乌鲁木齐市井沟矿区石灰岩矿床地质特征成因分析

隆云

（中国建筑材料工业地质勘查中心新疆总队， 乌鲁木齐 830002）

摘要：石灰岩矿体赋存于上石炭统祁家沟组下亚组（C2qa）地层中，按其矿体自然出露形态的分布情况，矿体间的上下矿层分布情况，求得水泥用石灰岩矿石（331）+（332）+（333）保有资源量5155.43万吨；探明的内蕴经济资源量（331）757.89万吨。

关键词：单斜构造； 石灰岩； 地质特征； 矿体成因

1 区域地质特征

1.1 区域地层。区域地层多呈似层状，北东—南西方向延伸。地层按岩性组合、生物群和沉积旋迥，可划分出石炭系、二叠系地层，与本次石灰岩矿有关的主要地层特征如下：

2.1.3.1 上石炭统祁家沟下亚组（C2qa）。主要分布在区内的中部一带，近北北东向呈长条带状分布。出露的岩性主要为黑灰色中厚层灰岩夹灰绿色钙质粉砂岩、厚层灰岩与黑色薄层凝灰质粉砂岩不均匀互层、泥质粉砂岩等组成。与下伏柳树沟组（C2l）呈整合接触，与上覆祁家沟上亚组（C2qb）呈整合接触。厚度194～302m。

2.1.3.2 上石炭统祁家沟上亚组（C2qb）。主要分布在区内的中部一带，近北北东向呈长条带状分布。出露的岩性主要为黑灰色中厚层凝灰质粉砂岩、灰黑色粉砂岩夹中粒长石硬砂岩、粉砂质泥岩及不稳定生物灰岩、灰色厚层钙质长石质硬砂岩、富含腕足，植物化石等组成。与下伏下亚组（C2qa）呈整合接触，与上覆石人沟组（C2sh）呈整合接触。厚度180～324m。

1.2构造。区域大地构造位置属于博格多复背斜（西端）的北翼，总体呈北东向延伸的单斜构造，其内部有次一级的小褶皱。区内断层主要分布在东部上石炭地层中，但对矿区影响不大。

1.3岩浆岩。区内仅见晚石炭纪浅成侵入岩，且分布较少。

1.4矿产。区域内除分布有石灰岩资源外，未发现其它有价值的矿产資源。

2 矿区地质特征

2.1地层。矿区出露地层有上石炭统祁家沟组下亚组（C2qa）、上石炭统祁家沟组上亚组（C2qb）由老到新分述如下：

3.1.1.1 上石炭统祁家沟组下亚组（C2qa）。分布于矿区南部，是矿区内的主要地层，由紫红色角砾晶屑岩屑凝灰岩、灰绿色含生物碎屑细砂岩夹灰白色生物碎屑灰岩、灰白色生物碎屑灰岩组成，矿区内按岩性大致可分为三层，现主要岩性分布特征介绍如下：a、第一层紫红色角砾晶屑岩屑凝灰岩[C2qa-1]：呈北北东向分布于矿区东北部和东南部，东北部和东南部已延出矿区。中东部部分被第四系覆盖，西部该组第二层[（C2qa-2]整合与该层之上。b、 第二层灰黑色、灰绿色细砂岩夹生物碎屑灰岩[C2qa-2]：呈北北东向分布于矿区东北部和东南部，北部，东部，南部均延出矿区，与上、下覆地层呈整合接触。产状300～320°∠20～28°，在矿区内呈单斜层状产出。c、第三层灰色、深灰色燧石结核条带状生物碎屑灰岩、微晶生物碎屑灰岩[C2qa-3]：呈北北东向分布于矿区，总体产状300～320°∠20～35°。在矿区内均呈单斜层状产出，与上覆、下伏地层呈整合接触。

3.1.1.2 上石炭统祁家沟组上亚组（C2qb）。该层为矿体的顶板，呈北北东向分布于矿区西北部和中西部，西部、北部均延出矿区，与下伏上石炭统祁家沟组下亚组（C2qa）地层呈整合接触。矿区内呈单斜层状产出，产状290～320°∠18～30°。岩石组成为灰黑色凝灰质细砂岩，细粒结构，块状构造，主要由碎屑、胶结物组成。碎屑为长石、石英、岩屑等，部分呈次棱角状-次园状，部分呈棱角状-尖棱角状，粒径0.25～0.125mm，长石为斜长石，约占70%，岩屑为凝灰岩、生物碎片，少量黑云母；胶结物为泥质，分布于碎屑之间，约占30%。岩石地表风化严重，较为破碎。

2.2构造。矿区所在大地构造位置属博格多复背斜（西端）的北翼，总体呈北东向-南西向延伸的单斜构造。未见有褶皱构造，断层分布在矿区南部的上石炭统祁家沟地层中。

2.3岩浆岩。矿区内晚石炭纪浅成侵入岩较为发育，且分布面积较大，对微晶生物碎屑灰岩层的形态、产状、分布规律等特征影响较大，但对矿体的矿石质量变化情况影响不大。

2.4矿区矿产。矿区内除分布有石灰岩资源外，未发现其它有价值的矿产资源。

3 矿体地质特征

3.1矿体形态、规模。石灰岩矿体赋存于上石炭统祁家沟组下亚组（C2qa）地层中，按其矿体自然出露形态的分布情况，矿体间的上下矿层分布情况，划分为五个矿体，矿体总体走向为北北东向，矿区内呈单斜层状产出，产状290～320°∠18～30。截止到2014年12月31日，估算在1370～1885m的标高之间，共求得水泥用石灰岩矿石（331）+（332）+（333）保有资源量5155.43万吨；探明的内蕴经济资源量（331）757.89万吨， 控制的内蕴经济资源量（332）1216.51万吨，推断的内蕴经济资源量（333）3181.03万吨。 总剥采比0.20：1。

3.2矿石质量：（1）矿石的自然类型及岩性特征。从整个矿区来看，矿石自然类型较为单一，为浅灰色微晶生物碎屑灰岩，详细描述如下：呈浅灰～灰色，生物屑结构，块状构造。矿石由生物碎屑（70%）、方解石胶结物（30%）及少量的内碎屑组成。内碎屑呈次棱角状，粒径<0.6～0.1mm的砂屑为主，成分为泥晶灰岩；生物碎屑呈碎片状，部分形态完整，粒径0.1～2.0mm，种属有海百合茎（具单晶结构）、藻类、苔藓虫等生物碎片，壳体成分为方解石；胶结物为微晶方解石，粒径<0.03mm，分布于碎屑之间。岩石中有少量不规则状微裂隙，内充填碳酸盐，宽约0.1～0.2mm。（2）矿石的化学组分。根据基本分析和组合分析成果，矿区矿石的化学组分加权平均值为：CaO48.61%、MgO 0.78%、SiO2 10.17%、Al2O3 1.13%、Fe2O3 0.53%、K2O 0.17%、Na2O 0.16%、SO3 0.05%、Cl- 0.0048%、烧失量 37.60%、fSiO2 9.15%。

3.3 矿石品级。根据中华人民共和国地质矿产行业标准（DZ/T0213—2002）《冶金、化工石灰岩及白云岩、水泥原料矿产地质勘查规范》中水泥原料矿一般工业指标，矿体中的矿石质量均达到了质量要求。

3.4 矿体围岩及夹层。底板围岩与矿层界线主要依据燧石质结核的分布，界线基本清楚。

矿体夹层较少，夹层分布延伸基本稳定。

4 矿床成因分析

矿区内岩石组合主要为晶屑岩屑凝灰岩、含生物碎屑细砂岩夹生物碎屑灰岩、生物碎屑灰岩、凝灰质细砂岩等；其岩石呈次棱角-次圆状，以次圆状为主，杂基含量低，其结构成熟度高；在生物碎屑灰岩中含海百合茎（具单晶结构）、藻类、苔藓虫等，除部分保存完好外，部分呈碎片；说明矿区内岩石组合为一套海相沉积环境，因此，本石灰岩矿床为海相沉积成因。