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勘查区位于扎鲁特旗(鲁北镇)西约48km。从勘查区沿巴彦宝力皋—工农屯砂石路东行约28km到工农屯,与旗县级公路X455线相接。自工农屯沿X455线东南行约20km到扎鲁特旗政府所在地鲁北镇。自鲁北镇沿国道G304线北西行约150km到霍林郭勒市,与霍(霍林郭勒)—通(通辽)线铁路相接。自鲁北镇沿国道G304线东南行约175km到通辽市政府所在地科尔沁区。自鲁北镇沿国道G306线北东行约80km,跨过霍—通线铁路,到达科尔沁右翼中旗白音胡硕镇。公路铁路交通运输十分方便。
一、地层
详查区内地层为上二叠统林西组(P2l)、下侏罗统红旗组(J1h)、中侏罗统万宝组(J2w)、上侏罗统满克头鄂博组(J3m)与第四系。现分述如下:
上二叠统林西组(P2l):
主要分布于勘查区北部。岩性为黄绿、灰黄、黑灰色片理化绢云母化粉砂质、泥质板岩、千枚岩夹厚层变质砂岩,走向NE50—60°,多倾向NW,部分倾向SE,倾角45—75°。厚度3346m,与上侏罗统红旗组呈断层接触。
侏罗系:
(一)下侏罗统红旗组(J1h)
主要分布于勘查区中部,地层走向近东西向,倾向S,倾角10°—35°,为区内石墨矿层的主要赋矿层位。
该组地层区域岩性组合及相与建造特征基本相似,湖、沼相沉积韵律发育,规律相近一致。自上而下可分为四个岩性段:下部湖相碎屑岩段,下含矿段,上部湖相碎屑岩段,上含矿段。
勘查区内仅见下部两个岩段,分别叙述如下:
1、下部砂岩段(J1h1):地表出露于勘查区西部。根据钻孔揭露的地层剖面,主要是一套灰色细砂岩与深灰色粉砂岩互层组合,夹少量黑灰色泥岩,局部细砂岩层下部夹有薄层细砾岩、粗砾岩。细砂—粉砂岩普遍发育波状层理、水平层理,泥岩微波状层理发育,含豆状黄铁矿结核、有时见含菱铁结核,并含动物化石。具深水湖相沉积特征。控制最大厚度337.41m。
2、下石墨矿段(J1h2):本段岩性组合:主要由深灰色细砂岩、灰黑色泥岩、炭质页岩与石墨矿层组成,夹灰白色中、粗砂岩或含砾粗砂岩,厚度147—269m,是石墨矿体的主要赋矿岩段。整个矿区本段共含四个矿层组12个分层。各矿层组间均被一个发育程度不等的厚层砂体或砂岩组合体相分隔。与下部砂岩段(J1h1)呈整合状接触。
(1)底部D矿层组(厚度24—67m)
含2个矿层,即D2、D1石墨层。该层组主要由灰色粗、中砂岩,部分角砾岩,夹粉砂岩、灰黑色泥岩、炭质泥岩组成。为一套粗碎屑韵律层,其间夹不稳定的石墨透镜体,含大量植物化石及动物化石碎片。其底部为灰—灰白色厚层状含黑色泥岩角砾的粗砂岩—中细砂岩,全区普遍发育,构成区内矿层底板,整合于下部砂岩段之上。
(2)下部C矿层组(厚104.80—136m)
本层岩性组合以灰黑色粉砂岩、泥岩为主,普遍粒度较细,含石墨矿4层(C4、C3、C2、C1石墨层),其中C2、C4为区内主要可采层、C1局部可采,C3不可采。在以粉砂岩为主的细—粉砂岩韵律层中,含丰富植物化石和叶支介化石。
其与下部D层组间,普遍有一厚层灰色中—粗粒砂岩,岩性坚硬,含黑色岩屑、石英砂砾。
(3)中部B石墨矿层组(厚54—95m)
本组为互层状灰黑色粉砂岩与厚层状泥岩组合,夹石墨矿层与炭质页岩。仅含B3上1个石墨矿层,局部可采。
该层组与C层组之间,普遍发育有一灰色砂岩组合体,砂体中部为中粗粒砂岩,砂体下部由上而下为泥岩—粉砂岩—细砂岩,而上部则由细砂岩—粉砂岩—泥岩组成,总体是一个完整的细—粗—细序粒韵律组合,平面上由盆缘沿倾向向深部亦由粗砂岩—中砂岩—细砂岩,以至粉砂岩、泥岩,厚度相应为8.36—56.53m,一般厚度15.82—18.99m。在区内C1矿层以上砂体下部厚层粉砂岩中,含有动物化石。
砂体之上的黑色粉砂岩、厚层状泥岩,水平层理和波状层理发育,泥岩含有植物化石碎屑。上部泥岩中植物化石丰富,是本地区红旗组植物化石的主要采集层位。
(4)上部A矿层组
勘查区内位于B层组以上的A层组基本缺失或无保存。故不再赘述。
(二)中侏罗统万宝组(J2w):厚>252.8m
勘查区内万宝组岩性为巨厚的砾岩层,不整合覆盖于红旗组之上,被上侏罗统满克头鄂博组火山岩层不整合覆盖,分布于勘查区东南部。为灰白、黄褐色复成分砾岩,巨厚层状,夹含砾砂岩、粉砂岩扁豆体。含植物化石。控制厚度227.32—252.8m。
(三)上侏罗统满克头鄂博组(J3m):厚520—1359m
主要为中酸性熔岩及其火山碎屑岩,中、下部夹有凝灰质沉积岩,上部局部有酸性含角砾凝灰岩与流纹岩。在勘查区内中、南部分布面积较大。角度不整合覆盖于万宝组砾岩之上及红旗组地层之上。
新生界
第四系(Q)
(一)更新统砂砾岩层(Qp)
分布于河谷两岸的阶地。主要为杂色冲洪积砂砾石层,棕黄、灰白色等杂色,砾石成分复杂,为变质沉积岩、泥质岩、火山岩、火山碎屑等,砾径一般2—5cm,最大15cm,多呈次棱角状,分选性差。厚度2.12—2.25m。
(二)全新统(Qh)
包括残坡积—洪积、风积、河床冲洪积等成因类型松散堆积物。
残坡积碎石多见于丘陵山坡,厚度小。在丘陵坡麓—河谷边坡一带,主要发育坡积亚砂土及洪积物,由黄褐色亚砂土及碎石角砾组成。厚5.9—27.55m。
风积砂多见于河谷一级阶地砂砾层上部,为黄褐色细、粉砂,形成砂丘、砂陇带状分布。厚18—19.5m。
河漫滩地—河床洪—冲积砂砾石层,由黄褐色、灰色粗砂岩河砂砾层组成。
灰色亚砂土、草地砂土和腐植土,分布于丘陵谷地。
二、构造
勘查区内揭露的断裂构造较少,已发现的主要断层有近东西向断层(F1)、北北东向断层(F2)和近南北向断层(F3)计有3条,现叙述如下:
1、F1张扭性正断层。
位于勘查区北部,走向NE80°左右,倾向S,倾角65—80°,局部近直立。该断裂规模较大,地表露头追索,延续长约4km,宽约40m。该断裂贯穿板子庙矿区。在勘查区西部被F2断层错断,在勘查区东部被F3断层错断。
2、F2正断层。
位于勘查区西部,走向NE20°,倾向SE,倾角>60°,落差>200m。该构造在平面上表现林西组地层向南推移,红旗组地层的走向中断,石墨矿层具有明显落差。
3、F3正断层。
位于勘查区内东部,走向近南北,倾向东,倾角>60°,落差>300m。断层两侧不同时代岩层产状差异明显,同时在平面上表现下盘基底(林西组)地层向南推移,满克头鄂博组地层沿走向中断。
上述断层位于详查区边部,对详查区内的矿体无影响。
三、岩浆岩
区内小型酸性、酸碱性和中性浅成—超浅成侵入岩发育,与燕山期火山—侵入活动有关。通过钻孔、测井揭示,大部分钻孔均见有侵入岩存在,多赋存于较深的部位。岩石类型:
1、石英斑岩(λπ):灰白色,斑状结构,块状构造。斑晶以石英为主,长石少量,基质隐晶质。主要发育于勘查区西部的Ⅰ矿段的21线、B4线地段。
2、正长斑岩(ξπ):浅灰色,斑状结构,块状构造。斑晶以正长石为主,基质隐晶质。大量发育于勘查区西部Ⅰ矿段的19线、21线、B1线、B2线。
3、石英闪长玢岩(δομ):灰色,斑状结构,块状构造。斑晶含量可达10%,主要为石英、斜长石、角闪石。发育于勘查区东部Ⅱ矿段的B30线、B31线。
4、闪长玢岩(δμ):呈灰绿色,斑状结构,块状构造。可见有斜长石、石英及角闪石斑晶。主要分布勘查区东部Ⅱ矿段的A1线、B30线、B31线。
四、岩体产状及规模
岩体多沿区内东西向断裂及近南北向断裂构造作为侵入通道,沿断裂破碎带上升侵位至含石墨岩系地层及矿层(体)顶、底板岩层中。岩体形态极不规则,产状受构造通道及上盘岩层产状控制,呈岩株状、岩枝状、岩舌状侵入体及岩床状。大量资料说明,岩枝侵入体及岩床多系沿层间构造软弱带或石墨矿层底板顺层贯入,如19线、21线、A1线、B1线、B2线、B3线、B4线、B5线和B30线、B31线等勘探线地质剖面所见。规模大小不一,厚度变化较大。机械贯入作用强,主动侵位式,与围岩界面清楚,有时边界可见似流动构造。顺层间构造软弱带侵于矿层底板,部分或全部吞蚀石墨矿层。
五、岩体时代
本区斑岩侵入均发生在石墨矿岩系断块活动的同时及以后,受断层构造活动控制;侵位最新地层为满克头鄂博组(J3m)。从外围区域资料看,侵位最新地层是白音高老组火山岩(J3b)并受其火山岩构造控制,属于火山作用次火山阶段产物,甚至更晚期形成。侵入时代为J3末—K1初。
六、侵入体对围岩及石墨矿层的破坏影响
本区侵入体均系浅成侵入体,属构造通道及层间构造软弱带主动侵位成岩特点,规模小,对围岩蚀变影响并不强,钻孔岩芯观察表明,在靠近岩体边部的围岩由于受岩浆热力的烘烤,一般仅具宽度或厚度很小(0.3m以下)的退色蚀变,表现为泥岩呈灰白、性变脆、变硬、比重大,结构变得致密等现象,而不改变原岩面貌。固定碳测试资料表明,矿石固定碳含量变化与斑岩侵入无相关关系。但是浅成侵入体的侵蚀、吞蚀作用严重的破坏了岩系和矿层的完整性,连续性。
一、地层
详查区内地层为上二叠统林西组(P2l)、下侏罗统红旗组(J1h)、中侏罗统万宝组(J2w)、上侏罗统满克头鄂博组(J3m)与第四系。现分述如下:
上二叠统林西组(P2l):
主要分布于勘查区北部。岩性为黄绿、灰黄、黑灰色片理化绢云母化粉砂质、泥质板岩、千枚岩夹厚层变质砂岩,走向NE50—60°,多倾向NW,部分倾向SE,倾角45—75°。厚度3346m,与上侏罗统红旗组呈断层接触。
侏罗系:
(一)下侏罗统红旗组(J1h)
主要分布于勘查区中部,地层走向近东西向,倾向S,倾角10°—35°,为区内石墨矿层的主要赋矿层位。
该组地层区域岩性组合及相与建造特征基本相似,湖、沼相沉积韵律发育,规律相近一致。自上而下可分为四个岩性段:下部湖相碎屑岩段,下含矿段,上部湖相碎屑岩段,上含矿段。
勘查区内仅见下部两个岩段,分别叙述如下:
1、下部砂岩段(J1h1):地表出露于勘查区西部。根据钻孔揭露的地层剖面,主要是一套灰色细砂岩与深灰色粉砂岩互层组合,夹少量黑灰色泥岩,局部细砂岩层下部夹有薄层细砾岩、粗砾岩。细砂—粉砂岩普遍发育波状层理、水平层理,泥岩微波状层理发育,含豆状黄铁矿结核、有时见含菱铁结核,并含动物化石。具深水湖相沉积特征。控制最大厚度337.41m。
2、下石墨矿段(J1h2):本段岩性组合:主要由深灰色细砂岩、灰黑色泥岩、炭质页岩与石墨矿层组成,夹灰白色中、粗砂岩或含砾粗砂岩,厚度147—269m,是石墨矿体的主要赋矿岩段。整个矿区本段共含四个矿层组12个分层。各矿层组间均被一个发育程度不等的厚层砂体或砂岩组合体相分隔。与下部砂岩段(J1h1)呈整合状接触。
(1)底部D矿层组(厚度24—67m)
含2个矿层,即D2、D1石墨层。该层组主要由灰色粗、中砂岩,部分角砾岩,夹粉砂岩、灰黑色泥岩、炭质泥岩组成。为一套粗碎屑韵律层,其间夹不稳定的石墨透镜体,含大量植物化石及动物化石碎片。其底部为灰—灰白色厚层状含黑色泥岩角砾的粗砂岩—中细砂岩,全区普遍发育,构成区内矿层底板,整合于下部砂岩段之上。
(2)下部C矿层组(厚104.80—136m)
本层岩性组合以灰黑色粉砂岩、泥岩为主,普遍粒度较细,含石墨矿4层(C4、C3、C2、C1石墨层),其中C2、C4为区内主要可采层、C1局部可采,C3不可采。在以粉砂岩为主的细—粉砂岩韵律层中,含丰富植物化石和叶支介化石。
其与下部D层组间,普遍有一厚层灰色中—粗粒砂岩,岩性坚硬,含黑色岩屑、石英砂砾。
(3)中部B石墨矿层组(厚54—95m)
本组为互层状灰黑色粉砂岩与厚层状泥岩组合,夹石墨矿层与炭质页岩。仅含B3上1个石墨矿层,局部可采。
该层组与C层组之间,普遍发育有一灰色砂岩组合体,砂体中部为中粗粒砂岩,砂体下部由上而下为泥岩—粉砂岩—细砂岩,而上部则由细砂岩—粉砂岩—泥岩组成,总体是一个完整的细—粗—细序粒韵律组合,平面上由盆缘沿倾向向深部亦由粗砂岩—中砂岩—细砂岩,以至粉砂岩、泥岩,厚度相应为8.36—56.53m,一般厚度15.82—18.99m。在区内C1矿层以上砂体下部厚层粉砂岩中,含有动物化石。
砂体之上的黑色粉砂岩、厚层状泥岩,水平层理和波状层理发育,泥岩含有植物化石碎屑。上部泥岩中植物化石丰富,是本地区红旗组植物化石的主要采集层位。
(4)上部A矿层组
勘查区内位于B层组以上的A层组基本缺失或无保存。故不再赘述。
(二)中侏罗统万宝组(J2w):厚>252.8m
勘查区内万宝组岩性为巨厚的砾岩层,不整合覆盖于红旗组之上,被上侏罗统满克头鄂博组火山岩层不整合覆盖,分布于勘查区东南部。为灰白、黄褐色复成分砾岩,巨厚层状,夹含砾砂岩、粉砂岩扁豆体。含植物化石。控制厚度227.32—252.8m。
(三)上侏罗统满克头鄂博组(J3m):厚520—1359m
主要为中酸性熔岩及其火山碎屑岩,中、下部夹有凝灰质沉积岩,上部局部有酸性含角砾凝灰岩与流纹岩。在勘查区内中、南部分布面积较大。角度不整合覆盖于万宝组砾岩之上及红旗组地层之上。
新生界
第四系(Q)
(一)更新统砂砾岩层(Qp)
分布于河谷两岸的阶地。主要为杂色冲洪积砂砾石层,棕黄、灰白色等杂色,砾石成分复杂,为变质沉积岩、泥质岩、火山岩、火山碎屑等,砾径一般2—5cm,最大15cm,多呈次棱角状,分选性差。厚度2.12—2.25m。
(二)全新统(Qh)
包括残坡积—洪积、风积、河床冲洪积等成因类型松散堆积物。
残坡积碎石多见于丘陵山坡,厚度小。在丘陵坡麓—河谷边坡一带,主要发育坡积亚砂土及洪积物,由黄褐色亚砂土及碎石角砾组成。厚5.9—27.55m。
风积砂多见于河谷一级阶地砂砾层上部,为黄褐色细、粉砂,形成砂丘、砂陇带状分布。厚18—19.5m。
河漫滩地—河床洪—冲积砂砾石层,由黄褐色、灰色粗砂岩河砂砾层组成。
灰色亚砂土、草地砂土和腐植土,分布于丘陵谷地。
二、构造
勘查区内揭露的断裂构造较少,已发现的主要断层有近东西向断层(F1)、北北东向断层(F2)和近南北向断层(F3)计有3条,现叙述如下:
1、F1张扭性正断层。
位于勘查区北部,走向NE80°左右,倾向S,倾角65—80°,局部近直立。该断裂规模较大,地表露头追索,延续长约4km,宽约40m。该断裂贯穿板子庙矿区。在勘查区西部被F2断层错断,在勘查区东部被F3断层错断。
2、F2正断层。
位于勘查区西部,走向NE20°,倾向SE,倾角>60°,落差>200m。该构造在平面上表现林西组地层向南推移,红旗组地层的走向中断,石墨矿层具有明显落差。
3、F3正断层。
位于勘查区内东部,走向近南北,倾向东,倾角>60°,落差>300m。断层两侧不同时代岩层产状差异明显,同时在平面上表现下盘基底(林西组)地层向南推移,满克头鄂博组地层沿走向中断。
上述断层位于详查区边部,对详查区内的矿体无影响。
三、岩浆岩
区内小型酸性、酸碱性和中性浅成—超浅成侵入岩发育,与燕山期火山—侵入活动有关。通过钻孔、测井揭示,大部分钻孔均见有侵入岩存在,多赋存于较深的部位。岩石类型:
1、石英斑岩(λπ):灰白色,斑状结构,块状构造。斑晶以石英为主,长石少量,基质隐晶质。主要发育于勘查区西部的Ⅰ矿段的21线、B4线地段。
2、正长斑岩(ξπ):浅灰色,斑状结构,块状构造。斑晶以正长石为主,基质隐晶质。大量发育于勘查区西部Ⅰ矿段的19线、21线、B1线、B2线。
3、石英闪长玢岩(δομ):灰色,斑状结构,块状构造。斑晶含量可达10%,主要为石英、斜长石、角闪石。发育于勘查区东部Ⅱ矿段的B30线、B31线。
4、闪长玢岩(δμ):呈灰绿色,斑状结构,块状构造。可见有斜长石、石英及角闪石斑晶。主要分布勘查区东部Ⅱ矿段的A1线、B30线、B31线。
四、岩体产状及规模
岩体多沿区内东西向断裂及近南北向断裂构造作为侵入通道,沿断裂破碎带上升侵位至含石墨岩系地层及矿层(体)顶、底板岩层中。岩体形态极不规则,产状受构造通道及上盘岩层产状控制,呈岩株状、岩枝状、岩舌状侵入体及岩床状。大量资料说明,岩枝侵入体及岩床多系沿层间构造软弱带或石墨矿层底板顺层贯入,如19线、21线、A1线、B1线、B2线、B3线、B4线、B5线和B30线、B31线等勘探线地质剖面所见。规模大小不一,厚度变化较大。机械贯入作用强,主动侵位式,与围岩界面清楚,有时边界可见似流动构造。顺层间构造软弱带侵于矿层底板,部分或全部吞蚀石墨矿层。
五、岩体时代
本区斑岩侵入均发生在石墨矿岩系断块活动的同时及以后,受断层构造活动控制;侵位最新地层为满克头鄂博组(J3m)。从外围区域资料看,侵位最新地层是白音高老组火山岩(J3b)并受其火山岩构造控制,属于火山作用次火山阶段产物,甚至更晚期形成。侵入时代为J3末—K1初。
六、侵入体对围岩及石墨矿层的破坏影响
本区侵入体均系浅成侵入体,属构造通道及层间构造软弱带主动侵位成岩特点,规模小,对围岩蚀变影响并不强,钻孔岩芯观察表明,在靠近岩体边部的围岩由于受岩浆热力的烘烤,一般仅具宽度或厚度很小(0.3m以下)的退色蚀变,表现为泥岩呈灰白、性变脆、变硬、比重大,结构变得致密等现象,而不改变原岩面貌。固定碳测试资料表明,矿石固定碳含量变化与斑岩侵入无相关关系。但是浅成侵入体的侵蚀、吞蚀作用严重的破坏了岩系和矿层的完整性,连续性。