寧夏中寧縣黑疙瘩溝南米缽山組灰?guī)r成礦特征及開發(fā)利用前景

何治林

（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心寧夏總隊(duì)，寧夏 銀川 750021）

1 概述

寧夏地區(qū)石灰?guī)r礦分布廣泛，資源儲量豐富，是優(yōu)勢礦種之一，工業(yè)類型主要為水泥灰?guī)r、制堿灰?guī)r及電石灰?guī)r。目前全區(qū)已查明的石灰?guī)r礦床全部賦存于奧陶系中下統(tǒng)天景山組，在米缽山組尚未發(fā)現(xiàn)有滿足質(zhì)量指標(biāo)要求的石灰?guī)r礦或達(dá)到可開采儲量的礦床。

為全面貫徹落實(shí)黨中央生態(tài)環(huán)保思想及政策，寧夏地區(qū)石灰?guī)r礦雖儲量豐富，大多石灰?guī)r礦床不能開發(fā)利用。隨著西部大開發(fā)及當(dāng)?shù)鼗ㄐ枰?，石灰?guī)r礦仍處于供需上升及緊張期。為探索石灰?guī)r找礦新突破口，本文著重探討與研究米缽山組礫屑灰?guī)r作為水泥灰?guī)r的可能性，以提供當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)建設(shè)的基礎(chǔ)保障。

1.1 交通位置及自然地理概況

寧夏中寧縣黑疙瘩溝南米缽山組礫屑灰?guī)r礦區(qū)（以下簡稱“調(diào)查區(qū)”）距離中寧夏縣城南東約17km?？h城至調(diào)查區(qū)有約10km 油路、7km 便道，交通較便利。

調(diào)查區(qū)大體為東西方向的一條山脊，屬低中山地貌，山勢平緩，溝谷發(fā)育。區(qū)內(nèi)無常年性徑流，僅在暴雨后溝谷中有暫時性水流。調(diào)查區(qū)屬中溫帶干旱氣候區(qū)，四季變化分明，年溫差和日溫差均較大。夏季炎熱而冬季寒冷。

1.2 區(qū)域地質(zhì)勘查工作

1973 年寧夏區(qū)調(diào)隊(duì)在該區(qū)進(jìn)行了1／20 地質(zhì)礦產(chǎn)野外調(diào)查工作。

2000-2002 年寧夏地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站開展了1/5 萬中寧縣幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查。

黑疙瘩溝一帶有多次針對奧陶系中下統(tǒng)天景山組石灰?guī)r礦的系統(tǒng)地質(zhì)工作，但無針對奧陶系米缽山組灰?guī)r地層含礦性的評價，因此有必要對該調(diào)查區(qū)開展較系統(tǒng)的地質(zhì)調(diào)查工作，以大致了解礫屑灰?guī)r作為水泥用的可能性及資源量。

2 調(diào)查區(qū)地質(zhì)特征

調(diào)查區(qū)區(qū)域大地構(gòu)造屬于秦祁昆造山系(Ⅰ)，北祁連弧盆系(Ⅱ)，走廊弧后盆地(Ⅲ)，香山北緣前陸盆地(Ⅳ)，瀛龍山- 窯山晚古生代前陸盆地(Ⅴ)。區(qū)內(nèi)構(gòu)造較簡單，地層呈單斜產(chǎn)出，局部見有小褶曲。本區(qū)地層區(qū)劃屬華北地層大區(qū)、秦祁昆地層區(qū)、祁連- 北秦嶺地層分區(qū)、寧夏南部地層小區(qū)。區(qū)域地層情況見表1。區(qū)域地質(zhì)見圖1。

表1 區(qū)域地層簡表

圖1 區(qū)域地質(zhì)圖

2.1 地層

調(diào)查區(qū)基巖基本裸露,地層出露較好。分述如下：

2.1.1 下奧陶系天景山組（O1-2t）：巖性為灰- 深灰色中厚層狀灰?guī)r，普遍含有燧石結(jié)核，結(jié)核多呈團(tuán)塊狀分布，結(jié)核大小在2-8cm，局部富集呈現(xiàn)條帶狀，條帶寬約5-15cm。巖層總體傾向南西，傾角24-44°，厚度＞37.08m。與泥盆系地層呈斷層接觸，在斷層接觸部位出現(xiàn)淺肉紅色灰?guī)r破碎帶。

2.1.2 下- 中奧陶系米缽山組（O1-2mb）：地貌上為東西向延伸的山梁，形成調(diào)查區(qū)內(nèi)的最高峰。根據(jù)巖性組合特征，該組分為下段和上段。

a 下- 中奧陶系米缽山組下段（O1-2mb1）：底部巖性為淺紅- 灰白色含礫鈣質(zhì)板巖，夾淺灰色薄- 中層礫屑灰?guī)r，礫屑成分以天景山組灰?guī)r為主，粒徑數(shù)厘米到數(shù)十厘米不等，有一定磨圓度，頂部巖性為灰紅、灰白色鈣質(zhì)板巖。厚＞31.45m。與下伏天景山組呈整合接觸，為水泥灰?guī)r礦層底板。b 下- 中奧陶系米缽山組上段（O1-2mb2）：巖性為淺灰、灰紅色中- 巨厚層礫屑灰?guī)r，單層厚度0.5-2m 不等，偶見竹葉狀灰?guī)r，底部偶夾灰紅色中- 厚層含細(xì)礫亮晶砂屑灰?guī)r，調(diào)查區(qū)中西部有灰紅色、灰白色鈣質(zhì)板巖夾層，夾層控制厚度42.74m。礫屑成分以天景山組灰?guī)r為主，含極少量的紫紅色砂巖礫屑，呈接觸式膠結(jié)，粒徑以5-30cm 為主，約占90%，呈圓狀。膠結(jié)物主要以灰色碳酸鈣物質(zhì)為主，少量紫紅色、灰白色泥砂質(zhì)。厚119.55-810.41m。為本次評述米缽山組石灰?guī)r礦的賦存層位。

2.1.3 泥盆系老君山組（Dl1）：巖性以砂礫巖、紫紅色厚- 中厚層鈣質(zhì)中細(xì)粒長石石英砂巖、灰白- 淺灰紅色石英砂巖為主，礫石大小約為0.3-3cm，成分為灰?guī)r。巖層傾向南西，傾角32-40°。厚＞13.09m，與上覆天景山組地層呈斷層接觸，與下伏米缽山組地層呈角度不整合接觸，為水泥灰?guī)r礦層頂板。

2.1.4 第四系上更新統(tǒng)上部風(fēng)積層（Qp3-2eol）：巖性以黃土為主，少量礫石、砂、粉質(zhì)砂土為主，上有植被生長，厚＞1.5m。

2.2 構(gòu)造

調(diào)查區(qū)構(gòu)造較簡單，巖礦層呈單斜層狀產(chǎn)出，局部見有小褶曲，總體南西傾向，中東部微轉(zhuǎn)南東傾向，傾向145-220°，傾角25-45°。對礦層分布形態(tài)有一定控制作用的斷層有2 條，分別為F1、F2 正斷層。圖2 為調(diào)查區(qū)地質(zhì)圖。

圖2 調(diào)查區(qū)地質(zhì)圖

2.3 區(qū)域礦產(chǎn)

該區(qū)域內(nèi)礦產(chǎn)主要為水泥用石灰?guī)r、建筑用石料和建筑用砂，其他礦產(chǎn)貧乏。該地區(qū)水泥用石灰?guī)r礦山伴隨水泥企業(yè)的成長開采已有30 年之久。暫無將米缽山組的礫屑灰?guī)r作為水泥用的石灰?guī)r礦。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦床產(chǎn)出特征及質(zhì)量

調(diào)查區(qū)有一層水泥用石灰?guī)r礦，賦存于下- 中奧陶系米缽山組上段（O1-2mb2）地層中，巖性為淺灰、灰紅色中- 巨厚層礫屑灰?guī)r，呈單斜層狀產(chǎn)出?？傮w走向呈東西向展布，傾角25-45°，且連續(xù)性好。礦層?xùn)|西長度約2.8km，南北寬度約1.4km，控制厚度82.71-714.82m，平均310.43m。礦層地質(zhì)特征見圖3。礦層礦石質(zhì)量：CaO 在43.98-52.26%之間, 平均49.75%；MgO 在0.00-2.63%之間, 平均0.62%；SiO2含量2.25-12.75%，平均7.87%；fSiO2在2.12-7.65%之間，平均4.69%。礦石有害組分K2O、Na2O、SO3、Cl 偏低，礦石質(zhì)量較好。

圖3 1-1′勘查線剖面圖

3.2 礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及礦物成分特征

礦石具礫屑結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，接觸式膠結(jié)。礦石礦物成分由礫屑、砂屑、膠結(jié)物組成。礫屑成分為細(xì)晶灰?guī)r、泥晶灰?guī)r、砂屑灰?guī)r和含鐵質(zhì)細(xì)晶灰?guī)r，含量約10%。膠結(jié)物成分為亮晶方解石及少量鐵質(zhì)，具粒狀鑲嵌結(jié)構(gòu)，將礫屑和砂屑膠結(jié)在一起，含量約12%～23%。

3.3 礦床成因

調(diào)查區(qū)內(nèi)米缽山組礫屑灰?guī)r（水泥用石灰?guī)r）巖性為淺灰、灰紅色中- 巨厚層礫屑灰?guī)r。礫屑灰?guī)r分選性、磨圓度均較好，亮晶或亮泥晶膠結(jié)。該段具均一性層序，沉積厚度大。據(jù)此黑疙瘩溝南下- 中奧陶系米缽山組上段（O1-2mb2）為斜坡相顆粒流沉積亞相，為臺地前緣斜坡扇型沉積礦床。

3.4 礦床開采技術(shù)條件

該礦床開采技術(shù)條件一般，屬于中等類型。未來礦山嚴(yán)格按照綠色礦山要求建設(shè)。開采過程中應(yīng)重視邊坡穩(wěn)定性，采區(qū)范圍內(nèi)要挖掘排洪溝，礦運(yùn)道路上的必要地段埋置涵管，防止山洪、泥石流侵入。此外，要配備防塵等各項(xiàng)安全設(shè)施，保證生產(chǎn)安全。該區(qū)夏季天氣炎熱，冬季干冷，常年多風(fēng)，應(yīng)注意防火。礦區(qū)植被稀少。該區(qū)處于南北地震帶上，地震設(shè)防烈度為Ⅷ級，因此礦山建設(shè)和生產(chǎn)要注意地震活動的影響。礦床最低開采標(biāo)高均在當(dāng)?shù)刈畹颓治g基準(zhǔn)面之上，礦體開采不受地下水危害。

4 調(diào)查區(qū)資源量

經(jīng)預(yù)估算，調(diào)查區(qū)估算范圍1.84km2內(nèi)米缽山礫屑灰?guī)r作水泥灰?guī)r礦石資源量約2.5 億噸（估算標(biāo)高位于調(diào)查區(qū)地形最低標(biāo)高以上）?？紤]未來礦權(quán)設(shè)置需避開調(diào)查區(qū)中部的高壓輸電線，扣除壓覆部分資源量，可供開采資源量約1.3 億噸。預(yù)算見疊圖4。

圖4 資源量預(yù)算疊合圖

5 礦業(yè)權(quán)設(shè)置情況

截止目前，從中寧縣自然資源局獲悉，已設(shè)置采礦權(quán)1 處，劃分資源量約1000 萬噸，面積0.1051.84km2。周邊礦業(yè)權(quán)設(shè)置見圖5。

圖5 礦業(yè)權(quán)設(shè)置關(guān)系圖

6 礦石開發(fā)利用前景

寧夏的經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對落后于全國平均水平，根據(jù)全國以往發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)，水泥市場潛在需求增長空間較大。隨著國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)向中西部轉(zhuǎn)移，一批重點(diǎn)水利工程、鐵路、公路等重點(diǎn)項(xiàng)目的實(shí)施以及城鎮(zhèn)化建設(shè)對水泥的需求量也隨之加大。經(jīng)過探討及研究大致了解了調(diào)查區(qū)米缽山組礫屑灰?guī)r成礦地質(zhì)條件、作為水泥灰?guī)r礦的賦存層位和礦層地質(zhì)特征，對礦層的空間分布和質(zhì)量變化有了初步的認(rèn)識，預(yù)估算水泥用灰?guī)r礦資源量較大、化學(xué)成分基本滿足水泥灰?guī)r礦石質(zhì)量要求、開采及運(yùn)輸條件優(yōu)越，具有良好的開發(fā)利用前景。寧夏針對米缽山地層礫屑灰?guī)r，可作為后續(xù)找礦依據(jù)。