郭亚龙

(中国建筑材料工业地质勘查中心宁夏总队，宁夏 银川 750021)

天景山水泥用石灰岩矿床位于宁夏中卫市宣和镇以南约25km 的天景山腹地，行政区划属中卫市宣和镇管辖，北东距中宁县城约32km，北西距中卫市区约28km，交通方便。本文依据本矿区2021 年度野外详查资料，同时对比参考区域地质资料，对矿区地层及构造特征通过深部工程予以控制查证，并就矿层特征、矿石品质、矿床成因等进行综合研究及探讨。

1 区域地质背景

依据2017 年7 月出版的《中国区域地质志》（宁夏志），该区域地层区划属华北、柴达木地层大区-阿拉善地层区-阿拉善南缘地层分区-景泰、中宁地层小区（Ⅲ31-1）。区域出露的地层有奥陶系下-中统天景山组、中-上统米钵山组、上统徐家圈组、泥盆系上统中宁组，新近系中新统彰恩堡组及第四系全新统。

区域大地构造单元划属柴达木、华北板块-阿拉善微陆块-腾格里早古生代增生楔-卫宁北山、香山晚古生代前陆、上叠盆地-香山褶断带（Ⅲ41-1-5）。断裂极其发育，纵横交错，主要表现为北西向铲式叠瓦状逆冲推覆断层，矿区构造属该逆冲推覆构造的一部分，该构造位于柴达木-华北板块的阿拉善微陆块南缘、鄂尔多斯地块西缘、祁连早古生代造山带北缘。加里东运动使其褶皱隆起，形成轴向北西-北北西的复式褶皱和断裂，中泥盆世末期，鄂尔多斯西缘南部发生褶皱和逆冲推覆作用，致使上泥盆统不整合于其上，且呈上陡下缓的铲形，逆冲岩席及多个飞来峰发育。见图1。

图1 区域地质简图

2 矿区地质特征

2.1 地层

区内出露地层从老至新依次为：奥陶系下-中统天景山组(O1-2t)，奥陶系中-上统米钵山组(O2-3m），第四系全新统人工堆积（Qs）。见图2。

图2 矿区地质简图

2.1.1 天景山组(O1-2t):在矿区内按岩性组合特征自下而上分为三个岩性层：第一层(O1-2t1)为厚层含硅质结核灰岩，碎屑-泥晶-亮晶结构，层内由北向南结核分布逐渐密集，结核多呈灰黑色，2-5cm 大小。该层主要分布于矿区北侧，走向近东西向，厚度22.25-94.21m，为矿区次要含矿层；第二层(O1-2t2) 为浅灰-灰色厚层硅质条带灰岩，层内灰黑色硅质条带呈麻绳状，宽3-5cm，连续稳定，条带间距多在10-50cm 之间，出露于矿区中北部，厚度19.69-40.37m，为矿区明显标志层；第三层(O1-2t3) 为灰-深灰色厚层状微晶灰岩，单层厚度1-2m，该层大范围出露于矿区中部及中南部，厚度117.53-260.90m，为矿区主要含矿层。

2.1.2 米钵山组（O2-3m）：分布于矿区南部、东部局部地段，主要岩性上部为灰绿色板岩，下部少量薄层灰岩发育，矿区内厚度11.54-78.00m。

2.1.3 第四系（Q）：分布于详查区东侧、南侧，主要以黄土、碎石组成，坡向堆积，覆盖厚度1-15m 不等，多为开采剥离物。

2.2 构造

矿区内水泥灰岩地层总体呈倾向南的单斜构造，倾向变化不大，在165-220°之间，倾角在35-60°之间。矿区北侧出露区域性逆冲推覆构造界面，界面倾向南，倾角可达60°；南侧通过矿区施工的直孔、斜孔等深部钻探工作控制及地表揭露，进一步验证了区域推覆构造的存在，研究为多期推覆，推覆界面深于矿区附近最低侵蚀面标高(1698m)一下94.5m。推覆构造对矿山采矿权范围内(最低开采标高1700m)的矿层特征基本无影响。见图3。

图3 矿区南北两侧推覆构造面实景

3 矿床地质特征

3.1 矿体形状、产状及规模

矿区内水泥用石灰岩矿层主要赋存于奥陶系下-中统天景山组第一层(O1-2t1)和第三层（O1-2t3）中，共见矿2 层（编号依次为K1、K2）。

3.1.1 K1 矿层：小范围层状出露于矿区北部，宽度0-52m，东西向延伸长度约245m，厚度16.6-85.29m，平均厚度为46.94m。整体呈单斜层状产出，倾向170-210°，倾角为40-52°。主要岩性为浅灰色中厚-厚层状含硅质结核灰岩，层内由北向南硅质结核分布逐渐密集，结核多呈灰黑色，大小2-5cm 不等。

3.1.2 K2 矿层：大面积层状出露于矿区中-南部，为主矿层。东、南部局部被第四系覆盖。出露宽度180-345m，东西走向延伸长度 700m， 厚度101.93-218.11m， 平均厚度145.77m。矿层呈单斜层状产出，倾向218-165°，倾角35-60°。主要岩性为灰- 深灰色厚层状微晶灰岩，偶见含硅质结核微晶灰岩小夹层，夹层多呈不规则状或小透镜体。

K1 矿层在矿区内，西部厚，东部逐渐变薄，厚度较稳定；K2矿层自西至东沿走向厚度先增大后减小，整体2-2′勘查线处最厚，厚度稳定。

3.2 矿体顶底板围岩及夹石

矿区内仅在K2 矿层南部可见顶板米钵山组（O2-3m）灰绿色板岩。K1、K2 矿层之间发育有一层硅质条带灰岩夹层 (J2)，即O1-2t2，该夹层东西向层状贯穿于整个矿区，延伸451m，平均厚度2.31m，为矿区内最大夹石，体积260.1 万m3。此外，矿区内还圈定9 个小规模夹石，多呈似层状、透镜状发育，矿区内夹石均因fSiO2含量超标所致，见表1。矿区内夹石总计341.4万m3，剥采比为0.11:1（m3/m3），夹石水饱和抗压强度一般在35.2-61.3Mpa，平均46.1Mpa，可作普通建筑石料综合利用，参考指标见表2。

表1 矿区夹石特征一览表

表2 建筑用石料物理性能一般要求

3.3 矿石质量特征

3.3.1 矿石类型与结构构造

根据矿区内矿石的宏观特征结合结构、构造可将矿石分为浅灰-灰色厚层状含硅质结核灰岩、灰-深灰色厚-巨厚层状灰岩两种矿石自然类型。

3.3.1.1 浅灰-灰色厚层状含硅质结核灰岩：主要分布于分布于K1 矿层，少量似层状分布于K2 矿层，块状构造，碎屑-泥晶-亮晶结构。岩石主要由方解石组成，含少量内碎屑、生物屑、硅质、白云石、金属等矿物，多呈不规则粒状，由粒径＜0.004mm 的泥晶及0.01-0.68mm 的亮晶组成，含量85±2%，二者呈混杂无序状分布，颗粒间呈紧密状结合；此外矿石内硅质以隐晶状石英集合体为主，粒径＜0.05mm，无色透明，不均匀分布，含量1-2%。

3.3.1.2 灰-深灰色厚-巨厚层状灰岩：分布于K2 矿层中，该类型矿石呈块状构造，碎屑-泥晶结构。岩石主要由方解石组成，含少量生物屑、白云石、金属矿物、粘土矿物和铁质等，矿物多呈不规则粒状，由粒径＜0.004mm 的泥晶为主，含量80-85%，局部重结晶成微亮晶颗粒，颗粒间呈紧密状结合。岩石中裂隙较发育，被粒状方解石集合体充填呈不规则脉状，脉宽为1-20mm。

3.3.2 矿石质量

矿区各矿层矿石主要化学成分统计见表3。

表3 各矿层矿石品位情况一览表

矿石中有害组分含量均低于水泥用石灰岩矿一般工业指标(CaO≥45%；MgO≤3.5%；fSiO2≤8%；K2O+Na2O≤0.6%；SO3≤0.50%)要求，对矿石质量影响较小，满足水泥用石灰岩原料一般工业指标要求。

4 矿床成因

矿区内矿层为奥陶系天景山组，岩性多为浅灰－深灰色厚层微晶灰岩、中厚层含硅质结核（条带）微晶灰岩。矿层厚、规模大，严格受层位控制，矿层总体呈单斜产出，局部见有腕足类化石出现，表明矿层生成于水动力条件极弱的潮下带，当洋流发生变化时，沉积物的岩性也会相应变化，据此推断该处水泥石灰岩应属于浅海相碳酸盐台地同生沉积矿床，沉积原始环境较为稳定。

5 结论

5.1 水泥用石灰岩矿床在该区域赋矿层位为奥陶系下-中统天景山组(O1-2t)，按岩性组合特征自下而上分为三个岩性层，特征明显，为矿区内及外围找矿提供参考。

5.2 矿区内矿石质量良好，储量可观，可为生产企业提供良好的资源储备。

5.3 矿区内夹层多为厚层含硅质结核灰岩，物理性能良好，剥离后可作为普通建筑石料综合利用。