梁志宝

（中国建筑材料工业地质勘查中心内蒙古总队，内蒙古 呼和浩特 010010）

1 区域地质概况

本区域所处大地构造位置为华北地台(Ⅰ)山西台隆(Ⅰ6)清水河凸起(Ⅰ61)的中部。本区古生代地层区划属华北地层大区(Ⅴ)、晋冀鲁豫地层区(Ⅴ4)、鄂尔多斯地层分区(Ⅴ44)、东胜地层小区(Ⅴ4-1)。中、新生代地层区划属山西地层区(4)、凉城地层分区(41)。

区域出露地层自老至新有：古生界上、中、下寒武统，中、下奥陶统，上石炭统，下二叠统；中生界下白垩统；新生界新近系上新统，第四系上更新统、全新统。

本区为地台型构造特征，结合本区域东北外围分析，太古代桑干群混合岩化榴石黑云钾长片麻岩组成了地台的基底。经前震旦纪历次造山运动及太古代花岗岩的侵入使地层强烈褶皱与变质。总体来看，本区太古代以后构造运动以升降运动为主，褶皱极其微弱，地层近水平产出，略向南至南西缓倾，倾角一般≤5°，断裂较为发育，按其走向划分，以北东向和北西向断裂为主，近东西向、北北西向及北北东向断裂较少。

区内岩浆岩不发育，仅在本区域东北部及清水河一带分布出露。侵入时代为太古代第一期，根据侵入岩的相互接触关系，活动顺序可分为三次，各次侵入的岩性分别为：第一次为苏长岩νO11(1)，第二次为中粗粒似斑状黑云斜长花岗岩γO11(2)，第三次为钾长花岗岩γO11(3)，其中以第二次中粗粒似斑状黑云斜长花岗岩为主，第三次钾长花岗岩次之，第一次苏长岩出露面积较小，呈岩株及残留体产出。

2 矿床地质特征

2.1 地层

矿区内出露地层有下—中寒武统馒头组(∈1-2m)，中寒武统张夏组 (∈2z)，上寒武统炒米店组(∈3c)；新近系上新统(N2)；第四系上更新统(Q3)。由老至新分述如下(图1)。

(1) 下—中寒武统馒头组(∈1-2m)。

出露分布于矿区西南、北东部冲沟底部。上部岩性由深灰色层状含粉砂泥质灰岩、钙质细粉砂岩组成；中部为紫红色含粉砂质页岩、含云母粘土质页岩，夹含云母粉砂岩；未见下部。产状近水平，呈舒缓波状，总体倾向南西，倾角一般在1～5°。该层工程控制厚度0.33～8.82m，平均厚度4.05m。与下伏地层呈整合接触。

(2) 中寒武统张夏组(∈2z)。

该组为本次工作的含矿层，出露分布于矿区的西、南、东侧的山坡上部及各冲沟中。产状近水平，呈舒缓波状，总体倾向南西，倾角一般在1～5°。该层厚度3.58～58.93m，平均厚度34.06m。与下伏下—中寒武统馒头组(∈1-2m)整合接触。

(3) 上寒武统炒米店组(∈3c)。

该组为本次工作的含矿层，出露于矿区的中部、东、南、西、北侧的山坡上部及各冲沟的阳坡处。产状近水平，呈舒缓波状，总体倾向南西，倾角一般在1～5°。该层厚度0.61～83.99m，平均厚度36.95m。与下伏中寒武统张夏组(∈2z)整合接触。

(4) 新近系上新统(N2)。

矿区内地表没有出露分布，均被第四系覆盖。由于受沉积时的古地形限制及沉积后的风化剥蚀，只有部分钻探工程见到。其岩性为紫红色泥岩，控制厚度9.49～40.51m。该层中夹有钙质结核层，不整合于下伏老地层之上。

(5) 第四系全新统(Q3)。

广泛分布于矿区的山梁顶部及冲沟的阴坡地带，岩性为黄土夹少量钙质结核。该层黄土受沉积时古地形限制及沉积后的剥蚀，厚度不等，保留最大厚度43.95m。柱状节理发育，不整合于下伏各老地层之上。

图1 内蒙古自治区清水河县双台子矿区地质略图

2.2 构造

矿区内构造简单，未发现明显的褶皱构造、断裂构造。地(矿)层近水平产出，呈舒缓波状，总体倾向南西，倾角一般1～5°，起伏幅度一般都不大。

2.3 岩浆岩

矿区地表及深部均未发现后期侵入的岩体与岩脉。

3 矿体地质特征

3.1 矿体特征

矿区水泥用石灰岩矿赋存于中寒武统张夏组(∈2z)、上寒武统炒米店组(∈3c)地层中。通过本次勘查工作，根据矿体物质组成、空间分布及赋存层位特征，按水泥用石灰岩矿圈出5层矿层，编号由下至上为KC1、KC2、KC3、KC4和KC5矿层。受冲沟的切割冲刷，各矿层平面形态呈不规则状，为近水平产出的层状矿体，呈舒缓波状，总体倾向南西，倾角一般1～5°。矿层特征见表1。

表1 水泥用石灰岩矿层特征

3.2 矿石质量

3.2.1 矿石结构、构造

矿石结构为微晶、泥微晶、亮晶鲕粒、泥晶结构；构造为块状、条带状、层状构造。

3.2.2 矿石矿物成分

矿石的矿物成分主要以方解石为主，粒径＜0.03mm，含量为85%～95%，见少量白云石、铁质物与泥质物。矿石局部发育细小裂隙，其内充填有微细粒方解石。

3.2.3 矿石化学成分

各矿层矿石的化学成分见表2、表3。

3.3 矿石类型

根据矿石的矿物成分及含量、结构、构造等特征，石灰岩矿石自然类型为厚层灰岩，工业类型为水泥用石灰岩。

表2 各矿层矿石化学成分

3.4 矿体围岩及夹石特征

3.4.1 矿体围岩

KC1矿层顶板围岩为中寒武统张夏组第一岩性段(∈2z1)和第二岩性段(∈2z2)质量未达到工业指标要求的条带状灰岩、微晶灰岩。底板围岩为下—中寒武统馒头组(∈1-2m)深灰色层状含粉砂泥质灰岩、钙质细粉砂岩及中寒武统张夏组第一岩性段(∈2z1)质量未达到工业指标要求的微晶灰岩。该顶板同时也是KC1与KC2矿层之间的夹层，即KC2矿层底板，厚度0.60～31.67m。

KC2矿层顶板围岩为中寒武统张夏组第二岩性段(∈2z2)和第三岩性段(∈2z3)质量未达到工业指标要求的条带状灰岩、微晶灰岩。底板围岩为KC1矿层顶板。该顶板同时也是KC2与KC3矿层之间的夹层，即KC3矿层底板，厚度0.00～28.00m。

表3 各矿层矿石组合化学成分

KC3矿层顶板围岩为中寒武统张夏组第三岩性段(∈2z3)及上寒武统炒米店组第一岩性段(∈3c1)质量未达到工业指标要求的条带状灰岩、微晶灰岩。底板围岩为KC2矿层顶板。该顶板同时也是KC3与KC4矿层之间的夹层，即KC4矿层底板，厚度0.00～32.00m。

KC4矿层顶板围岩为上寒武统炒米店组第一岩性段(∈3c1)和第二岩性段(∈3c2)质量未达到工业指标要求的条带状灰岩、竹叶状灰岩，由于长期的风化剥蚀，矿层分布面积约有50%已不存在顶板(第四系黄土直接覆盖在矿层之上)。底板围岩为KC3矿层顶板。该顶板同时也是KC4与KC5矿层之间的夹层，即KC5矿层底板，厚度0.00～73.00m。

KC5矿层顶板围岩为上寒武统炒米店组第三岩性段(∈3c3)质量未达到工业指标要求的泥晶灰岩，由于长期的风化剥蚀，矿层分布面积约有70%已不存在顶板(第四系黄土直接覆盖在矿层之上)，厚度0～36.00m。底板围岩为KC4矿层顶板。

3.4.2 夹石层特征

根据圈矿工业指标要求，圈出71个夹层，各矿层内夹层均为不连续的透镜状夹层，岩性为未达到水泥灰岩矿工业指标要求的微晶灰岩、条带状灰岩、鲕状灰岩、泥晶灰岩。

4 矿床成因及找矿标志

4.1 矿床成因

从本区地层的岩性及接触关系分析，本区从早寒武世后到中奥陶世一直处于海洋环境，沉积了中寒武统至中奥陶统的一套以碳酸盐岩为主的地层。中晚寒武世，海面时有升降，海水动荡，沉积了中寒武统至上寒武统的一套鲕状灰岩、薄层灰岩、竹叶状灰岩、微晶灰岩、泥晶灰岩、条带状灰岩等。从地层中的化石来看，生物群主要是节肢动物三叶虫，其次为腕足类、头足类及藻类。三叶虫的特点是多节多刺，也说明当时本区环境是动荡的浅海环境。早奥陶世起，本区海面缓慢下降，环境相对稳定，沉积了下奥陶统至中奥陶统的一套细粒结构白云岩、白云质灰岩及石灰岩，所含化石为浅海相头足类。中奥陶世后期，海水全面退出，地壳上升为陆地，并接受长期风化剥蚀，一直到早石炭世后。

综上所述，本矿床成因类型属浅海—滨海相沉积的石灰岩矿床。

4.2 找矿标志

结合以上地质特征及矿床成因，勘查区东北部外围寒武系地层分布广泛，按其海相沉积的石灰岩矿床质量变化不大的规律分析，可得知勘查区东北部外围寒武系地层是石灰岩矿的重要找矿标志。