浅析宁夏中宁县王家庄某矿地质特征及成因

艾 爱

（中国建筑材料工业地质勘查中心宁夏总队，宁夏 银川 750021）

1 区域地质背景

王家庄某矿区地层区划属华北-柴达木地层大区（Ⅲ），阿拉善地层区（Ⅲ3），阿拉善南缘地层分区（Ⅲ31），景泰-中宁地层小区（Ⅲ31-1）。大地构造位置位于六盘山复背斜的北端，北与长香复背斜相接。地质矿物主要产出于同心～海原陆相盆地中。

2 矿床地质特征

矿区总体地势南西高北东低，地形侵蚀切割强烈，矿区内山脊和缓坡第四系覆盖普遍，赋矿地层清水营组出露范围局限于山前陡崖。

经查明矿区内地层有：古近系清水营组(E3q)、第四系上更新统马兰组(Qp3m)及第四系全新统冲积层（Qh2f）。矿区内地层构造形态受北西向微倾的宽缓箱状背斜控制。矿区位于该背斜的北东翼，南西—中部地层倾角平缓，微倾向北-北东，倾角一般为5°～10°；北东部山前一带地层转折变陡，倾角渐变为25°～60°。矿区地层总体倾角由南西-北东逐渐变陡，覆盖层逐渐变厚，地层延伸较为稳定，未见断层，构造为简单。

3 矿层地质特征

3.1 矿层特征

以清水营组第二段（E3q2）上部棕红色砂质矿石（辅助标志层）及下部青灰色厚层状硬质矿石（标志层—厚度稳定、分布范围广）为基础，将清水营组第二段由老至新划分为5个含矿亚段（E3q2-1～E3q2-5）12层矿（K1～K12），其中含矿层底板至标志层K4之间含矿3层（K1～K3），标志层K4至辅助标志层K9之间含矿4层（K5～K8），辅助标志层K9至含矿层顶板之间含矿4层（K10～K12）。

矿区内含矿层控制最大厚度为299.12m，矿层累计平均厚度为119.26m，含矿率约为40%。单矿层平均厚度为2.92m～42.37m，其中K1、K4、K5及K6矿层厚度规模较大，分布连续性较好，其资源量占矿床总资源量的70%以上，为主要矿层；K2、K3、K7及K8矿层厚度规模适中，分布连续性较好，为次要矿层；K9、K10、K11及K12矿层厚度及分布范围较小，为零星分布矿层。

（1）清水营组第二段第一亚段（E3q2-1）。

该段位于清水营组第二段底部，其岩性以青灰色厚层状矿物为主，夹有粉砂质泥岩。该段含有3层矿（K1～K3），主要矿层特征如下：

K1矿层：赋存于第一亚段下部，岩性主要为灰-青灰色泥质矿物，偶见有粉砂岩泥岩。矿层分布于矿区中南部，呈近水平层状产出，微倾向北西，沿走向延伸长760m～1365m，沿倾向延伸长1430m～1545m，赋矿面积1.69km2，矿层厚度2.17m～28.43m，平均厚度11.19m。矿层内部含2个透镜状夹石。

（2）清水营组第二段第二亚段（E3q2-2）（标志层K4）。

该段位于清水营组第二段下部，出露于矿区内南东冲沟中下侧，其岩性以青灰色厚层状泥质矿物为主，偶尔夹有透镜状泥岩及含膏泥岩，以其自身青灰色厚层状矿石为特征区别于顶底板。该段为K4矿层，为矿区内标志层。矿层岩性以青灰色厚层状矿石为主，偶尔夹有透镜状泥岩及含膏泥岩。矿层大面积分布矿区中南部，呈近水平层状产出，微倾向北西，沿走向延伸长1320m～2050m，沿倾向延伸长1285m～1650m，赋矿面积2.36km2，矿层厚度14.34m～69.26m，平均厚度43.16m。K4矿层内含6个透镜状/似层状夹石。

（3）清水营组第二段第三亚段（E3q2-3）。

该段分布于清水营组第二段中部，出露于矿区内中部山前陡崖中侧，其岩性为棕红-灰绿-灰白色厚层状泥质矿物、泥岩，多呈互层状，为含矿段，其顶板为第四亚段（E3q2-4）棕红色砂质矿物（辅助标志层），底板为第二亚段（E3q2-2）青灰色厚层状矿物。该段含有4层矿（K5～K8），主要矿层特征如下：

K5矿层：赋存于第三亚段下部，岩性主要为灰-青灰色泥质矿物，夹青灰色泥岩及粉砂岩泥岩，多呈互层状分布。矿层分布于矿区中南部，呈近水平层状产出，微倾向北西，沿走向延伸长1260m～1670m，沿倾向延伸长1490m～1725m，赋矿面积为2.10km2，矿层厚度1.76m～19.56m，可采厚度2.00m～19.56m，平均厚度7.72m。K5与K4之间含1个层状夹石，岩性为泥岩及少量粉砂质泥岩。

K6矿层：赋存于第三亚段中下部，岩性为灰-青灰色泥质矿物，夹青灰色泥岩及粉砂岩泥岩，呈互层状。矿层分布于矿区中南部，呈近水平层状产出，微倾向北西，沿走向延伸长670m～1590m，沿倾向延伸长740m～1675m，赋矿面积为2.14km2，矿层厚度1.71m～20.54m，可采厚度2.00m～20.54m，平均厚度6.78m。K6与K5之间含1个层状夹石。

（4）清水营组第二岩段第四亚段（E3q2-4）（辅助标志层）。

分布于清水营组第二段中部，出露于矿区南西-北中部山前中上侧，岩性为棕红色厚层状砂质矿物，该段含矿1层为K9矿层，矿层分布于矿区中-南西部，呈近水平层状产出，微倾向北西。

（5）清水营组第二段第五亚段（E3q2-5）

分布于清水营组第二段上部，出露于矿区西部山前上侧，其岩性为棕红-灰绿-灰白色厚层状泥质矿物及泥岩，呈互层状。该段顶板为清水营组第三段（E3q3）棕红色泥岩，底板为第四亚段（E3q2-4）棕红色砂质矿物（辅助标志层）。该段含有3层矿（K10～K12）。

3.2 矿石质量

3.2.1 矿石矿物成分

（1）常见矿石：具多种形态，以中粗粒为主，细粒少量，粒度大小多为0.04mm～4.10mm。中粗粒呈粗大板状、不规则粒状，定向平行排列，集合体呈纤维状-条带状团块，局部弯曲、扭折，细粒矿物呈细小板状分布在粒间；矿石呈粒状，紧密镶嵌，集合体呈团块状。

（2）硬质矿石：呈细小粒状、板状，粒度大小多为0.05mm～2.25mm。解理发育，粒间解离缝隙中有微晶碳酸盐岩交代残余和粉砂质石英团块或条带，部分晶体中有黄褐色铁质色素残余，集合体常呈放射状。

（3）粘土矿物：呈隐晶质、胶状，粒度大小约0.01mm～0.03mm。黄褐色，呈细网脉状、密集块状集合体分布于各种矿物之间，或分布于矿物表面，遇水易膨胀、粘手。

（4）碳酸盐岩：呈微晶状、它形粒状，粒度大小约0.01mm～0.03mm。集合体呈条带状、团块状，其内分布少量粉砂-细砂石英碎屑。

（5）石英：呈粉砂-细粒砂状，粒度大小约0.02mm～0.50mm。棱角、次棱角状，晶面较干净，包裹于矿物之中，或杂乱分布于碳酸盐岩或粘土矿物中。

（6）长石：呈细粒砂状、它形粒状，粒度大小约0.06mm～0.15mm。由斜长石、微斜长石组成，杂乱分布。

（7）副矿物：微量，磷灰石，自形-半自形晶，沿矿物的裂隙定向断续分布。

3.2.2 矿石的化学成分

依据基本分析样品统计结果，矿层中主要组分H2O+含量1.75%～20.21%，平均8.35%；CaO含量18.08%～36.36%，平均27.54%；SO3含量22.61%～50.88%，平均36.46%。

矿区矿石品位普通矿石+硬质矿物为55.10～94.28，矿石平均品位为70.36%。各矿层品位变化特征，见表1。

表1 矿层品位变化特征一览表

4 矿床成因

该矿床为内陆湖盆相沉积型矿床。内陆湖盆矿物的化学沉积作用，受内陆湖盆水动力和水化学因素控制。只有内陆湖盆动力条件较为稳定，而内陆湖盆地内卤水达到过饱和并有SO42-持续补充的条件下，才能形成此类沉积型矿床。此外，内陆湖盆的形成，受到断裂构造控制，只有内陆湖盆缓慢下沉，粗碎屑物质来源减少，此时细碎屑悬浮质点不断下沉，湖盆进入结晶碎屑沉积的阶段，最终才能形成矿层。

矿床赋存于古近系渐新统清水营组，属早渐新世红层，上部为红色碎屑岩建造，中下部为灰色碎屑，中下部为灰色蒸发岩建造～红色碎屑建造。该矿床是在干热气候条件下，封闭湖泊环境中形成的，位于中下部岩建造阶段。区内缺失古生代以前地层，在早白垩世以前，为盆地大型坳陷，沉积了巨厚的陆相碎屑岩含矿、含油建造。早白垩世后期，晚期燕山运动使该区产生轻微褶皱，盆地开始隆起，一直到渐新世后才局部坳陷，构成孤立小盆地，沉积了陆相红色含岩建造及红色碎屑岩建造，由喜马拉雅升降运动的影响，使本区第四系广布。该矿区矿层是在水动力、水化学条件较稳定，构造活动强度较低、频率较小，内陆湖盆缓慢下沉条件下形成的。