淺談內(nèi)蒙古自治區(qū)阿拉善左旗巴興圖水泥用石灰?guī)r礦礦層及礦石質量特征

霍高普 張晨威

（中國建筑材料工業(yè)地質勘查中心寧夏總隊，寧夏 銀川 750021）

巴興圖位于巴彥浩特鎮(zhèn)180°方位，直距90km，行政隸屬阿拉善左旗嘉爾嘎勒賽漢鎮(zhèn)管轄。

1 區(qū)域地質

依據(jù)1996 年《全國地層多重劃分對比研究》內(nèi)蒙古自治區(qū)巖石地層資料，該區(qū)域地層古生界劃屬華北地層大區(qū)（Ⅴ），秦祁昆地層區(qū)（Ⅴ1），祁連- 北秦嶺地層分區(qū)（Ⅴ12），北祁連地層小區(qū)（Ⅴ12-1）。中、新代地層劃屬阿拉善地層區(qū)（2）、潮水地層分區(qū)（22）。

礦區(qū)地處賀蘭山南段，大地構造位置屬北祁連加里東褶皺帶東北緣，曾歷經(jīng)多次構造變動，地質構造較為復雜。區(qū)內(nèi)發(fā)育較大傾伏背斜及褶皺，軸向多為近東西向或北東向，具有褶皺緊密、兩翼巖層傾角陡且不對稱等特點，兩翼地層常被不同性質的斷層切割，導致其地層展布形態(tài)不對稱。

2 礦層特征

礦區(qū)內(nèi)礦層總體呈單斜產(chǎn)出，地層傾向270～20°，傾角45～85°。本次共劃分圈定3 個礦層，按地層由老到新依次編號為K1、K2 和K3，其中K1 礦層賦存于寒武系中統(tǒng)香山群第一巖性段第二層（∈2x1-2）；K2 礦層賦存于第一巖性段第四層（∈2x1-4）；K3 礦層賦存于第二巖性段第二層（∈2x2-2）。三個礦層均位于礦區(qū)東部。K1 礦層為底部礦層，K2 礦層位于K1 礦層北側，間距約70m 左右，K3 礦層位于K2 礦層北側，間距約330m。

K1 和K2 礦層品位較高、夾石少，分布連續(xù)性較好、出露規(guī)模較大，為礦區(qū)主要礦層。各礦層特征見表1。

表1 各礦層特征一覽表

參照有關規(guī)范確定礦層厚度穩(wěn)定程度標準為：變化系數(shù)≤40%為穩(wěn)定礦層；變化系數(shù)40%～70%者為較穩(wěn)定；變化系數(shù)≥70%為不穩(wěn)定礦層。

3 礦石質量

3.1 礦石的結構、構造及礦物成分

根據(jù)野外觀察，結合巖礦鑒定報告，礦石主要呈微晶、粉晶- 微晶結構；塊狀構造、條帶- 層狀構造。

礦石的主要礦物成分有方解石、內(nèi)碎屑、生物屑及少量石英、金屬礦物及鐵質組成。

方解石：呈不規(guī)則粒狀分布，以微晶為主，局部重結晶呈亮晶顆粒，亮晶方解石普遍發(fā)育一組或兩組菱面體解理，含量80-95%。

內(nèi)碎屑：呈橢圓狀及塑性變形狀，其內(nèi)被泥晶及微晶方解石充填，邊界大多不清，不均勻分布于方解石中，約占2-25%。

生物屑：呈近圓狀，內(nèi)部結構大多保留不清，普遍被單晶方解石充填，零星散布，約占2-3%。

石英：呈不規(guī)則粒狀，無色透明，具一級灰干涉色，零星散布，約占1-5%。

金屬礦物：呈不規(guī)則粒狀，零星可見。

鐵質：呈浸染狀及星散狀，局部可見。

3.2 礦石化學成分特征

根據(jù)礦區(qū)采集的基本分析樣品1206 件統(tǒng)計。K1 礦層依據(jù)單工程加權平均品位統(tǒng)計得出：CaO 為50.23～52.65%，平均51.45%；MgO 為0.29%～1.03%，平均0.73%；SiO2為3.44%～6.48%，平均4.59%；fSiO2為2.05%～5.08%，平均3.03%。礦層主要組分品位變化系數(shù)分別為：CaO 為3.31%，分布很均勻；MgO 為105.12%，分布很不均勻；fSiO2為38.71%，分布均勻。礦層品位沿走向CaO 含量因MgO、fSiO2含量高低變化而呈負相關小幅變化，總體質量較穩(wěn)定；選擇11 和12勘查線地表和深部單工程品位對比得出，礦層沿傾向從地表到深部CaO 含量有所增加，MgO 含量有所減少，fSiO2含量變化較小，深部礦石質量較地表略好。K2 礦層依據(jù)單工程加權平均品位統(tǒng)計得出：CaO 為50.43 ～52.36%，平均51.41%；MgO 為0.30%～1.25%，平均0.65%；SiO2為3.43%～5.48%，平均為4.57%；fSiO2為2.24%～3.92%，平均2.82%。礦層主要組分品位變化系數(shù)分別為：CaO 為3.83%，分布很均勻；MgO 為88.20%，分布不均勻；fSiO2為41.37%，分布不均勻。礦層品位沿走向CaO含量因MgO、fSiO2含量高低變化而呈負相關小幅變化，總體質量較穩(wěn)定。選擇1、10、11 及12 勘查線地表和深部單工程品位對比，礦層傾向上主要組分變化趨勢不明顯。K3 礦層依據(jù)單工程加權平均品位統(tǒng)計得出：CaO 為49.38～51.30%，平均50.48%；MgO 為0.42%～1.34%，平均1.03%；SiO2為4.58%～6.90%，平均5.58%；fSiO2為3.15%～4.75%，平均3.75%。

礦層主要組分品位變化系數(shù)分別為：CaO 為5.90%，分布很均勻；MgO 為91.94%，分布不均勻；fSiO2為68.45%，分布不均勻。礦層品位沿走向CaO 含量因MgO、fSiO2含量高低變化而呈負相關小幅變化，總體質量較穩(wěn)定；選擇3 和13 勘查線地表和深部單工程品位對比得出，礦層傾向上主要組分變化趨勢不明顯。

綜上所述，礦區(qū)內(nèi)各礦層有益組分CaO 含量變化區(qū)間較小，分布很均勻；有害組分MgO 和fSiO2含量變化區(qū)間較大，MgO 分布不均勻- 很不均勻，fSiO2分布均勻- 不均勻。當?shù)V層有益組分CaO 含量較高時，有害組分MgO 和SiO2含量則較低，二者之間呈負相關關系。礦床礦石質量沿走向變化較小，質量較穩(wěn)定；礦石質量沿傾向變化趨勢不明顯。

3.3 礦石自然類型

根據(jù)礦石的礦物成分、結構、構造特征，結合礦石宏觀特征將礦區(qū)內(nèi)礦石劃分為中厚層微晶灰?guī)r、礫屑灰?guī)r和條帶灰?guī)r三種自然類型。

3.3.1 中厚層微晶灰?guī)r

為礦區(qū)內(nèi)主要礦石類型，廣泛分布于K1 和K3 礦層，礦石一般呈淺灰- 灰色，微晶- 粉晶結構，中厚層狀構造。主要由方解石組成，方解石大部分粒度在小于0.03mm，呈微晶狀。

3.3.2 礫屑灰?guī)r

為礦區(qū)內(nèi)主要礦石類型，主要分布于K2 礦層,K1 礦層見少量，礦石一般呈淺灰- 深灰色，礫屑、微晶- 粉晶結構，層狀構造。主要由方解石及礫屑組成，方解石大部分粒度在小于0.03mm，呈微晶狀，礫屑不均勻順層斷續(xù)散布。

3.3.3 條帶狀灰?guī)r

為礦區(qū)次要礦石類型，K3 礦層局部可見，礦石呈灰- 深灰色，微晶- 泥晶結構，條帶狀構造。條帶多為灰黃色，礦石主要由泥晶- 微晶方解石組成。

4 礦床成因及找礦標志

礦區(qū)為一套以碳酸鹽巖為主的沉積，碳酸鹽巖中普遍發(fā)育條紋- 條帶構造，屬浪基面之下的深水沉積。發(fā)育條紋- 條帶構造的碳酸鹽巖中發(fā)育有同期變形構造- 滑陷構造，表現(xiàn)為巖層發(fā)育有一系列彎曲程度不等的“褶皺”，即滑塌褶皺。局部巖層可見拉裂現(xiàn)象，剪切面或重力斷層，尚見角礫巖化現(xiàn)象，可見存在滑塌沉積。礦區(qū)內(nèi)礦石主要類型為中厚層微晶灰?guī)r和礫屑灰?guī)r，含礦層厚度不大，多呈透鏡狀或似層狀產(chǎn)出，礫屑與填隙物成分基本一致的礫屑灰?guī)r屬滑塌角礫巖?；练e是指示斜坡帶的可靠相標志，因而認為礦區(qū)屬臺地前緣斜坡相沉積礦床，屬上斜坡環(huán)境。

該地區(qū)石灰?guī)r礦床主要賦存于寒武系中統(tǒng)香山群中，含礦層一般厚度不大、規(guī)模較小，多呈透鏡狀或似層狀產(chǎn)出，地貌上常為山梁。

5 結論

石灰?guī)r是地殼中分布最廣的礦產(chǎn)之一，是主要由方解石礦物組成的碳酸鹽巖，通常用作礦物原料的商品被稱為石灰石，在建筑、冶金、化工、輕工、食品、石油、農(nóng)業(yè)等諸多領域中具有廣泛的用途，是水泥工業(yè)的重要原料[2]。

巴興圖水泥用石灰?guī)r在能耗成本允許的條件下，提高生料的細度，可以改善生料的易燒性能。所以巴興圖礦區(qū)水泥用石灰?guī)r礦石的易磨性及易燒性在正常范圍之中，能夠滿足2500t/d熟料新型干法水泥生產(chǎn)線的技術和質量要求，只要合理搭配礦石，并進行質量監(jiān)控，可生產(chǎn)出合格的普通硅酸鹽水泥。

采用阿拉善左旗瀛海建材有限責任公司水泥廠生產(chǎn)工藝，可以生產(chǎn)達到或高于國家標準的普通硅酸鹽水泥（32.5R、42.5R）、復合硅酸鹽水泥（32.5R）。

建議應充分合理地開發(fā)利用礦石資源，對原料配料方案進行深入研究，調整原料配料比例，使礦區(qū)石灰?guī)r礦石與其它原料配比更趨合理，力爭生產(chǎn)出低堿高標號水泥。