阿克蘇市四石廠礦區(qū)水泥用石灰?guī)r礦床地質(zhì)特征

王惠江

（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 830000）

阿克蘇市四石廠礦區(qū)水泥用石灰?guī)r礦床地質(zhì)特征

王惠江

（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 830000）

新疆阿克蘇四石廠礦區(qū)大地構(gòu)造位置屬于塔里木—華北板塊塔里木微板塊之柯坪前陸盆地東段南側(cè)，礦體賦存于上寒武—下奧陶統(tǒng)丘里塔格群[(∈3-O1)ql]地層中，出露長(zhǎng)約10km。礦體裸露，無(wú)覆蓋。共圈定了兩個(gè)礦體，Ⅰ號(hào)礦體(次礦體)CaO 52.94%、MgO 0.47%；Ⅱ號(hào)礦體(主礦體)CaO 54.73%、MgO 0.43%。礦床成因?yàn)闇\海相沉積礦床。

水泥用石灰?guī)r；地質(zhì)特征；礦床成因

1 區(qū)域地質(zhì)概況

礦區(qū)大地構(gòu)造位置屬于塔里木—華北板塊塔里木微板塊之柯坪前陸盆地東段南側(cè)。區(qū)內(nèi)出露地層由老至新有：上寒武—下奧陶統(tǒng)丘里塔格群[(∈3-O1)ql]、奧陶系薩爾干群(O2sr)、志留系柯坪塔格群(Skp)、泥盆系塔塔埃爾塔格組(Dt)、衣木干他烏組、石炭系康克林群(C3kn)、二疊系比尤列提群(P1bi)、第三系上新統(tǒng)蒼棕色組(N21c)、第三系礫巖組[(N22-Q1)l]、第四系中更新統(tǒng)洪積層(Q2pl)，第四系上更新統(tǒng)洪積層(Q3pl)，第四系上更新統(tǒng)—全新統(tǒng)洪積層(Q3-4pl)。

本區(qū)未見(jiàn)巖漿巖出露。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)出露地層有寒武—奧陶系丘里塔格群[(∈3-O1)ql]、奧陶系薩爾干群(O2sr)、第三系上新統(tǒng)蒼棕色組(N21c)、第四系上更新統(tǒng)—全新統(tǒng)洪積層(Q3-4pl)(見(jiàn)右圖)。

2.1.1 寒武—奧陶系丘里塔格群[(∈3-O1)ql]

分布于礦區(qū)大部，是礦區(qū)內(nèi)的主要地層，由白云質(zhì)灰?guī)r、層狀石灰?guī)r、燧石質(zhì)灰?guī)r、泥晶灰?guī)r組成，整個(gè)勘探區(qū)內(nèi)按巖性組合大致可分為四層，現(xiàn)由老到新分述如下：

(1) 第一層[(∈3-O1)ql1]：呈東西向分布于礦區(qū)北部，出露長(zhǎng)1 170m，出露寬約150m。北部被第四系覆蓋，南部該群第二層[(∈3-O1)ql2]整合于該層之上，產(chǎn)狀110～167°∠23～53°。構(gòu)成礦區(qū)東部背斜構(gòu)造的兩翼，但其北翼已被剝蝕，礦區(qū)內(nèi)出露的只剩南翼。由灰白色白云質(zhì)灰?guī)r夾少量薄層白云巖組成，頂部為一層厚度約5m的白云巖。

阿克蘇市四石廠礦區(qū)水泥用石灰?guī)r地質(zhì)略圖

(2) 第二層[(∈3-O1)ql2]：呈東西向分布于礦區(qū)中部，出露長(zhǎng)1 696m，出露寬136～326m，與上、下覆地層呈整合接觸。在礦區(qū)東部構(gòu)成背斜構(gòu)造的核部，在礦區(qū)中西部北翼被剝蝕，只剩背斜南翼，北翼產(chǎn)狀20～75°∠28～38°，南翼產(chǎn)狀117～165°∠24～53°。巖性為微晶—泥晶—亮晶石灰?guī)r。厚度為80～270m，自西向東由薄變厚。

(3) 第三層[(∈3-O1)ql3]：呈東西向分布于礦區(qū)中南部，出露長(zhǎng)1 856m，在礦區(qū)中西部北翼被剝蝕，只剩背斜南翼，出露寬32m，產(chǎn)狀135～165°∠50～55°；在礦區(qū)東部分布于背斜兩翼，出露寬約100m，北翼產(chǎn)狀20～75°∠28～38°，南翼產(chǎn)狀117～165°∠24～53°。與上、下覆地層呈整合接觸。巖性為燧石質(zhì)灰?guī)r。厚度為9～56m，自西向東由薄變厚。

(4) 第四層[(∈3-O1)ql4]：呈東西向分布于礦區(qū)中南部，出露長(zhǎng)1 898m，在礦區(qū)中西部北翼被剝蝕，只剩背斜南翼，出露寬17m，產(chǎn)狀140～165°∠46～53°；在礦區(qū)東部分布于背斜兩翼，出露寬約40m，北翼產(chǎn)狀16°∠55°，南翼產(chǎn)狀130°∠40～45°。與上、下覆地層呈整合接觸。巖性為泥晶灰?guī)r。厚度為11～36m。

2.1.2 奧陶系薩爾干群(O2sr)

分布于礦區(qū)南部，由灰黑色炭質(zhì)頁(yè)巖、灰色泥灰?guī)r、紫紅色團(tuán)塊狀泥質(zhì)灰?guī)r與泥巖互層、淺綠色砂巖、泥巖互層夾少量薄層泥灰?guī)r組成，按巖性可分為三層，由老到新分述如下：

(1) 第一層(O2sr1)：巖性為炭質(zhì)頁(yè)巖。厚度為2.7～5.2m。

(2) 第二層(O2sr2)：下部巖性為泥灰?guī)r，厚度2～5m；上部為紫紅色團(tuán)塊狀泥質(zhì)灰?guī)r與泥巖互層。厚約3m。

(3) 第三層(O2sr3)：泥巖、薄層砂巖，厚度大于130m。

奧陶系薩爾干群與下伏寒武—奧陶系的丘里塔格群地層呈整合接觸。

2.1.3 第三系上新統(tǒng)蒼棕色組(N21c)

分布于礦區(qū)北部，巖性為粘土巖。厚度大于100m。與下伏地層寒武—奧陶系的丘里塔格群呈角度不整合接觸。

2.1.4 上更新統(tǒng)—全新統(tǒng)洪積層(Q3-4pl)

分布在礦區(qū)的北部地區(qū)，成分為巖石碎屑、礫石、砂及少量粘土。厚度不詳。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)原始總體構(gòu)造格架為一近東西向延展的背斜構(gòu)造，背斜軸向約87°。由于后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的破壞和風(fēng)化剝蝕作用的影響，目前只在礦區(qū)東端較完整地保留了背斜構(gòu)造的兩翼，北翼產(chǎn)狀為20～34°∠28～38°，南翼產(chǎn)狀為120～135°∠30～35°，此處可能為背斜構(gòu)造的傾伏端。礦體中、西段背斜構(gòu)造的北翼被剝蝕，只殘存了背斜構(gòu)造的南翼，產(chǎn)狀為110～142°∠23～45°；總體看礦區(qū)構(gòu)造較簡(jiǎn)單。

礦區(qū)北部近底板處見(jiàn)有一條逆斷層F1。延伸方向同礦體走向相近，傾向南東，傾角在45～70°?？梢?jiàn)延展長(zhǎng)度770m。斷層面較平直，上、下盤(pán)貼合緊密，無(wú)明顯的斷層泥和破碎帶，有擦痕，推斷該斷層具有壓扭性質(zhì)，為逆斷層，斷層面寬0.2～0.6m，斷距在10～20m。由于該斷層發(fā)育于礦體底板圍巖中，對(duì)礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀、規(guī)模和礦石質(zhì)量無(wú)影響。

2.3 巖漿巖

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

3 礦體地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

石灰?guī)r礦體賦存于上寒武—下奧陶統(tǒng)丘里塔格群[(∈3-O1)ql]地層中，地表出露形態(tài)為一北東東—南西西向連續(xù)的長(zhǎng)條形駝峰狀山脊，規(guī)模巨大，出露長(zhǎng)約10km。礦體裸露，基本無(wú)覆蓋。本次勘探區(qū)范圍位于礦體的東段，勘探區(qū)內(nèi)Ⅰ、Ⅱ號(hào)礦體控制長(zhǎng)度均為1 634m?？碧絽^(qū)范圍內(nèi)從上到下可分為兩層礦體，上部礦體(即寒武—奧陶系丘里塔格群第四層)規(guī)模較小，為次礦體，編為Ⅰ號(hào)礦體；下部礦體(即寒武—奧陶系丘里塔格群第二層)規(guī)模較大，為主礦體，編為Ⅱ號(hào)礦體。其特征分別介紹如下。

3.1.1 Ⅰ號(hào)礦體

分布于勘探區(qū)南部、Ⅱ號(hào)主礦體的上部，呈狹窄的長(zhǎng)條狀帶狀北東東—南西西向，與Ⅱ號(hào)礦體平行展布，礦層厚度較薄，厚為6.48～16.09m，平均厚10.97m，厚度變化系數(shù)為0.29%。該礦體上部大部分被剝蝕，位于長(zhǎng)條形駝峰狀山脊(Ⅱ號(hào)主礦體)的坡腳下，出露標(biāo)高較低，由東向西有逐步抬高的趨勢(shì)，一般在1 340～1 420m之間。礦體出露沿傾向斜深27.39～128.67m，平均71.06m；出露垂深18.25～100.03m，平均55.69m。

礦體內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，未見(jiàn)巖溶構(gòu)造。

該礦體主要由薄層狀泥晶灰?guī)r構(gòu)成，其下部為一層厚度為9～56m的燧石質(zhì)灰?guī)r，為夾于Ⅰ、Ⅱ號(hào)礦體之間的非礦夾層，沿走向厚度變化大，但層位穩(wěn)定，連續(xù)延伸。

3.1.2 Ⅱ號(hào)礦體

分布于勘探區(qū)中部，呈長(zhǎng)條形駝峰狀山脊凸露于地表，北東東—南西西向延伸，為勘探區(qū)的主礦體，厚度較大，且較穩(wěn)定，據(jù)地表工程揭露和深部鉆探工程控制，該礦體總體呈東部厚大西部變薄趨勢(shì)，厚度在40.19～137.63m之間，平均厚99.81m，厚度變化系數(shù)為0.30%。

該礦體由中—厚層狀微晶—泥晶—亮晶石灰?guī)r構(gòu)成，礦石類(lèi)型單一，礦石質(zhì)量穩(wěn)定。礦體沿傾向工程控制斜深223.33～415.83m，平均356.47m；控制垂深62.12～298.42m，平均205.29m。

3.2 礦石質(zhì)量

3.2.1 礦石的自然類(lèi)型及巖性特征

Ⅰ號(hào)礦體：礦石自然類(lèi)型單一，主要為泥晶生物碎屑灰?guī)r，灰—黃灰色，泥晶生物碎屑結(jié)構(gòu)，薄層狀構(gòu)造。礦石由生物碎片(70%)、泥晶方解石膠結(jié)物(30%)及微量褐鐵礦組成。生物屑粒度0.03～1mm，偏粗一些的碎片還能大致分辨為介形蟲(chóng)介殼，占碎屑的25%左右，大部分生物碎片已很微細(xì)，呈粉屑、細(xì)砂屑狀分布，種屬已不能分辨，但推測(cè)可能還為介形蟲(chóng)的碎片；膠結(jié)物由泥晶方解石組成，但有弱重結(jié)晶現(xiàn)象；分布微量氧化褐鐵礦，從外形看具黃鐵礦外形。

Ⅱ號(hào)礦體：礦石自然類(lèi)型單一，主要為亮晶—泥晶含生物屑灰?guī)r，灰白—灰色，含生物屑亮晶—泥晶結(jié)構(gòu)，塊狀(中—厚層狀)構(gòu)造。礦石由內(nèi)碎屑(主要為生物碎屑)組成，粒度極細(xì)，占80%左右；少部分樣品分布有少許砂屑(＜5%)，粒度0.06～0.25mm，砂屑分布較均勻，由泥晶方解石組成，微有重結(jié)晶，呈圓狀外形；膠結(jié)物(占20%)主要由亮晶方解石組成，局部分布少量泥晶方解石，粒度0.1～1.85mm；生物碎片主要為介形蟲(chóng)的介殼碎片，少量腕足及棘屑碎片，部分碎屑很細(xì)微，分布在泥晶方解石中。褐鐵礦微量，呈他形—半自形狀，具黃鐵礦外形，粒度0.03～0.20mm，在方解石中不均勻分布，并對(duì)周?chē)浇馐需F染現(xiàn)象。另有微量綠泥石碎屑分布。

3.2.2 礦石的化學(xué)組分

Ⅰ號(hào)礦體：根據(jù)基本分析和組合分析成果，其平均值(%)為：CaO 52.94、MgO 0.47、SiO23.14、Al2O30.64、Fe2O30.58、K2O 0.174、Na2O 0.053、SO30.107、Cl-0.011 5、燒失量 41.68。

Ⅱ號(hào)礦體：根據(jù)基本分析和組合分析成果，其平均值(%)為：CaO 54.73、MgO 0.43、SiO21.50、Al2O30.26、Fe2O30.11、K2O 0.062、Na2O 0.046、SO30.043、Cl-0.004 2、燒失量 42.93。

3.3 礦體圍巖及夾石特征

3.3.1 礦體圍巖

Ⅰ號(hào)礦體的直接頂板圍巖為奧陶系薩爾干群(O2sr)地層，炭質(zhì)頁(yè)巖與礦體直接接觸，呈灰黑色，含碳泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，頁(yè)理狀構(gòu)造，主要由泥質(zhì)礦物組成，含少量渾圓狀黃鐵礦結(jié)核，結(jié)核直徑一般為2～5cm。巖石頁(yè)理發(fā)育，地表風(fēng)化后呈松軟的土狀。厚度較穩(wěn)定，自東向西由薄變厚，厚度為2.7～5.2m，與礦體呈整合接觸。

Ⅰ號(hào)礦體的底板圍巖為夾于Ⅰ、Ⅱ號(hào)礦體之間的燧石質(zhì)灰?guī)r，巖石呈白色，礫狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖石由碳酸巖和礫狀燧石組成，礫狀燧石呈煙灰色，半透明，油脂光澤，形態(tài)不規(guī)則，礫石直徑多在1～5cm之間，含量約30%。碳酸巖：主要由白色方解石組成，方解石結(jié)晶顆粒粗大，含量約為70%。該層厚度為4.86～24.72m。

Ⅱ號(hào)礦體的直接頂板圍巖即為燧石質(zhì)灰?guī)r。

Ⅱ號(hào)礦體的底板圍巖為寒武—奧陶系丘里塔格群[(∈3-O1)ql]第一層，巖性為白云質(zhì)灰?guī)r呈灰白色，中晶結(jié)構(gòu)，致密塊狀構(gòu)造，主要由方解石、白云石組成，方解石含量約60%～70%，白云石含量約35%。厚度為130m。與礦體呈整合接觸。

3.3.2 礦體夾層

經(jīng)查明，Ⅰ、Ⅱ號(hào)礦體內(nèi)部均無(wú)非礦夾層。

4 礦床成因

泥晶為生物碎屑灰?guī)r，一般在水能量較低的淺海環(huán)境中較發(fā)育。其來(lái)源一是由于海水中CaCO3飽和而產(chǎn)生化學(xué)沉淀；二是生物遺體的分解或粒屑機(jī)械磨蝕而成，生物碎片占70%，主要為介形蟲(chóng)的介殼碎片，少量腕足及棘屑碎片。故本石灰?guī)r礦床為淺海相沉積礦床。如在該地區(qū)發(fā)現(xiàn)上寒武—下奧陶統(tǒng)丘里塔格群灰?guī)r組合地層就有可能找到石灰?guī)r礦床。

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1007-9386(2017)04-0043-03

2017-02-22