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        寧夏紅寺堡區(qū)青山制堿用灰?guī)r、水泥用灰?guī)r礦床地質(zhì)特征

        2020-06-15 01:58:50王曉明
        科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新 2020年14期
        關(guān)鍵詞:燧石泥灰?guī)r礦層

        王曉明

        (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 礦區(qū)地質(zhì)特征

        1.1 地層

        礦區(qū)內(nèi)主要出露地層為古生界奧陶系下統(tǒng)馬家溝組(O1m),按巖性組合劃分為三段。

        第一段(O1m1):以灰- 深灰色中- 厚層狀灰?guī)r為主體,其次有少量含燧石結(jié)核灰?guī)r、燧石條帶灰?guī)r、(含)白云質(zhì)灰?guī)r,白云巖,巖性自上而下白云質(zhì)成分逐漸增多,直至底部出現(xiàn)底板白云巖。

        第二段(O1m2):淺灰- 灰色中- 厚層狀灰?guī)r,見有少量(含)白云質(zhì)灰?guī)r及含燧石結(jié)核灰?guī)r。中- 厚層狀灰呈泥晶結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,巖石裂隙較發(fā)育,裂隙充填泥質(zhì)呈現(xiàn)紫紅色網(wǎng)紋狀,分布無規(guī)律。

        第三段(O1m3):灰- 深灰色厚層狀灰?guī)r,其次為含燧石結(jié)核灰?guī)r、燧石條帶灰?guī)r,微晶結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造;含燧石結(jié)核灰?guī)r、燧石條帶灰?guī)r,主要分布于該巖性段中下部,結(jié)核大小不等(多為5~10cm)、分布雜亂,局部地段富集為條帶沿走向平行分布,間隔15~40cm,寬約10~15cm。

        1.2 構(gòu)造

        由于受加里東運(yùn)動(dòng)、燕山運(yùn)動(dòng)和喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)的影響,使古生界、中生界及新生界地層褶皺、斷裂。區(qū)域內(nèi)發(fā)育多條斷層,未見到規(guī)模較大的褶皺。礦區(qū)中部北西- 南東向發(fā)育1 條隱伏斷層,該斷層將礦區(qū)分為南北兩個(gè)礦段,兩礦段地層均呈單斜層狀產(chǎn)出,產(chǎn)狀變化較大。

        2 礦層地質(zhì)特征

        2.1 礦層特征

        (1)南礦段:礦層賦存于奧陶系下統(tǒng)馬家溝組第二、三段,總體呈單斜層狀產(chǎn)出,走向?yàn)楸蔽? 南東,南北長3000m,東西寬540m,產(chǎn)狀為:傾向240°~255°,傾角35°~50°。巖性主要為厚層狀灰?guī)r、含泥質(zhì)網(wǎng)紋灰?guī)r,其次為含燧石結(jié)核(條帶)灰?guī)r。該礦段含10 層礦,其中制堿灰?guī)r5 層,水泥灰?guī)r5 層(詳見表1)。

        表1 南礦段制堿灰?guī)r、水泥灰?guī)r礦層厚度變化及主要化學(xué)成分

        (2)北礦段:礦層賦存于奧陶系下統(tǒng)馬家溝組第一、二段,總體呈單斜層狀產(chǎn)出,走向南西- 北東,延伸長約1450m,出露寬約450m,產(chǎn)狀為:傾向270°~350°,傾角24°~45°。巖性主要為厚層狀灰?guī)r、含泥質(zhì)網(wǎng)紋灰?guī)r,其次為含燧石結(jié)核(條帶)灰?guī)r。該礦段含12 層礦,其中制堿灰?guī)r7 層,水泥灰?guī)r5 層(詳見表2)。

        表2 北礦段制堿灰?guī)r、水泥灰?guī)r礦層厚度變化及主要化學(xué)成分

        2.2 礦石特征

        (1)礦石自然類型

        按礦石的礦物成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征劃分為:中- 厚層狀灰?guī)r、含燧石結(jié)核灰?guī)r兩種自然類型。

        ①中- 厚層狀灰?guī)r:深灰色,粉晶- 泥晶結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,單層厚度一般為20-80cm,主要由泥晶方解石組成,次為粉晶方解石,約含75-85%,含少量白云石,多呈細(xì)晶- 粉晶結(jié)構(gòu),含微量石英、泥質(zhì)、褐鐵礦。

        ②含燧石結(jié)核灰?guī)r:淺灰- 灰色,粉晶- 泥晶結(jié)構(gòu)塊狀構(gòu)造。燧石結(jié)核呈灰黑色,結(jié)核直徑多為2-15cm,大小不等,局部地段分布較密集。有用礦物主要由方解石組成,方解石含量約70%~80%。

        (2)礦石化學(xué)成分

        ①制堿用灰?guī)r:有益成分CaO 含量最高為55.98%,最低為49.50%,平均為54.13%。有害成分中MgO 含量最高為1.86%,最低為0.08%,平均為0.77%;SiO2含量最高為2.98%,最低為0.40%,平均為1.83%;Fe2O3含量最高為0.47%,最低為0.05%,平均為0.25%;Al2O3含量最高為0.96%,最低為0.05%,平均為0.45%;酸不溶物含量最高為2.91%,最低為0.24%,平均為2.12%。礦區(qū)12 個(gè)制堿灰?guī)r礦層品位變化情況為:CaO 變化系數(shù)在0-2%之間,屬很均勻型;MgO 變化系數(shù)在6%-103%之間,絕大多數(shù)屬于不均勻型;SiO2變化系數(shù)在11%-50%,絕大多數(shù)屬于均勻型。制堿灰?guī)r品位變化總體屬穩(wěn)定型。

        ②水泥用灰?guī)r:水泥灰?guī)r礦石中的主要化學(xué)成分CaO 含量最高為56.21%,最低為45.60%,平均為52.61%;MgO 含量最高為3.48%,最低為0.08%,平均為1.30%;SiO2含量最高為6.30%,最低為0.55%,平均為3.41%。礦區(qū)10 個(gè)水泥灰?guī)r礦層品位變化情況為:CaO 變化系數(shù)在0-4%之間,屬很均勻型;MgO變化系數(shù)在28%-129%之間,絕大多數(shù)屬于不均勻型;SiO2變化系數(shù)在15%-63%,絕大多數(shù)屬于均勻型。水泥灰?guī)r礦層品位變化總體屬均勻型。

        3 礦層頂?shù)装寮皧A石

        礦區(qū)南段ZJ1 礦層為頂部第一層礦,北段SN10 礦層為底部最后一層礦,頂部礦層的頂板為奧陶系中下統(tǒng)米缽山組,分布于礦區(qū)中西部,頂板上部巖性主要為青深灰色中- 厚層狀含砂屑灰?guī)r,中部夾有薄層含燧石結(jié)核灰?guī)r,下部主要為黃黑色頁巖;中間各礦層是以其品位含量不同分別按制堿和水泥灰?guī)r的指標(biāo)要求而圈定,各礦層一般呈制堿、水泥灰?guī)r交替互層產(chǎn)出,中間礦層既是上一礦層的底板又是下一礦層的頂板,如:南段ZJ2 礦層,其頂板為SN1 礦層底部中厚層灰?guī)r及少量含燧石結(jié)核灰?guī)r,其底板為SN2 礦層頂部中- 厚層狀灰?guī)r及少量含燧石結(jié)核灰?guī)r;最底部礦層的底板為奧陶系馬家溝組下統(tǒng)第一巖性段底部的淺灰- 灰黃色中厚層狀灰質(zhì)白云巖和白云巖。

        4 礦床成因

        礦區(qū)內(nèi)馬家溝組地層巖性特征為:下部為灰色塊狀- 中厚層狀粉晶團(tuán)?;?guī)r,偶含硅質(zhì)結(jié)合;中部為深灰色塊狀- 厚層狀泥質(zhì)網(wǎng)紋灰?guī)r;上部為灰色塊狀泥質(zhì)網(wǎng)紋灰?guī)r,頂部見薄層灰?guī)r,硅質(zhì)結(jié)合較發(fā)育,局部富集呈硅質(zhì)條帶。該地層巖性上自上而下硅質(zhì)成分逐漸減少,巖相基本穩(wěn)定,以碳酸鹽沉積為主,且含頭足類、腹足類、腕足類海相動(dòng)物化石。由此推斷,該礦床屬淺海相沉積礦床。

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