库车县胡同布拉克矿区冰积石灰岩矿床地质特征及成因分析

2017-07-03姚文杰

中国非金属矿工业导刊 2017年2期

关键词：石灰岩砂岩组分

姚文杰

（中国建筑材料工业地质勘查中心新疆总队，新疆乌鲁木齐 830002）

库车县胡同布拉克矿区冰积石灰岩矿床地质特征及成因分析

姚文杰

（中国建筑材料工业地质勘查中心新疆总队，新疆乌鲁木齐 830002）

矿区大地构造位置位处塔里木—华北板块的北西缘，矿区出露地层为上石炭统阿依里河组(C2a)、上二叠统比尤勒包谷孜组(P2b)和第四系。冰积石灰岩矿体赋存于全新统冰积层(Qhgl)中，区内矿体长约2.6km，宽约2.2km，矿石的自然类型为冰积石灰岩堆积物，共求得冰积石灰岩矿(332)+(333)资源量228 572.12万t。

冰积石灰岩；地质特征；矿体成因；胡同布拉克

1 区域地质特征

大地构造位置位处塔里木—华北板块的北西缘，处于新疆西南天山。

1.1 区域地层

区域内出露地层主要有石炭系(C)、二叠系(P)、三叠系(T)、侏罗系(J)、白垩系(K)、第三系(N、E)、第四系(Q)。与本次冰积石灰岩矿有关的主要地层特征如下：

上石炭统阿依里河组(C2a)：为浅海相灰色、暗灰色中厚层状夹薄层状泥晶内碎屑生物屑灰岩、微晶灰岩、亮晶—鲕粒灰岩、瘤状灰岩，底部有一层片理化泥质粉砂岩；产丰富的珊瑚、腕足、植物化石，厚753.4m。

上二叠统比尤勒包谷孜组(P2b)：为一套陆相碎屑沉积层，中—下部为紫红、褐红、灰褐、灰绿色细—中砂岩夹泥岩、岩屑砂岩、粉砂岩；上部以稳定的深灰色含炭质钙质泥岩、粉砂质泥岩为特征。厚度800m。

全新统冰川堆积(Qhgl)：堆积物主要由灰白色石灰岩岩块形成的漂砾、砾石、砂土等组成，砾径一般0.01～1m不等，个别可达到10～30m，棱角原始，无分选性，砂土多由石灰岩粉末组成，很少长英质及粘土质，局部为钙质胶结，胶结较为紧密。

1.2 构造

区域断裂、褶皱构造较为发育，规模较大的断裂为西尔塔拉逆冲断裂、南天山提克塔格逆冲断裂，褶皱主要是华力西旋回塑造而形成的复式褶皱。总体构造线方向近东西向。

1.3 岩浆岩

区域岩浆岩不发育，未见岩浆岩出露。

1.4 矿产

区域矿产除石灰岩矿床外，在古近系渐新统库姆格列木组有少量薄层石膏及石盐层；在新近系中新统吉迪克组出露了含铜砂岩；在中侏罗统克拉苏组出露了沉积类煤层、煤线，但规模都不大，没能形成有工业价值的矿床。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区出露的地层简单，主要为上石炭统阿依里河组(C2a)、上二叠统比尤勒包谷孜组(P2b)和第四系(见下图)。现由老到新介绍如下：

库车县胡同布拉克矿区冰积石灰岩矿地质图

(1) 上石炭统阿依里河组(C2a)。

钙质砂岩层(C2a1)，分布于矿区东南角, 岩性为暗灰色细粒钙质砂岩，厚度＞150m。

灰岩层(C2a3)，分布矿区东部、北东部，岩性为灰白色厚—巨厚层状泥晶碎屑灰岩，厚度＞500m，为冰积石灰岩矿床的形成提供了矿源层。

(2) 上二叠统比尤勒包谷孜组(P2b)。

分布于矿区东部边缘, 与上石炭统阿依里河组地层呈不整合接触，岩性为暗红色厚层块状砾岩夹砂泥岩条带；中部为黄绿色砂岩、砂砾岩为主夹少量灰—灰绿色砂泥岩；上部为灰绿—灰黑色薄层状，板状炭质页岩、粉砂岩互层夹砂岩及薄层石灰岩。

(3) 全新统冰积层(Qhgl)。

广泛分布于矿区宽阔的谷地中，主要为第四系冰积物，以巨厚层堆积物形式展布，堆积厚度达数十米至数百米不等。堆积物主要由灰白色石灰岩漂砾(砾径＞2.5m约占20%)、砾石(砾径0.01～2.5m约占40%)及岩屑、岩粉(砾径＜0.01m占40%)等组成。堆积物为棱角状或次棱角状，无分选性、无层序。该层为冰积石灰岩矿层。

(4) 全新统风积堆积(Qheol)。

零星分布于矿区第四系冰积层之上的低洼处。主要由土黄色或浅黄色未胶结分选良好的粉砂土组成，厚薄不均，一般厚数米不等，局部厚达四十多米。

(5) 全新统冲积洪积物(Qhal+pl)。

主要分布于矿区北部的沟谷及低洼处。主要由石灰岩岩块、角砾及砂土构成，以砂土为主，含量占80%～90%，岩块角砾和大小不等，含量占10%～20%，粒径数厘米至数米，甚至达到数十米，石灰岩岩块、角砾为棱角状，无分选性，均呈松散状堆积。

2.2 构造

矿区构造简单，只见一些小的柔皱，呈北西向倾斜的单斜中—厚层状产出，总体产状294～312°∠32～45°，其倾角呈西部陡而东部缓之势；断裂构造不发育。

2.3 岩浆岩

区内无岩浆岩分布。

2.4 矿区矿产

矿区内除分布有石灰岩资源外，未发现其他有价值的矿产资源。

3 矿体地质特征

3.1 矿体形态、规模与产状

第四系全新统冰积层(Qhgl)为石灰岩矿体的赋存层位，该冰积层呈北西—南东向带状展布，长度约5km，出露宽度2～3km。矿体位于冰积层的北西部，分布于矿区南部宽阔的谷地中，地表出露形似“枫叶”，长约2.6km，宽约2.2km，地表以400× 400m的工程网度垂直布设两组勘探线。一组垂直于沟谷方向，方位为56°，一组平行于沟谷方向，方位为146°，深部在两组勘探线的交汇处布设90°直孔37个，用于控制矿体的形态、规模和矿石质量的变化情况。

冰积层形态受冰积物堆积场所基底形态的制约，从地貌特征和深部工程控制等情况综合分析推断，冰积物堆积场所的基底为一深大的“U”型或“V”型谷，故冰积层总体形态为沿沟谷延伸，横截面为“U”型或“V”型的不规则堆积体。但由于石灰岩矿体控制深度以矿区内最低侵蚀基准面(2 240m标高)为限，未能完全控制矿体基底形态，矿体横截面实际控制形态为梯形。

矿体地表裸露，部分地段有少量的风成砂覆盖，厚度和面积都不大。但由于矿体为冰积堆积体，结构较松散，风成砂土沿孔隙渗入矿体，对矿体表层质量影响较大，据钻孔观察和样品分析，其影响深度为4～47m，在矿体地表形成了一层连续且泥砂含量较高、平均厚6m的盖层。该层CaO含量8.38%～14.64%，有害组分含量超标故作为废石处理。

通过地表13条勘探线及深部37个钻孔控制，共求得石灰岩矿(332)+(333)资源量228 572.12万t。其中：控制的内蕴经济资源量(332)为99 365.21万t，推断的内蕴经济资源量(333)为129 206.91万t，总剥采比为0.04∶1。矿体规模为大型。

3.2 矿石质量

(1) 矿石的自然类型及矿物成分。

矿石的自然类型为冰积石灰岩堆积物，成分单一，由石灰岩漂砾、砾石、岩屑、岩粉混杂堆积而成。砾石为泥晶—微晶—亮晶石灰岩，灰白—灰色，泥晶粒屑结构，块状构造，成分由生物碎屑、内碎屑、鲕粒及填隙物组成。

(2) 矿石的化学组分。

矿石化学组分及变化系数见下页表。

CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3、Na2O、K2O-、SO3、Cl-、烧失量组分的变化系数为2.2%～31%，属变化稳定组分；MgO组分的变化系数为53%，属变化较稳定组分；变化系数＞70%不稳定组分没有，总体评价该矿体矿石质量变化稳定。