呼格吉勒?qǐng)D礦區(qū)水泥用灰?guī)r礦礦床地質(zhì)特征及開采技術(shù)條件

孫澤晨

（中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心內(nèi)蒙古總隊(duì)，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010）

【勘探技術(shù)】

呼格吉勒?qǐng)D礦區(qū)水泥用灰?guī)r礦礦床地質(zhì)特征及開采技術(shù)條件

孫澤晨

（中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心內(nèi)蒙古總隊(duì)，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010）

本文綜述了呼格吉勒?qǐng)D水泥用灰?guī)r礦區(qū)域地質(zhì)背景、礦體賦存層位、規(guī)模、礦床開采技術(shù)條件、礦床成因及今后找礦標(biāo)志。

水泥灰?guī)r；地質(zhì)特征；開采技術(shù)條件；成因；呼格吉勒?qǐng)D

礦區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)興安盟扎賚特旗政府所在地音德爾鎮(zhèn)北西方向，直線距離約56km，行政區(qū)劃隸屬扎賚特旗阿爾本格勒鎮(zhèn)管轄。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

1.1 地層

本區(qū)地處內(nèi)蒙古自治區(qū)東部烏蘭浩特之北東部，大地構(gòu)造位置位于天山—興蒙地槽系的內(nèi)蒙古中部地槽褶皺系北東端，為蘇尼特右旗晚華力西地槽褶皺帶北東部哲斯—林西復(fù)向斜的北東端，中生代歸屬大興安嶺—燕山中生代巖漿巖帶的中部。

勘查區(qū)古生代地層區(qū)劃屬華北地層大區(qū)、內(nèi)蒙古草原地層區(qū)、錫林浩特—磐石地層分區(qū)；中新生代地層區(qū)劃屬濱太平洋地層區(qū)、大興安嶺地層分區(qū)、烏蘭浩特—赤峰地層小區(qū)。區(qū)域內(nèi)出露地層有古生界中二疊統(tǒng)大石寨組(P2ds)及哲斯組(P2zs)；中生界中侏羅統(tǒng)萬寶組(J2wb)，上侏羅統(tǒng)滿克頭鄂博組(J3mk)、瑪尼吐組(J3mn)及白音高老組(J3b)；第四系全新統(tǒng)(Qh)。

1.2 構(gòu)造

本區(qū)一級(jí)構(gòu)造單元屬天山—興蒙地槽系，二級(jí)構(gòu)造單元屬于內(nèi)蒙古中部地槽褶皺系，三級(jí)構(gòu)造單元屬于蘇尼特右旗晚華力西地槽褶皺帶的北東部哲斯—林西復(fù)向斜北東端。中生代位于大興安嶺火山巖帶同興—寶石火山噴發(fā)帶的中部，南東部以八里罕—嫩江深大斷裂為界，與松遼盆地毗鄰。

1.3 巖漿巖

區(qū)域內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，侵入巖分布廣泛，各期、各類巖漿巖均較發(fā)育。按侵入關(guān)系、巖漿旋回、絕對(duì)年齡、巖石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、化學(xué)成分、副礦物組合，并結(jié)合鄰區(qū)對(duì)比，將區(qū)內(nèi)侵入巖劃分為二疊紀(jì)、侏羅紀(jì)、白堊紀(jì)。其中晚二疊世石英閃長(zhǎng)巖分布較少。晚侏羅世以花崗巖為主，多呈巖株、巖枝產(chǎn)出，分布廣泛，為大面積中—酸性巖漿侵入，噴發(fā)的同時(shí)伴生有大量脈巖侵入，其展布方向以北東向、北北東向、北西向?yàn)橹?，近東西向、近南北向次之，巖石類型有閃長(zhǎng)(玢)巖、正長(zhǎng)(斑)巖、二長(zhǎng)(斑)巖、(花崗)細(xì)晶巖、花崗(斑)巖、石英脈等。早白堊世侵入巖發(fā)育，在區(qū)域北東部巨寶屯一帶見黑云母花崗巖，呈東西向不規(guī)則狀巖株產(chǎn)出。

2 礦區(qū)地質(zhì)概況

2.1 地層

礦區(qū)內(nèi)出露地層主要有古生界中二疊統(tǒng)哲斯組上段(P2zs2)和第四系全新統(tǒng)殘破積層(Qh)，見下頁圖。地層由老至新分述如下：

(1) 中二疊統(tǒng)哲斯組上段(P2zs2)：主要出露于礦區(qū)中部的山脊。為淺海相沉積，巖性以白—肉紅色結(jié)晶灰?guī)r為主，其次為灰—深灰色亮晶灰?guī)r?？偤穸龋?08.00m，下與巖體呈侵入接觸。由16個(gè)鉆孔和4條探槽對(duì)其進(jìn)行控制。礦區(qū)內(nèi)根據(jù)巖性組合特征分為二個(gè)巖性段。

哲斯組上段一巖段(P2zs2-1)：受兩側(cè)巖體的影響，該層出露不全，主要分布于勘查區(qū)北側(cè)。向斜南翼產(chǎn)狀：傾向333～337゜，傾角61～89゜，向斜北翼產(chǎn)狀：傾向164～178゜，傾角53～83゜。區(qū)內(nèi)控制最大揭露厚度17.50m，最小揭露厚度6.92m，平均厚度10.50m，受后期侵入巖破壞及風(fēng)化剝蝕，厚度變化較大，個(gè)別地段被完全侵蝕。巖性為亮晶灰?guī)r，新鮮面為灰、深灰色，風(fēng)化面淺灰、灰褐色，細(xì)晶結(jié)構(gòu)、半自形粒狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，個(gè)別地段見少量燧石條帶和燧石結(jié)核。與下伏巖體呈侵入接觸。

哲斯組上段二巖段(P2zs2-2)：出露于礦區(qū)中部山脊部位，為向斜的主體，向斜南翼產(chǎn)狀：傾向5～339゜，傾角35～78゜，向斜北翼產(chǎn)狀：傾向132～183゜，傾角46～69゜。最大揭露厚度為229.00m，最小揭露厚度30.36m，平均厚度88.66m。巖性為結(jié)晶灰?guī)r，巖石新鮮面為白色、淺白色及少量肉紅色，風(fēng)化面淺褐色、白色，粗晶結(jié)構(gòu)、半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖石主要由方解石組成。巖石后期被多條碳酸巖礦物方解石脈穿切，個(gè)別地段見少量燧石條帶和燧石結(jié)核。與下伏一巖段(P2zs2-1)呈漸變過渡關(guān)系。該層為本次工作的賦礦層位。

呼格吉勒?qǐng)D礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖

(2) 第四系全新統(tǒng)(Qh)：礦區(qū)四周低洼處大面積分布，巖性為深褐色砂土，腐殖土、沖洪積物及殘坡積物。厚度0.46～3.30m，不整合覆蓋在其他老地層之上。

2.2 構(gòu)造

鋼廠向斜橫穿礦區(qū)東西兩側(cè)，向斜核部走向北東—南西，向斜北翼地層傾向132～183゜，傾角46～83゜；南翼地層傾向339～5゜，傾角35～89゜。向斜核部地層為哲斯組上段二巖段(P2zs2-2)白—肉紅色結(jié)晶灰?guī)r，兩側(cè)哲斯組下端一巖段(P2zs1)灰—深灰色亮晶灰?guī)r受巖體影響殘缺不全。本層勘查范圍內(nèi)礦體位于向斜北翼。

采礦屯—哈爾朝楚屯斷層(F3)位于礦區(qū)西北側(cè)，呈半環(huán)狀，出露長(zhǎng)度約15km?？傮w走向51°，傾向北西，傾角55～66°，斷層性質(zhì)為逆斷層。斷層使大石寨組(P2ds)與哲思組(P2zs)呈斷層接觸。斷層兩側(cè)三角面發(fā)育，見構(gòu)造角礫巖，局部充填石英脈。

2.3 侵入巖

礦區(qū)內(nèi)巖漿侵入活動(dòng)為華力西晚期，區(qū)域上按其侵入關(guān)系，巖石礦物和巖石化學(xué)特征可劃分為三個(gè)侵入期次，礦區(qū)內(nèi)為第二期侵入次花崗巖巖組。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體形態(tài)、產(chǎn)狀及規(guī)模

礦體賦存于中二疊統(tǒng)哲斯組上段第二巖性段(P2zs2-2)地層中，通過本次勘查工作，圈定一個(gè)符合水泥用灰?guī)r礦體。礦體呈北東—南西向分布，由于受兩側(cè)巖體影響，礦體南西端變窄，北東段變寬，礦體總體形態(tài)呈喇叭狀分布。鉆孔和槽探沿走向工程控制長(zhǎng)度700m，沿傾向工程控制延深86.00～237.00m，厚度66.78～114.50m，平均厚度98.42m。礦體地層產(chǎn)狀：傾向132～183゜，傾角56～63゜。礦體厚度變化系數(shù)為22.10%，屬厚度變化穩(wěn)定的礦層。礦體特征見表1。

表1 礦體特征

3.2 礦石質(zhì)量

礦石主要有益組分CaO含量52.87%～55.30%，平均為54.32%；主要有害組分MgO含量0.31%～0.92%，平均0.40%。CaO品位變化系數(shù)為3.68%，屬均勻的；MgO品位變化系數(shù)為5.62%，屬均勻的。礦石質(zhì)量沿走向和傾向變化特征見表2。

礦石化學(xué)成分含量較均勻，有益、有害組分沿走向、傾向變化幅度不大，礦層礦石品位變化屬穩(wěn)定類型，礦石中有益組分CaO含量較高，有害組分含量較低，礦石質(zhì)量穩(wěn)定，礦石品位均符合水泥用石灰?guī)rⅠ級(jí)品工業(yè)指標(biāo)要求[1]。

4 礦山開采技術(shù)條件

4.1 水文地質(zhì)

礦區(qū)位于基巖裂隙水補(bǔ)給徑流區(qū)。靜止水位標(biāo)高383.89m，礦坑最低開采面(排泄面)標(biāo)高360.00m。礦區(qū)西北側(cè)哈爾朝楚村地形最低高程342.8m，為礦區(qū)的最低侵蝕基準(zhǔn)面。

表2 礦石質(zhì)量沿走向和傾向變化特征

礦區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件中等，礦區(qū)以西及四周地勢(shì)較低的平坦地帶為松散層孔隙潛水區(qū)，礦區(qū)西側(cè)有若干眼季節(jié)性下降泉，雨季泉水流量加大，旱季流量明顯減小。含水層巖性為第四系松散砂土及砂礫石層孔隙含水層，主要補(bǔ)給來源為大氣降水補(bǔ)給。泉眼所處山間溝谷地帶，泉水呈線狀分布，周圍水草叢生植被茂盛，主要用途為當(dāng)?shù)厣钣盟澳羺^(qū)牛羊用水。該處最大的泉眼編號(hào)為S02，泉口標(biāo)高為377.00m，雨季流量為4.54L/S，泉水無色、無味、透明度好，水化學(xué)類型為HCO3-Ca型水，礦化度M≤lg/L，水質(zhì)良好，為將來礦山開采時(shí)水源地的最佳選擇。

4.2 工程地質(zhì)

礦區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)興安盟東部，大興安嶺中段南麓山地向東南松嫩平原延伸的過渡地帶。地形地貌條件簡(jiǎn)單，礦體主要位于山脊之上，開采時(shí)有利于自然排泄，地層巖性單一，主要以結(jié)晶灰?guī)r為主，巖溶不發(fā)育，巖體結(jié)構(gòu)以塊狀結(jié)構(gòu)為主，巖石強(qiáng)度高，穩(wěn)定性好。礦區(qū)工程地質(zhì)勘查類型屬層狀—塊狀類工程地質(zhì)條件簡(jiǎn)單型。

4.3 環(huán)境地質(zhì)

根據(jù)GB18306-2015附錄A《中國(guó)地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖》[2]得知，本地區(qū)動(dòng)峰值加速度0.05g，對(duì)照裂度為Ⅵ。該地區(qū)近50年沒有發(fā)生過大的地震活動(dòng)，屬地質(zhì)活動(dòng)較穩(wěn)定地區(qū)。

礦區(qū)開采不易引發(fā)地面塌陷、滑坡等不良地質(zhì)現(xiàn)象，礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量良好，屬于第一類。

4.4 礦山開采技術(shù)條件類型

水文地質(zhì)勘探類型以層狀巖類為主，含水層為裂隙、溶隙充水的水文地質(zhì)條件中等的礦床；工程地質(zhì)條件為以塊狀—厚層狀結(jié)構(gòu)為主的工程地質(zhì)條件簡(jiǎn)單型。Ⅲ級(jí)以下結(jié)構(gòu)面發(fā)育，露采邊坡與主要結(jié)構(gòu)面呈外斜，邊坡較穩(wěn)定；礦區(qū)附近無污染源，地下水水質(zhì)較好。環(huán)境地質(zhì)質(zhì)量良好。

就礦床開采技術(shù)條件而言，礦床水文地質(zhì)條件中等，而工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)條件比較簡(jiǎn)單。遵循水文、工程、環(huán)境地質(zhì)相統(tǒng)一，重點(diǎn)突出的原則，將礦床開采技術(shù)條件類型劃分為：開采技術(shù)條件中等以水文地質(zhì)問題為主的礦床，即Ⅱ-1型。

5 礦床成因及找礦標(biāo)志

5.1 礦床成因

早二疊世早期海水侵進(jìn)華北陸臺(tái)北緣東西向邊緣海盆，在該區(qū)沉積了早二疊世早期的淺海碎屑巖相地層，含較多的腕足動(dòng)物化石，上部屬陸相，部分地區(qū)變?yōu)橹行匀蹘r及其凝灰?guī)r、硅質(zhì)巖及酸性巖，形成陸相火山巖及湖相碎屑巖組合，與正常碎屑巖交替出現(xiàn)，反映出火山噴溢、噴發(fā)的間歇性，之后連續(xù)沉積了神山組的砂礫巖、生物碎屑灰?guī)r、硅質(zhì)巖，含豐富的蜓、腕足類、珊瑚等化石。綜上所述，本區(qū)地層為淺海相沉積。自下而上為粉砂粘土巖—碳酸鹽(大理巖)—粉砂泥質(zhì)巖。沉積物由粗—細(xì)—粗，構(gòu)成兩個(gè)不完整的沉積旋回。巖層普遍受低級(jí)區(qū)域變質(zhì)作用。碳酸鹽類巖石一般為結(jié)晶灰?guī)r，巖相和厚度變化不大。故本區(qū)礦床應(yīng)屬淺海相沉積碳酸鹽巖礦床。

5.2 找礦標(biāo)志

該區(qū)結(jié)晶灰?guī)r屬中二疊統(tǒng)哲斯組上段第二巖性段(P2zs2-2)，為一套淺海相沉積，是本區(qū)的水泥用灰?guī)r含礦層位，扎賚特旗境內(nèi)神山地區(qū)分布大量該組地層。今后找礦重點(diǎn)應(yīng)在這一套淺海相地層中尋找。

6 結(jié)論

內(nèi)蒙古自治區(qū)興安盟東部水泥工業(yè)落后，而且周邊黑龍江省西南部、吉林省西北部石灰?guī)r礦非常短缺，嚴(yán)重制約著水泥工業(yè)發(fā)展，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需水泥基本上從外地調(diào)入，每年僅水泥的需求，給交通運(yùn)輸造成很大壓力。

長(zhǎng)期而言，水泥仍然處于長(zhǎng)期的高速增長(zhǎng)期。在我國(guó)城鎮(zhèn)化沒有完成以前，水泥需求將依然保持高增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。因此，未來的礦山有較好的開發(fā)前景，并能帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)當(dāng)?shù)丶爸苓叺貐^(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。本礦山的開發(fā)可緩解該地區(qū)石灰?guī)r礦的短缺現(xiàn)狀，具有非常大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益。

[1]中華人民共和國(guó)國(guó)土資源部.DZ/T0213-2002 冶金、化工石灰?guī)r及白云巖、水泥原料礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2002.

[2]中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB18306-2015 中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2015.

P619.225

A

1007-9386(2017)02-0016-03

2017-01-09