新疆陳家山石灰?guī)r礦地質(zhì)特征及礦床成因分析

李 明，鄧如軍，王 博

（新疆地礦局第二區(qū)調(diào)大隊(duì)，新疆 昌吉 831100)

1 區(qū)域地質(zhì)背景及成礦條件分析

詳查區(qū)地處準(zhǔn)噶爾盆地東部南緣，地層區(qū)劃屬北疆-興安地層大區(qū)（Ⅰ），北疆地層區(qū)（Ⅰ1），南準(zhǔn)噶爾-北天山地層分區(qū)（），博格達(dá)地層小區(qū)（）。區(qū)域出露地層主要有：上石炭統(tǒng)柳樹溝組（C2l）、下侏羅統(tǒng)八道灣組（J1b）、第三系獨(dú)山子組（N2d）、第四系上更新統(tǒng)—全新統(tǒng)（圖1）。

圖1 區(qū)域巖石地層區(qū)劃圖

（1）石炭系。石炭系是區(qū)域內(nèi)出露的主要地層，為上石炭統(tǒng)柳樹溝組（C2l），橫貫博格達(dá)山區(qū)。區(qū)域內(nèi)廣泛分布，呈近東西方向延伸，為一套淺海相中酸性-中性火山碎屑巖夾火山熔巖。巖性主要以灰綠色安山質(zhì)火山角礫巖、集塊巖、凝灰?guī)r、沉凝灰?guī)r為主，次見安山玢巖沉積、霏細(xì)斑巖、英安質(zhì)凝灰?guī)r、玄武玢巖，夾灰?guī)r透鏡體。未見下覆地層，與上覆祁家溝組整合接觸，可見厚度2196m。在博格達(dá)山區(qū)東部，巖性為灰綠色晶屑凝灰?guī)r、火山角礫巖、安山質(zhì)巖屑凝灰?guī)r，灰綠色-紫紅色火山角礫巖與凝灰?guī)r互層，夾安山玢巖及灰?guī)r透鏡體，可見厚度2219m。與下侏羅統(tǒng)八道灣組（J1b）為不整合接觸，與上第三系上新統(tǒng)獨(dú)山子組（N2d）為為不整合接觸[1]。

（2）侏羅系。僅見有下侏羅統(tǒng)八道灣組（J1b），零星出露于區(qū)域西南部的中葛根河上游的洞洞溝、黑松凹一帶。大部分呈條帶狀或不規(guī)則狀分布在中-高山區(qū)。上部巖性為灰色黃綠色砂巖，夾泥巖，礫巖和薄層狀[2]、雞窩狀煤層煤線；下部為褐色礫巖相變?yōu)楹贮S灰色長(zhǎng)石巖屑砂巖夾泥巖?？梢姾穸葹?50m。

（3）第三系。僅見上第三系上新統(tǒng)，大部分呈橢圓狀分布在山麓地帶，統(tǒng)稱為獨(dú)山子組（N2d）。巖性為磚紅色、黃紅色、灰色礫巖、砂礫巖，夾紅色泥巖、含礫泥巖，有時(shí)為礫巖和泥巖互層。礫巖成分復(fù)雜，主要是來自南部山區(qū)的各種火山巖礫石，呈棱角狀和次棱角狀，分選性較差，礫徑一般為10cm以下，個(gè)別達(dá)1m以上，鈣質(zhì)泥質(zhì)膠結(jié)。可見厚度為441m。少量分布于山區(qū)拗陷中，以磚紅色橘紅色泥巖為主，夾有礫巖，較薄，厚度不明。

（4）第四系。主要分布在山前地帶，組成沖積—洪積扇及洪積平原，山麓地帶有風(fēng)成堆積，山區(qū)內(nèi)部有很局限的沖積物和冰積物。根據(jù)物質(zhì)成分和地貌特征，將第四系劃分以下成因類型。

2 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造

（1）褶皺構(gòu)造。區(qū)域大地構(gòu)造主體位于北天山褶皺帶博格達(dá)復(fù)背斜北翼，由上石炭統(tǒng)柳樹溝（C2l）組成博格達(dá)復(fù)背斜。復(fù)背斜內(nèi)的褶皺比較發(fā)育，普遍為長(zhǎng)條狀平行排列，背斜、向斜發(fā)育，軸線呈波曲形東西向延伸，脊線多有起伏，褶皺構(gòu)造線方向與山脈走向一致，構(gòu)造形態(tài)較為完整。柳樹溝（C2l）下部為地槽沉降時(shí)期的火山巖建造，褶皺形態(tài)較簡(jiǎn)單，次級(jí)褶曲不發(fā)育，多形成較大的背斜，核部較緊閉，兩翼常不對(duì)稱，兩翼傾角60°～75°；上部為地槽回返階段的上部陸源碎屑巖建造，褶皺形態(tài)較開闊，多為復(fù)式向斜，褶曲發(fā)育，形態(tài)復(fù)雜、多樣，傾角40°～60°。受褶皺構(gòu)造影響，地層產(chǎn)狀變化較大，部分地段產(chǎn)狀倒轉(zhuǎn)[3]。

（2）斷裂構(gòu)造。博格達(dá)復(fù)背斜內(nèi)發(fā)育兩條區(qū)域性的東西向高角度逆斷層，呈弧形或波曲形東西向延伸，斷層面多為南傾，切割上、下構(gòu)造層。可見糜棱巖化、片理化和派生褶曲等現(xiàn)象。詳查區(qū)南側(cè)發(fā)育一條北東—南西走向、延長(zhǎng)數(shù)十—數(shù)百千米的高角度逆斷層構(gòu)造，斷層面傾向東南，傾角65°～70°，斷裂帶在平面上呈波狀彎曲，切割了柳樹溝組地層。此外，還見有一些規(guī)模較小的平推斷層和性質(zhì)不明斷層。

（3）巖漿巖。區(qū)域巖漿巖不發(fā)育，僅在區(qū)域東南部、中南部分布少量輝長(zhǎng)輝綠巖、輝綠玢巖、輝綠巖。呈巖脈、透鏡狀產(chǎn)出。生成時(shí)代為上石炭統(tǒng)，巖石中細(xì)粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，礦物成分以輝石、長(zhǎng)石為主。

（4）區(qū)域礦產(chǎn)。區(qū)域礦產(chǎn)主要為石灰?guī)r礦，正在開采的和詳查區(qū)毗鄰的石灰?guī)r礦有屯河水泥有限責(zé)任公司石灰?guī)r礦、玖順礦業(yè)堿溝石灰?guī)r礦、新疆大唐鼎旺水泥有限公司奇臺(tái)七戶鄉(xiāng)中梁子?xùn)|石灰?guī)r礦、木壘縣水泥廠石灰?guī)r礦、木壘縣東溝鑫瑞石灰?guī)r礦。以上石灰?guī)r礦山均為小型，礦石為賦存于上石炭統(tǒng)柳樹溝組（C2l）中海相沉積的灰?guī)r，白色、灰白色微晶灰?guī)r為找礦標(biāo)志。

（5）成礦條件分析。根據(jù)區(qū)域成礦地質(zhì)條件分析，詳查區(qū)內(nèi)上石炭統(tǒng)柳樹溝組（C2l）廣泛分布，多組成向斜，呈東西向展布，為一套淺海相沉積。柳樹溝組（C2l）中海相沉積的灰?guī)r透鏡體在局部區(qū)域大面積分布。海相沉積的碳酸巖地層分布面積廣，巖性單一，火山巖夾層少，灰?guī)r厚度大、穩(wěn)定延伸，成礦條件極為有利，找礦前景良好。

3 礦區(qū)地質(zhì)特征分析

3.1 礦區(qū)地層

詳查區(qū)出露地層主要為上石炭統(tǒng)柳樹溝組（C2l），遍布于全礦區(qū)；其次是第四系風(fēng)積黃土。

（1）上石炭統(tǒng)柳樹溝組（C2l）。經(jīng)過詳查地質(zhì)工作，柳樹溝組（C2l）在詳查區(qū)主要地層組合為：①上部為灰安山綠色玄武質(zhì)巖屑凝灰?guī)r（tf），巖屑凝灰質(zhì)結(jié)構(gòu)，斑雜構(gòu)造。巖石主要由成分十分單一的火山碎屑、巖屑構(gòu)成。粒度大小不一，呈不規(guī)則狀、凹圓角狀、次角狀。由安山巖、玄武巖、安山玄武巖組成，并不同程度的被綠泥石所替代絹云母化，而巖屑之間的間隙由梳狀綠泥石所膠結(jié)。主要分布在詳查區(qū)的東部，在詳查區(qū)內(nèi)出露長(zhǎng)度460m左右，寬度最大100m左右，走向近南-北，傾向南南東。石灰?guī)r礦體的底部基本均出露該地層，與中部石灰?guī)r礦體呈整合接觸關(guān)系。②中部為灰黑色、灰色層狀含砂微晶粉晶灰?guī)r（sLs），含砂生物屑碎屑微晶粉晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石主要由方解石構(gòu)成，含有少量細(xì)砂屑、粉砂屑、生物碎屑。細(xì)砂屑、粉砂屑呈次圓狀、次棱角狀、棱角狀，磨圓不好，不均勻分布，數(shù)量不多，占5%。生物碎屑呈圓狀、棒狀、弓狀、塊狀、橢圓狀，粒徑0.25mm～1mm，分布不均勻，占巖石20%～25%。微晶粉晶方解石粒度細(xì)小，粒徑0.02mm～0.06mm，多數(shù)粒徑0.1～0.3mm，呈團(tuán)塊狀分布。該類巖石主要分布于詳查區(qū)的中偏東部區(qū)域，出露長(zhǎng)度約460m，寬度約240m～340m，走向北-南，傾向南南東。③下部為灰色、灰白色層狀生物碎屑灰?guī)r（Ls），生物碎屑結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石主要由碳酸鹽礦物方解石構(gòu)成，其中生物碎屑呈圓狀、塊狀、棒狀，粒度0.15mm～7mm，少數(shù)呈生物結(jié)構(gòu)，主要由生物碎屑構(gòu)成，占60%～70%，而生物碎屑之間由透明度較差的泥晶以及大小不一的亮晶所充填，分布不均勻。分布于詳查區(qū)的中部偏西的所有區(qū)域，出露長(zhǎng)度約660m，寬度約460m，走向北-南，傾向南南東。

（2）上更新統(tǒng)風(fēng)積（Qp3eol）層。分布于詳查區(qū)所有區(qū)域，地表表現(xiàn)為農(nóng)田、牧草地和樹林，表層為根植土或腐植土，下部為土黃色粉土或粉質(zhì)粘土，厚度0.8m～17.55m。農(nóng)田覆蓋區(qū)較厚，牧草地較??；陽坡相對(duì)較薄。

3.2 構(gòu)造特征

（1）褶皺構(gòu)造。礦區(qū)位于博格達(dá)復(fù)背斜(東端)北翼的次一級(jí)褶皺楊家山背斜的南翼，總體呈北東—南西向延伸的單斜構(gòu)造，傾向南東。產(chǎn)狀100°∠28～38°，整體為南東東傾。

（2）其他構(gòu)造。斷裂構(gòu)造、巖漿巖、變質(zhì)巖等在礦區(qū)內(nèi)均未發(fā)育和出露。

4 礦床成因及找礦標(biāo)志分析

（1）礦床成因。新疆奇臺(tái)縣陳家山石灰?guī)r礦區(qū)礦床屬淺海相碳酸鹽巖沉積建造。根據(jù)詳查區(qū)內(nèi)巖石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、古生物等特征，可將其確定為上石炭統(tǒng)柳樹溝組（C2l）淺海相沉積環(huán)境，并以化學(xué)沉積為主。

（2）成礦控制因素。礦床屬淺海相碳酸鹽巖沉積建造淺海相化學(xué)沉積成因，礦體呈層狀“楔形”產(chǎn)出，礦體沿傾向方向逐漸變化為含砂灰?guī)r，厚度上百米～幾米，表明礦床是在不太穩(wěn)定的淺海邊緣環(huán)境中形成。長(zhǎng)期穩(wěn)定的地層、良好的氣候環(huán)境及淺海地理特征是該礦床形成的控制因素。從礦石中的海百合莖、介形蟲及腕足類等化石和礦區(qū)南東部含砂灰?guī)r也可反應(yīng)出礦床形成于不穩(wěn)定淺海邊緣環(huán)境。

（3）找礦標(biāo)志。詳查區(qū)石灰?guī)r礦床屬淺海相碳酸鹽巖化學(xué)沉積礦床，區(qū)域范圍內(nèi)發(fā)育較廣，上石炭統(tǒng)柳樹溝組（C2l）微晶灰?guī)r及凝灰?guī)r可作為區(qū)域找礦靶區(qū)，具有良好的找礦前景。