扎赉特旗巴达尔胡水泥灰岩矿地质特征及成因探讨

张云学

中国建筑材料工业地质勘查中心内蒙古总队 呼和浩特 010020

内蒙古自治区东部石灰岩矿资源匮乏，扎赉特旗是内蒙古东部石灰岩矿的主要产地。巴达尔胡水泥灰岩矿是该区石灰岩矿之一。

1.区域地质概况

本区地层区划古生代地层区划属华北地层大区（V）、内蒙古草原地层区（V3）、乌兰浩特——哈尔滨地层分区（V33）；中、新生代属滨太平洋地层区（5）、大兴安岭——燕山地层分区（51）、乌兰浩特——赤峰地层小区（513）。出露地层有古生界石炭系——二叠系下二叠统——上石炭统宝力高庙组（CPbl）；二叠系下统大石寨组（Pds）及哲斯组（Pzs）；中生界侏罗系上统白音高老组（Jb）；白垩系上统大磨拐河组（Kd）；新生界第四系全新统（Q4）。

本区处于李四光划分的东北新华夏的构造体系第三隆起带——大兴安岭隆起带的东缘。构造线方向明显展示为北东向和北北东向。

由于新华夏系构造体系的追踪和继承活动强烈、普遍，而使有的地段的新华夏构造体系形迹带有华夏系构造的特征，特别是北西向张扭性断层尤为显著。但总体看来，华夏系构造带的走向为NE40°左右。新华夏系构造带的走向为NNE25°左右。区内既有褶皱构造，也有断裂构造，褶皱有大神山背斜，断层有巴彦套海——好斯台冲断层。

2.矿床特征

2.1 地层

巴达尔胡水泥灰岩矿位于李四光划分的东北新华夏的构造体系第三隆起带——大兴安岭隆起带的东缘。地层属古生界二叠系下统哲斯组（Pzs），岩性主要以灰色含生物碎屑灰岩为主夹安山质凝灰熔岩、安山玢岩、细砂岩、角砾岩及变质粉砂岩等，总厚度大于718m。根据岩性特征，巴达尔胡水泥灰岩矿区内二叠系下统哲斯组（Pzs）地层划分为六个岩性段，从下到上分述如下：

（1）一岩段（Pzs1）条带状结晶灰岩，为Ⅰ号矿体的赋存岩段。Ⅰ号矿体平行整合于二叠系下统大石寨组（Pds）地层之上，平均厚度274.19m。

（2）二岩段（Pzs2）厚层变质粉砂细砂岩，其次为粉砂泥质板岩、安山质凝灰熔岩、蚀变安山玢岩、细砂岩。各岩层呈整合接触关系，平均厚度大于170.90m。

（3）三岩段（Pzs3）泥晶亮晶生物屑灰岩夹含硅质条带灰岩。二者整合接触于二岩段之上。

本岩段为Ⅱ号矿体Ⅱ-1矿层的赋存岩段，平均厚度71.45m。

（4）四岩段（Pzs4）含硅质条带灰岩，与下伏三岩段呈整合接触关系，平均厚度98.00m。

（5）五岩段（Pzs5）亮晶生物屑灰岩，与下伏四岩段呈整合接触关系。

本岩段为Ⅱ号矿体Ⅱ-2矿层的赋存岩段，平均厚度66.00m。

（6）六岩段（Pzs6）薄层变质粉砂细砂岩，其次为泥质板岩、泥质粉砂岩，各岩层整合接触于五岩段之上，上限不清，厚度不详。

2.2 构造

矿区构造较复杂，经花岗闪长斑岩侵入破坏，矿体的整体性及连续性被分割破坏，但就Ⅰ、Ⅱ号矿体赋存的岩段地质特征而言，构造较简单，未见褶皱与断裂。岩层呈单斜产出，岩层总体走向北东～南西向，倾向141°～209°，倾角25°～60°。矿区地质概况见图1。

2.3 矿体特征

本矿区矿层赋存于二叠系下统哲斯组一岩段（Pzs1）、三岩段（Pzs3）和五岩段（Pzs5），受后期构造的破坏及岩浆的侵入分割，二叠系下统哲斯组（Pzs）石灰岩矿层分三处展布。根据矿层赋存的不同岩段及展布位置，矿区内确定了两个矿体，编号为Ⅰ、Ⅱ号矿体。Ⅱ号矿体分为上下两个矿层，编号分别为Ⅱ-1、Ⅱ-2号

矿层。现将各矿体展布位置、矿体特征、质量及品位变化情况等分述如下：

（1）Ⅰ号矿体

展布于矿区的北部，控制长度为350.00米，宽度525.00m，平均厚度274.19米，厚度变化系数58.63%，矿体厚度稳定程度属较稳定型。矿体形态为单斜产出的层状矿体，倾向180°左右，倾角45°左右。

（2）Ⅱ号矿体

展布于矿区的南部，控制长度为400.00米，宽度173.00m，厚度68.75米，厚度变化系数33.95%，矿体厚度稳定程度属稳定型。矿体形态为单斜产出的层状矿体，倾向180°左右，倾角50°左右。

图1 巴达尔胡水泥灰岩矿矿区地质略图

2.4 矿石特征

水泥灰岩矿是碳酸盐类为主的浅海相沉积地层，根据矿石结构、构造及矿物成分将矿石划分为三种自然类型。

（1）Ⅰ号矿体矿石自然类型为条带状结晶灰岩：灰色，泥粉晶结构，层理构造。矿物成分由方解石（含量98%）和少量有机质组成。

矿体矿石主要有益组分CaO含量最低48.89%，最高55.23%，平均53.50%；主要有害组分MgO含量最低0.07%，最高1.64%，平均0.26%。

样品经组合分析，SiO2含量最低0.69%，最高7.66%，平均2.66%。Al2O3含量0.06%～0.29%，平均含量0.21%；Fe2O3含量0.08～0.15%，平均含量0.10%；K2O含量0.03～0.05%，平均含量0.04%；Na2O含量0.021%～0.024%，平均含量0.023%；SO3含量0.009%～0.033%，平均含量0.026%；Cl－含量0.0031%～0.0044%，平均含量0.0037%；烧失量41.79%～42.27%，平均含量42.22%。

（2）Ⅱ-1矿层矿石自然类型为泥晶亮晶生物屑灰岩，颜色呈浅灰色，泥晶亮晶生物屑结构，条纹构造，主要矿物成分为方解石（含量99%），含少量泥质，偶见硅质。岩石由碎屑和胶结物组成。

（3）Ⅱ-2矿层矿石自然类型为亮晶生物屑灰岩，颜色浅灰色，亮晶生物屑结构，条纹构造。主要矿物成分为方解石（含量99%），含少量泥质、硅质。岩石由碎屑和胶结物组成。9%），含少量泥质，偶见硅质。岩石由碎屑和胶结物组成。

Ⅱ号矿体矿石主要有益组分CaO含量最低47.98%，最高55.60%，平均53.78%；主要有害组分MgO含量最低0.07%，最高4.89%，平均0.66%。

样品经组合分析，SiO2含量最低0.30%，最高6.34%，平均1.51%；Al2O3含量0.151%～0.20%，平均含量0.177%；Fe2O3含量0.06%～0.13%，平均含量0.086%；K2O含量0.0146～0.0364%，平均含量0.028%；Na2O含量0.016%～0.024%，平均含量0.0212%；SO3含量0.012%～0.053%，平均含量0.039%；Cl-含量0.0029%～0.0043%，平均含量0.0036%；烧失量41.73%～42.98%，平均含量42.39%。

经分析计算，Ⅰ、Ⅱ号矿体主要有益有害组分品位变化系数如下：Ⅰ号矿体CaO为2.24%，MgO为0.85%，SiO2为39.17%；Ⅱ号矿体CaO为2.48%，MgO为102%，SiO2为65.27%。从以上所计算的品位变化系数可看出，两个矿体CaO含量均匀，Ⅱ号矿体MgO含量不均匀，SiO2含量不均匀。Ⅰ、Ⅱ号矿体内部结构复杂程度均为中等。

2.5 矿体围岩、夹石（层）

（1）Ⅰ、Ⅱ号矿体均赋存于二叠系下统哲斯组（Pzs）：

Ⅰ号矿体顶板为白垩系下统大磨拐河组（Kd）次生石英岩：浅白色，粒状变晶结构，块状构造，岩石由硅质大于95%组成，其间分布少量绢云母和铁泥质。

底板为二叠系下统大石寨组（Pds）浅绿色安山玢岩：变斑状结构，定向流动构造。岩石由变斑晶和基质组成，此外，有较多的磁铁矿。

Ⅱ号矿体顶板为二叠系下统哲斯组六岩段（Pzs6）薄层变质粉砂细砂岩。

底板为二叠系下统哲斯组三岩段（Pzs3）泥晶亮晶生物屑灰岩夹含硅质条带灰岩。

（2）矿体内夹层较多，Ⅰ、Ⅱ号矿体共圈出夹层13个，均为不连续的似层状夹层，其中11个夹层岩性为含硅质条带生物屑灰岩和单样质量达不到工业指标要求的泥晶亮晶生物屑灰岩，2个夹层岩性为花岗闪长斑岩脉，厚度较小。

3.矿床成因探讨

本区属碳酸盐岩为主的浅海相沉积岩，组成含矿建造的主要岩石类型为石灰岩以及砂砾岩、硅质岩等。

（1）早二叠世早期海水侵进华北陆台北缘东西向边缘海盆，在该区沉积了早二叠世早期的浅海碎屑岩相地层，上部属陆相，部分地区变为中性熔岩及其凝灰岩和硅质岩及酸性岩，形成陆相火山岩及湖相碎屑岩组合，之后连续沉积了哲斯组的砂砾岩、生物碎屑灰岩、硅质岩。

本区泥晶亮晶生物碎屑灰岩是海相碳酸盐岩建造中最常见的一种石灰岩，是水动力极弱的条件下化学或生物化学沉积的产物。是良好的水泥用石灰岩。

（2）岩层普遍受低级区域变质作用。碳酸盐类岩石一般为大理岩化，而细碎屑岩则成板岩，岩相和厚度变化不大。

[1]陶维屏，孙祁等.中国非金属矿床成矿系列.地质出版社，1994.12

[2]内蒙古自治区地质矿产局.内蒙古自治区区域地质志.地质出版社，1982.7