宁夏红寺堡区青山制碱用灰岩、水泥用灰岩矿床地质特征

王晓明

（中国建筑材料工业地质勘查中心宁夏总队，宁夏 银川750021）

1 矿区地质特征

1.1 地层

矿区内主要出露地层为古生界奥陶系下统马家沟组（O1m），按岩性组合划分为三段。

第一段（O1m1）：以灰- 深灰色中- 厚层状灰岩为主体，其次有少量含燧石结核灰岩、燧石条带灰岩、（含）白云质灰岩，白云岩，岩性自上而下白云质成分逐渐增多，直至底部出现底板白云岩。

第二段（O1m2）：浅灰- 灰色中- 厚层状灰岩，见有少量（含）白云质灰岩及含燧石结核灰岩。中- 厚层状灰呈泥晶结构，块状构造，岩石裂隙较发育，裂隙充填泥质呈现紫红色网纹状，分布无规律。

第三段（O1m3）：灰- 深灰色厚层状灰岩，其次为含燧石结核灰岩、燧石条带灰岩，微晶结构，块状构造；含燧石结核灰岩、燧石条带灰岩，主要分布于该岩性段中下部，结核大小不等（多为5～10cm）、分布杂乱，局部地段富集为条带沿走向平行分布，间隔15～40cm，宽约10～15cm。

1.2 构造

由于受加里东运动、燕山运动和喜马拉雅运动的影响，使古生界、中生界及新生界地层褶皱、断裂。区域内发育多条断层，未见到规模较大的褶皱。矿区中部北西- 南东向发育1 条隐伏断层，该断层将矿区分为南北两个矿段，两矿段地层均呈单斜层状产出，产状变化较大。

2 矿层地质特征

2.1 矿层特征

（1）南矿段：矿层赋存于奥陶系下统马家沟组第二、三段，总体呈单斜层状产出，走向为北西- 南东，南北长3000m，东西宽540m，产状为：倾向240°～255°，倾角35°～50°。岩性主要为厚层状灰岩、含泥质网纹灰岩，其次为含燧石结核（条带）灰岩。该矿段含10 层矿，其中制碱灰岩5 层，水泥灰岩5 层（详见表1）。

表1 南矿段制碱灰岩、水泥灰岩矿层厚度变化及主要化学成分

（2）北矿段：矿层赋存于奥陶系下统马家沟组第一、二段，总体呈单斜层状产出，走向南西- 北东，延伸长约1450m，出露宽约450m，产状为：倾向270°～350°，倾角24°～45°。岩性主要为厚层状灰岩、含泥质网纹灰岩，其次为含燧石结核（条带）灰岩。该矿段含12 层矿，其中制碱灰岩7 层，水泥灰岩5 层（详见表2）。

表2 北矿段制碱灰岩、水泥灰岩矿层厚度变化及主要化学成分

2.2 矿石特征

（1）矿石自然类型

按矿石的矿物成分、结构、构造特征划分为：中- 厚层状灰岩、含燧石结核灰岩两种自然类型。

①中- 厚层状灰岩：深灰色，粉晶- 泥晶结构，块状构造，单层厚度一般为20-80cm，主要由泥晶方解石组成，次为粉晶方解石,约含75-85%，含少量白云石，多呈细晶- 粉晶结构，含微量石英、泥质、褐铁矿。

②含燧石结核灰岩：浅灰- 灰色，粉晶- 泥晶结构块状构造。燧石结核呈灰黑色，结核直径多为2-15cm，大小不等，局部地段分布较密集。有用矿物主要由方解石组成，方解石含量约70%～80%。

（2）矿石化学成分

①制碱用灰岩：有益成分CaO 含量最高为55.98%，最低为49.50%，平均为54.13%。有害成分中MgO 含量最高为1.86%，最低为0.08%，平均为0.77%；SiO2含量最高为2.98%，最低为0.40%，平均为1.83%；Fe2O3含量最高为0.47%，最低为0.05%，平均为0.25%；Al2O3含量最高为0.96%，最低为0.05%，平均为0.45%；酸不溶物含量最高为2.91%，最低为0.24%，平均为2.12%。矿区12 个制碱灰岩矿层品位变化情况为：CaO 变化系数在0-2%之间，属很均匀型；MgO 变化系数在6%-103%之间，绝大多数属于不均匀型；SiO2变化系数在11%-50%，绝大多数属于均匀型。制碱灰岩品位变化总体属稳定型。

②水泥用灰岩：水泥灰岩矿石中的主要化学成分CaO 含量最高为56.21%，最低为45.60%，平均为52.61%；MgO 含量最高为3.48%，最低为0.08%，平均为1.30%；SiO2含量最高为6.30%，最低为0.55%，平均为3.41%。矿区10 个水泥灰岩矿层品位变化情况为：CaO 变化系数在0-4%之间，属很均匀型；MgO变化系数在28%-129%之间，绝大多数属于不均匀型；SiO2变化系数在15%-63%，绝大多数属于均匀型。水泥灰岩矿层品位变化总体属均匀型。

3 矿层顶底板及夹石

矿区南段ZJ1 矿层为顶部第一层矿，北段SN10 矿层为底部最后一层矿，顶部矿层的顶板为奥陶系中下统米钵山组，分布于矿区中西部，顶板上部岩性主要为青深灰色中- 厚层状含砂屑灰岩，中部夹有薄层含燧石结核灰岩，下部主要为黄黑色页岩；中间各矿层是以其品位含量不同分别按制碱和水泥灰岩的指标要求而圈定，各矿层一般呈制碱、水泥灰岩交替互层产出，中间矿层既是上一矿层的底板又是下一矿层的顶板，如：南段ZJ2 矿层，其顶板为SN1 矿层底部中厚层灰岩及少量含燧石结核灰岩，其底板为SN2 矿层顶部中- 厚层状灰岩及少量含燧石结核灰岩；最底部矿层的底板为奥陶系马家沟组下统第一岩性段底部的浅灰- 灰黄色中厚层状灰质白云岩和白云岩。

4 矿床成因

矿区内马家沟组地层岩性特征为：下部为灰色块状- 中厚层状粉晶团粒灰岩，偶含硅质结合；中部为深灰色块状- 厚层状泥质网纹灰岩；上部为灰色块状泥质网纹灰岩，顶部见薄层灰岩，硅质结合较发育，局部富集呈硅质条带。该地层岩性上自上而下硅质成分逐渐减少，岩相基本稳定，以碳酸盐沉积为主，且含头足类、腹足类、腕足类海相动物化石。由此推断，该矿床属浅海相沉积矿床。