内蒙古乌兰呼都格石膏矿床地质特征及成因浅析

张明宇

摘 要：石膏在建筑、陶瓷、工艺美术、精密铸造、食品卫生等方面具有广泛的用途。我国石膏资源非常丰富，主要分布在华东、华北、中南、西北、西南等区域。乌兰呼都格石膏矿床，位于内蒙古自治区中西部，赋存于古近系中始新统阿山头组灰黑色泥岩中，石膏矿层与泥岩为不等厚的互层出现。通过对该区矿床成因分析与研究，对周边及以后的工作具有十分重要的参考价值。

关键词：石膏矿 地质概况 矿体地质特征 矿床成因探讨

中图分类号：P618 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）03（b）-0010-02

乌兰呼都格石膏矿位于内蒙古自治区四子王旗卫境苏木境内，属内蒙古高原、草原低山丘陵区，地形起伏不大，地势较平坦，局部为小的干湖。该区处在重要的石膏、天青石等非金属成矿带上。

1 地质概况

1.1 区域地质背景

乌兰呼都格石膏矿区大地构造位于新华夏构造系第三沉降带西缘，内蒙古弧形褶皱带与巨型纬向构造系阴山—天山构造带中段亚带和连接地带，属中蒙地槽索伦山槽向斜的一部分。区域地层从老到新主要有古生界二叠系、新生界古近系及第四系，区域构造简单，古近系岩层产状近于水平，区域边缘出露有早二叠世——更新世基性——中性——酸性火山岩、华力西晚期侵入岩，分布面积较小。

1.2 矿区地质

1.2.1 地层

该矿区出露地层较为简单，地表基本为第四系，下伏古近系中始新统阿山头组，局部有风化石膏露头。层位由上至下为：

上覆第四系下更新统。

……假整合……

（1）黄绿色泥岩（E2a6）：泥岩呈黄绿色，泥质结构，具细层理构造，内含少量的灰色泥岩薄层，局部含石膏结核及晶粒。

（2）石膏矿层（I矿层）：由白色透明半透明石膏晶体组成，晶体间夹杂泥质。

（3）黄绿色泥岩（E2a5）：泥岩呈黄绿色，泥质结构，具细层理构造。

（4）石膏矿层（II矿层）：由白色透明半透明石膏晶体组成，晶体间夹杂泥质。

（5）灰黑色泥岩（E2a4）：泥岩呈灰黑色，泥质结构，具细层理构造，偶见石膏晶粒。

（6）石膏矿层（III矿层）：泥质含量相对较少，含雪化状石膏透镜体。

（7）灰黑色泥岩（E2a3）：泥岩呈灰黑色，泥质结构，具细层理构造，局部含少量石膏结核。

（8）石膏矿层（Ⅳ矿层）：泥质含量相对较少，含雪花状石膏透镜体。

（9）灰黑色、黑色等杂色泥岩（E2a2）：细层理构造明显。

（10）石膏矿层（Ⅴ矿层）：泥质含量相对较多，含雪化状石膏透镜体。

（11）黑色、砖红色等杂色泥岩、粉砂岩（E2a1）：细层理构造明显，局部夹浅黄色、灰黑色泥岩薄层。

1.2.2 构造

该区构造简单，阿山头组地层产状近水平，难以量出倾角，但根据矿区内阶地、大沟和干湖的分布情况，表明了该区新构造运动的表现形式。

1.2.3 岩浆岩

区内东北部见少量岩浆岩出露，主要为早二叠世的英安岩及华力西晚期的细粒闪长岩，分布面积较小。

2 矿床地质特征

2.1 矿体地质

乌兰呼都格石膏矿床，赋存于古近系中始新统阿山头组泥岩中，分布面积大于16 km2，呈层状产出，且从整个矿区来看，很大范围均被第四纪松散层所覆盖，地貌表现为剥蚀平台。区内共发现6层石膏矿体，其中Ⅳ号矿体为主要矿体。

以Ⅳ号矿体为例，矿体赋存面积约16.86 km2，赋存标高944.44～969.16 m，呈层状产出，厚度在2.00～10.00 m之间，平均厚度为5.71 m，厚度变化系数37.36%，埋深1～43.80 m，围岩为灰黑色泥岩。矿体平均品位（CaSO4·2H2O）65.93%，品位变化系数6.77%。探求Ⅳ号矿体探求矿体333+（334）？资源量19 566.98万t。

2.2 矿石质量及矿石类型

2.2.1 矿石矿物成份及结构、构造

綜合镜下鉴定结果，矿石主要由石膏（CaSO4·2H2O）晶体、泥晶方解石及粘土矿物组成，个别含少量石英砂屑。矿石主要为晶粒自形结构（以巨晶结构为主，少量中-粗晶结构），块状、厚层状构造。

石膏：多呈1～4 mm的板状或柱状晶体，无色透明，石膏晶体常呈燕尾双晶，互相镶入生长构成晶族。晶体间含泥晶方解石及粘土矿物（呈细粉碎屑状），石膏含量85%～97%之间（镜下目测）。经鉴定基本全为二水石膏，未见硬石膏。

泥晶方解石：<0.005 mm，显微粒状高级白干涉色，含量为1%～2%不等，最高可达12%。

粘土矿物：<0.005 mm，显微鳞状一级灰干涉色，个别含量达12%，一般<5%。

石英（砂屑）：0.8～1.5 mm（少数为粉砂），棱角—次棱角状，含量少于1%。

2.2.2 化学成分

经地表及钻孔中的化学取样并经基本分析，结合6层矿体的各主要成分含量，得出本石膏矿床矿石主要成分化学分析结果为CaO：平均含量23.47%，SO3平均含量30.31%，H2O+平均含量13.77。根据石膏品位计算公式 CaSO4·2H2O%=4.78H2O+%，计算出CaSO4·2H2O的平均含量为65.86%。

2.3 矿层围岩与夹石

区内共发现6层石膏矿体，主要赋存于灰黑色及灰黑色为主的杂色泥岩中，普遍含有石膏结核及石膏晶粒。矿层中含有泥岩夹层，以灰黑色泥岩为主，与石膏多呈互层，连续性不稳定。镜下鉴定结果为：

杂色泥岩：含砾泥质结构、块状构造。岩石角砾为石膏，呈棱角状-次棱角状，砾径2～20 mm。碎粒为石膏和方解石，粒径一般0.2～2 mm，呈碎粒状。被泥质、钙质及石英胶结起来，钙质中可见尘点状方解石，石英有硅质重结晶生成。

3 矿床成因探讨

矿区内几乎所有泥岩层内均含石膏，石膏与泥岩密切共生。泥岩的颜色一般较浅，说明当时的沉积环境是集水的古盆地。由于当时的水量和其矿化度的变化情况不同，而造成今日的矿层特点。从上述矿床特征也可看出，矿层之生成原始地形条件也为一集水的古盆地，由于盆地内含有大量的硫酸盐溶液，在气候干燥的条件下，其蒸发量大于淡水流入量，其发展的结果，矿化水之浓度渐增高到一定程度时，即可形成矿床。现据区域和矿区沉积特征将该矿床成因过程简述如下：

该区受喜马拉雅运动的影响，山间盆地持续下沉，盆地内接受来源于周围二叠系海相地层被化学风化的物质进行堆积，盆地内形成了部分泥岩，在形成泥岩过程中，有矿化水的加入形成泥岩夹杂石膏层。盆地进一步发展，沉积不均匀，盆地凹凸不平。在盆地逐渐下沉过程中，一度气候比较湿润，盆地内聚集了大量大气层中的水，形成湖泊。

在湖水汇集的过程中，地表水从陆地上带来了大量的沉积物质，随水一同流入硫酸盐型的盐湖内，由于化学风化作用的影响，盆湖内的半沉积物质，变成了Fe、K、Na、Mg、Cu、Sr等复杂的化学溶液，之后由于盐湖内聚集了多量的化学溶液，在气候炎热干旱的条件下，其蒸发量大于淡水流入量，水不斷蒸发，当湖水之矿化度提高到3.5倍时，其中CaO和SO3借助于水的作用，而逐渐形成了CaSO4·2H2O，进行缓慢的沉淀。在其沉淀过程中，一些难溶物质呈悬浮状态，在矿化度提高到一定程度时变成了固体一同与石膏堆积下来，形成了今日的石膏层内夹杂之泥岩。

由于湖盆聚集了大量的沉积物质，增加了湖底的垂直压力，从而使湖盆逐渐下沉，也就很容易形成了泥岩的覆盖层。若当时随之湖泊的下沉，矿化水又不断的补给，而成矿条件又是间断的，这样可以造成石膏与泥岩的互层，或者形成厚度较大的矿石自然类型不均一的几个矿层，如该矿区的小柱状石膏与细粒状石膏互层，在石膏沉淀的初期，湖水底面多为易变的粘土质，受水的影响，湖泊底部在一定的厚度内保持软泥状态，而且含矿化水，但矿化度不一定均匀，当上覆矿化水形成石膏盖层的过程中或以后，赋存于湖底软泥内的矿化水，受元素亲合力的影响，可形成石膏结核与夹杂石膏的泥岩层。

若在石膏堆积呈胶体状态时，加入了泥质，矿可成部分混合。这种生成的紊繁过程，亦就复杂了矿体与围岩的界限。在该矿区内靠近矿层之顶底板围岩内往往具备上述特点，此外在石膏层古地形的湖滨部分，由于当时矿化水较浅，时有时无，因而使矿体的边缘多为泥岩夹杂石膏层过渡到围岩尖灭。当矿区内的矿层形成之后，受区域构造运动的影响，山间盆地逐渐缩小，地壳受断裂影响局部上升，故新近系在矿区没有沉积。后来因近代的地壳上升运动的影响，石膏层出露于地表。局部地段由于受地表水的作用，矿层重新变为矿化水，沿节理充填形成了大板状石膏，呈板状及条状产出。

综合上述矿床特点，该矿床成因类型应属于内陆蒸发盆地内湖相沉积石膏矿矿床及局部裂隙充填次生石膏矿床。

4 结语

通过对石膏矿体特征的了解，以及对石膏矿成因的分析，建立了沉积型石膏矿床的找矿及勘查模型，对周边石膏矿床及寻找其它大型—超大型湖相沉积型矿床具有十分重要的指导与借鉴意义。

参考文献

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[3] 王鹏，赵红瑞，梁景利.内蒙古自治区四子王旗木哈尔音乌素石膏矿预查报告[R].内蒙古有色地质矿业有限公司，2013.