)r礦位于庫(kù)車(chē)縣城36°方位，直線距離56km。前人在該地區(qū)做過(guò)一些基礎(chǔ)地質(zhì)工作，取得了一些認(rèn)識(shí)，但缺乏對(duì)礦床地質(zhì)特征和具體成因的系統(tǒng)描述。針對(duì)上述問(wèn)題，本文主要介紹該石灰?guī)r礦床的基本地質(zhì)特征，并初步探討其成因類(lèi)型。

1 區(qū)域地質(zhì)

礦區(qū)位于塔里木—華北板塊的西北緣，處于新疆西南天山，包括比依克山、哈爾克山及庫(kù)車(chē)山前盆地是哈薩克斯坦—準(zhǔn)噶爾板塊與華北—塔里木板塊接壤部位(見(jiàn)圖1)[1]。

1.1 地層

區(qū)域內(nèi)出露地層由老到新主要有：長(zhǎng)城系阿克蘇巖群(ChA)鈉長(zhǎng)白云石英片巖、二云母石英片巖。下石炭統(tǒng)野云溝組(C1yy)灰?guī)r、砂巖、凝灰?guī)r。上石炭統(tǒng)阿依里河組(C2a)生物屑灰?guī)r。上二疊統(tǒng)比尤勒包谷孜組(P3b)砂巖。早三疊統(tǒng)俄霍布拉克組(T1e)礫巖、砂礫巖、含礫砂巖、粗砂巖。中上三疊統(tǒng)克拉瑪依組(T2-3k)礫巖及含礫巖屑砂巖。晚三疊統(tǒng)黃山街組(T3h)碎屑巖。晚三疊統(tǒng)塔里奇克組(T3t)碎屑巖夾煤層。下侏羅統(tǒng)阿合組(J1a)砂巖并含植物化石。下侏羅統(tǒng)陽(yáng)霞組(J1y)粉砂巖、泥巖、炭質(zhì)頁(yè)巖，含化石。中侏羅統(tǒng)克孜勒努爾組(J2k)粉砂巖、炭質(zhì)頁(yè)巖、石英巖及少量煤層。上侏羅統(tǒng)齊古組(J3q+J3k)泥巖。下白堊統(tǒng)舒善河組(K1s)巖屑砂巖。第四系(Q)上更新統(tǒng)新疆群(Q P3x)礫石、碎石、砂、亞砂土，沖洪積層(Qhal+pl)砂土、砂、礫石等。

1.2 構(gòu)造

該區(qū)域?qū)倌喜抗柨送砑永飽|變形帶，形成東西向延伸、軸西北傾的復(fù)式褶皺構(gòu)造。并因處塔里木板塊北部活動(dòng)邊緣，板塊之間分離與碰撞導(dǎo)致了區(qū)內(nèi)的斷裂構(gòu)造極為發(fā)育，主要分布于提克塔格以北羊布拉克一帶，由數(shù)條規(guī)模不大的斷裂組成。這些斷裂向東至南東方向撒開(kāi)，向提克塔格北麓地帶收攏，斷層多具逆沖推覆性質(zhì)，圍繞提克塔格西部、南部和東南部分布，形態(tài)呈不規(guī)則彎曲狀，呈舌狀向南推覆。

圖1 新疆庫(kù)車(chē)縣胡同布拉克礦區(qū)石灰?guī)r礦區(qū)域地質(zhì)圖

區(qū)域內(nèi)無(wú)巖漿活動(dòng)，也未見(jiàn)巖漿巖出露。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

區(qū)內(nèi)出露的地層較簡(jiǎn)單，主要為上石炭統(tǒng)阿依里河組(C2a)、上二疊統(tǒng)比尤勒包谷孜組(P3b)和第四系(Q)(見(jiàn)圖2)。

圖2 新疆庫(kù)車(chē)縣胡同布拉克石灰?guī)r礦礦區(qū)地質(zhì)圖

(1) 上石炭統(tǒng)阿依里河組(C2a)。

該組地層大面積分布于礦區(qū)北東部，巖層產(chǎn)狀293～343°∠28～45°，傾角呈西部陡而東部緩之勢(shì)。按巖性將該組細(xì)分為三個(gè)巖性段。鈣質(zhì)砂巖段(C2a1)：巖性為暗灰色細(xì)粒鈣質(zhì)砂巖，分布于礦區(qū)東南角，出露產(chǎn)狀293～343°∠28～36°；硅質(zhì)灰?guī)r段(C2a2)：巖性為深灰薄層狀硅質(zhì)灰?guī)r，分布于礦區(qū)東南角，出露產(chǎn)狀298°∠36°；灰?guī)r段(C2a3)：為灰白色厚—巨厚層狀泥晶碎屑灰?guī)r，泥晶碎屑結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，礦物以泥晶方解石為主，占60%～74%以上，生物碎屑占20%左右，少量泥質(zhì)，出露產(chǎn)狀294～312°∠32～45°。

(2) 上二疊統(tǒng)比尤勒包谷孜組(P3b)。

該層分布于礦區(qū)的西南邊緣，巖層產(chǎn)狀170～265°∠15～45°。巖性為暗紅色厚層塊狀礫巖夾砂泥巖條帶；中部為黃綠色砂巖、砂礫巖為主夾少量灰—灰綠色砂泥巖；上部為灰綠—灰黑色薄層狀，板狀炭質(zhì)頁(yè)巖、粉砂巖互層夾砂巖及薄層石灰?guī)r。

(3) 全新統(tǒng)冰積層(Qhgl)。

廣泛分布于礦區(qū)南中部寬闊的谷地中，直接覆蓋在上石炭統(tǒng)阿依里河組與上二疊統(tǒng)比尤勒包谷孜組接觸部位，主要巖性為冰積石灰?guī)r。冰積石灰?guī)r主要由灰白色石灰?guī)r漂礫(礫徑＞2.5m約占20%)、礫石(礫徑2.5～0.01m約占40%)及巖屑、巖粉(礫徑＜0.01m占40%)等組成。漂礫、礫石呈棱角狀或次棱角狀，與巖屑、巖粉雜亂堆積，無(wú)分選性、無(wú)層序。

(4) 全新統(tǒng)風(fēng)積堆積(Qheol)、沖積洪積物(Qhal+pl)。

主要由土黃色或淺黃色未膠結(jié)分選良好的粉砂土、石灰?guī)r巖塊、角礫及砂土構(gòu)成。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)構(gòu)造簡(jiǎn)單，只見(jiàn)一些小的柔皺。基巖型石灰?guī)r礦整體呈向北西方向傾斜的單斜中厚層狀產(chǎn)出，總體產(chǎn)狀294～312°∠32～45°，其傾角呈西部陡而東部緩之勢(shì)。構(gòu)造形態(tài)簡(jiǎn)單。

本次礦區(qū)內(nèi)無(wú)巖漿活動(dòng)，也未見(jiàn)巖漿巖出露。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體地質(zhì)

根據(jù)礦體的產(chǎn)出特征圈定了①、②號(hào)兩個(gè)礦體，①號(hào)礦體是呈基巖產(chǎn)出的石灰?guī)r礦體；②號(hào)礦體是呈冰積堆積產(chǎn)出的石灰?guī)r礦體(圖3)。

圖3 ①、②號(hào)礦體及基巖石灰?guī)r與冰積石灰?guī)r接觸關(guān)系

(1) ①號(hào)礦體。

石灰?guī)r出露于上石炭統(tǒng)阿依里河組(C2a)第三巖性段中，呈單斜巨厚層狀產(chǎn)出。礦體呈北東東—南西西向連續(xù)帶狀產(chǎn)出，礦區(qū)內(nèi)出露2.2km，出露寬度1～2km。

礦區(qū)內(nèi)礦石自然類(lèi)型單一，為微泥晶碎屑灰?guī)r，灰白—灰色，泥晶砂屑、碎屑結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦石由生物碎屑、內(nèi)碎屑和膠結(jié)物組成。生物碎屑以海百合莖為主，少量腕足類(lèi)。粒徑一般在0.10～0.60mm之間，其分布不均勻，占7%～25%；內(nèi)碎屑由泥晶方解石組成，呈次圓狀，粒徑0.06～0.50mm，占45%～75%；膠結(jié)物由粒徑＜0.03mm的泥晶方解石和少量亮晶組成，均勻分布于生物碎屑、內(nèi)碎屑之間，占25%。

礦石的化學(xué)組分平均值(%)為：CaO 54.637、MgO 0.41、SiO20.82、Al2O30.25、Fe2O30.13、K2O 0.059、Na2O 0.040、SO30.033、Cl-0.003 9、燒失量42.10。

(2) ②號(hào)礦體。

該冰積層石灰?guī)r呈北西—南東向帶狀展布，位于該冰積層的北西部，分布于礦區(qū)南部寬闊的谷地中，地表出露形似“楓葉”，長(zhǎng)約2.6km，寬約2.2km，控制厚度＞400m。

礦體由石灰?guī)r的漂礫、礫石、巖屑、巖粉雜亂堆積而成，無(wú)分選性，因此無(wú)層序概念。礦石原巖自然類(lèi)型較為單一，主要為泥晶—微晶—亮晶石灰?guī)r。礦石由生物碎屑、內(nèi)碎屑、鮞粒及填隙物組成。生物碎屑有海百荷莖、苔蘚蟲(chóng)、腕足等，粒徑大小不等，一般在0.4～0.32mm，少量不均勻分布，含量為15%；內(nèi)碎屑呈次圓狀、次棱角狀，粒徑一般0.2～1.5mm，內(nèi)部由泥晶方解石組成，分布不均勻，含量為15%；鮞粒呈圓狀，粒徑一般0.2～0.6mm，不均勻分布，含量為45%；填隙物是由粒徑＜0.03mm的泥晶(22%)，少量亮晶(3%)組成，均勻分布于生物碎屑、內(nèi)碎屑。在接觸的地方由淺褐色方解石、褐鐵礦組成(方解石為鐵染)，褐鐵礦呈渾圓粒狀，粒度0.03～0.20mm，多分布亮晶方解石中，為鐵的氧化物，呈孔隙—接觸式膠結(jié)。

礦石的化學(xué)組分平均值(%)為：CaO 54.66、MgO 0.45、SiO20.87、Al2O30.30、Fe2O30.13、K2O 0.078、Na2O 0.033；SO30.041；Cl-0.004 0、燒失量43.15。

4 礦床成因

1∶20萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查顯示區(qū)內(nèi)可見(jiàn)三期冰川活動(dòng)。第一期分布于海拔2 000～2 650m，在庫(kù)勒湖及羊布拉克可見(jiàn)大量冰漬物；第二期分布在海拔2 900～3 600m之間，冰漬物在河谷上游兩側(cè)及山坡上均可見(jiàn)到；第三期分布在海拔4 000m左右。在提克塔格南坡有中石炭統(tǒng)第一亞組(C2ha)以石灰?guī)r主要組分的冰川堆積物(Q1-2gl)分布。巖性為灰—灰白色灰?guī)r組成的巨大冰川漂礫(直徑最大達(dá)10～30m或更大)，由鈣質(zhì)泥質(zhì)和砂質(zhì)膠結(jié)[2]。

1∶25萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查顯示在提克塔格為中石炭統(tǒng)阿依里河組碎屑巖夾灰?guī)r。它與東部羊布拉克下石炭統(tǒng)野云溝組和南部中新生代地層均為斷層接觸，特別是南西部形成明顯的推覆體。在印支期至燕山期受塔里木板塊和準(zhǔn)噶爾板塊相互作用，區(qū)內(nèi)下部陸殼仰沖，上部逆沖推覆造山，部分地層發(fā)生褶皺，在晚二疊—三疊世主體向西南推覆。三疊紀(jì)末到侏羅紀(jì)、白堊紀(jì)推覆體改變方向變?yōu)橄蚰夏鏇_推覆。中新生代地殼發(fā)生伸展，區(qū)內(nèi)已形成的推覆體產(chǎn)生伸展滑脫，局部可能伴隨有重力下滑。該推覆構(gòu)造約8～10條逆沖斷裂控制，將地層分割成大小不等的推覆巖塊(片)體[3]。

冰漬物純?yōu)樗樾级逊e，無(wú)分選性，巖塊無(wú)定向排列，無(wú)明顯層理，碎屑多具棱狀，冰漬礫石、巖塊、漂礫表面上可見(jiàn)擦痕，大多為粗粒級(jí)碎屑，冰漬物內(nèi)部保存的孢子花粉為寒冷型[4]。

本礦床處于海拔2 200～2 700m，①②號(hào)礦體礦石自然類(lèi)型及礦石質(zhì)量表明，冰積石灰?guī)r礦體原巖與基巖石灰?guī)r礦體的礦石自然類(lèi)型相同，礦石的化學(xué)組分基本一致，只是賦存狀態(tài)不同。且冰積石灰?guī)r礦體主要由石灰?guī)r漂礫(礫徑＞2.5m約占20%)、礫石(礫徑2.5～0.01m約占40%)及巖屑、巖粉(礫徑＜0.01m占40%)等組成，漂礫、礫石呈棱角狀或次棱角狀，雜亂堆積，無(wú)分選性，無(wú)膠結(jié)、無(wú)層序，具有冰漬物5～6個(gè)特征(見(jiàn)圖4、圖5)。因此，該冰積型石灰?guī)r礦床為先屬晚石炭世淺海相沉積巨型基巖型石灰?guī)r礦床，后因提克塔格推覆體推覆作用在西南部形成巨大巖塊崩塌垮落，并經(jīng)各種地質(zhì)作用(破碎堆積冰川推運(yùn)作用)而形成的冰川堆積型石灰?guī)r礦床。

[1]成守德，張湘江.新疆大地構(gòu)造基本格架[J].新疆地質(zhì)，2000，18 (4)：293-296.

[2]新疆地質(zhì)局地質(zhì)測(cè)量大隊(duì).區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告1∶20萬(wàn)庫(kù)勒幅(K-44-ⅩⅧ)[R].1975.

[3]新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院.新疆1∶25萬(wàn)喀贊其幅(K44C 002004)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查成果報(bào)告[R].2005.

[4]李叔達(dá).動(dòng)力地質(zhì)學(xué)原理[M].北京：地質(zhì)出版社，1982：191-206.[5]任杰，王立帥，蘇長(zhǎng)青，等.新疆庫(kù)車(chē)縣胡同布拉克礦區(qū)(水泥用)石灰?guī)r礦北段詳查報(bào)告[R].2013.

圖4 冰積石灰?guī)r地表及開(kāi)采掌子面特征

圖5 冰積石灰?guī)r深部鉆孔賦存特征

P619.225

A

1007-9386(2017)01-0032-03

2016-06-17