摘要：桌子山石灰岩矿床产于奥陶系下统马家沟组石灰岩地层中。根据矿体特征、矿石矿物成分、结构构造及成因分析，认为属浅海相潮间坪、潮上坪沉积环境下的化学—生物化学沉积矿床。
关键词：内蒙古 桌子山石灰岩矿床 地质特征 成因
1．绪言
桌子山一带的石灰岩矿产资源丰富，并有部分白云岩矿伴生。石灰岩矿用途广泛，主要用于化工、建材、冶金等行业。该区目前除已勘查过得很少部分外，绝大部分区域状况不清。为了对资源进行合理勘查、开发利用和保护，尚需取得这些矿产的基本地质资料。
2．区域地质概况
桌子山所处大地构造位置，为华北地台鄂尔多斯西缘凹陷的贺兰山—桌子山褶断束北段。该区域内出露地层有上太古界千里山岩群，主要分布在千里山，桌子山区中部及东南部；上元古界青白口—震旦系西勒图组，分布在千里山北部及桌子山中、东部；下古生界寒武系和奥陶系，主要分布在桌子山区北部及西南部；上古生界石炭系和二叠系，主要分布在桌子山西、南部，东部仅有小面积断续分布；中生界三叠系、侏罗系和白垩系分布在东部；新生界第三系和第四系分布在山区四周平缓区及较大沟谷中。
区域内褶皱、断裂构造较发育，基底褶皱构造由千里山岩群组成，多数构造线近东西走向，形成一系列轴向近东西及北西西向的短轴背斜。元古界及古生界地层，则组成构造线近南北的褶皱，形成桌子山背斜及西部的卡布其向斜构造。断裂构造主要有南北向、北东东向和北西走向的三组。规模最大的南北向断层发育在千里山区的东、西两侧，桌子山背斜东侧及卡布其向斜西翼，为向西倾的逆断层及正断层，由于受该组断裂切割破坏，使桌子山背斜东翼及卡布其向斜西翼(地层)不完整；北西及北东东向断层以正断层和平推断层为主，一般规模较小。
岩浆岩有片麻状花岗岩、伟晶岩、辉绿岩及石英脉，分布在千里山及桌子山中部及东南部，发育在千里山岩群变质岩中，呈岩株及岩脉状产出。
3．矿区地质概况
桌子山地区出露地层主要有上太古界千里山岩群、上元古界青白口—震旦系西勒图组、古生界寒武系、奥陶系下统及石炭系，其中与石灰岩及白云岩成矿有关的地层单位为奥陶系下统马家沟组。地层、岩性特征由老至新分述如下：
3.1 矿区地层
3.1.1 上太古界千里山岩群(Ar3q)
下部为角闪斜长片麻岩、混合质二长片麻岩；中部为透辉石岩、角闪透辉石岩、黑云角闪片岩、蛇纹石化透辉大理岩、长英变粒岩、黑云斜长片麻岩、含石墨片岩等，下部夹磁铁矿层；上部为榴石黑云斜长片麻岩及各种混合质片麻岩。
3.1.2 上元古界青白口—震旦系西勒图组(QnZx)
中、下部主要为紫红色细至中粗粒石英砂岩夹紫红色粉砂质页岩，底部为石英砂砾岩；上部为灰白色中厚层石英砂岩及紫红色中—薄层状石英砂岩。各层总厚度在千里山北达870m，桌子山东部一带厚500m左右。其上部一般有1—2层灰白色变质石英砂岩，单层厚40—150m不等，上层一般厚度较大，质较纯，常成为不同用途的硅质原料矿产；下层厚度较小，质量较差，工业难于利用。
3.1.3 下古生界寒武系(∈)
中、上部为灰、深灰色薄—中层灰岩、鲕状灰岩、竹叶状灰岩、灰绿色页岩夹生物碎屑灰岩，顶部夹白云质灰岩；下部为灰褐色厚层白云质灰岩、石英砂岩夹灰绿色页岩。各层灰岩含硅、铝、镁、铁质均高。白云质灰岩含MgO一般低于18%，含SiO28—19.88%，含Fe2O3一般为1.25—2.11%。工业难于利用。
3.1.4 下奥陶统马家沟组(O1m)
根据该组的岩性差别，进一步划分三个岩性段，自下而上为：一岩段(O1m1)灰色中—厚层灰岩、白云质灰岩、白云岩与灰—灰白色石英岩互层。据部分灰岩及白云岩一般含CaO 30.4—50%，最高53.88%，MgO 3—12%,最低0.83%，最高19.93%，SiO2 2.79—8.27%，高者>9%。以顶部一层碎屑灰岩质量较好，但是含硅、镁高，厚度较小，顶低板为石英砂岩，不利开采。其中白云岩含硅也高，呈夹层状，均难以开采利用。该岩段厚度一般为30—60m。与下伏寒武系平行不整合接触；二岩段(O1m2)主要出露在桌子山中、北段的西坡地带。为灰褐—灰色白云质灰岩及白云岩，苏白音沟以北呈较稳定层状产出，出露与保存厚度一般为25—50m。其中的白云岩产在下部，厚度一般为20—45m，是区内白云岩矿的主要含矿层位。该岩段在东南部渐变为以白云质灰岩为主，白云岩不稳定，含镁降低。与下伏第一岩段以石英砂岩为界，整合接触；三岩段(O1m3)：在桌子山区内广泛分布，其中以北部采台山，西南部骆驼山以东至黑龙贵一带分布面积最大。呈稳定的层状产出，岩性为灰—深灰色厚层灰岩、红黄斑状灰岩及含燧石结核灰岩夹中薄层碎屑状灰岩，总厚度一般为200—450m。除顶部古风化带的岩溶较发育外，其下岩溶一般较弱。该岩段是区内多种用途石灰岩矿产的含矿层位。该岩段与下伏第二岩段为整合接触，渐变过渡。与上覆上石炭统呈平行不整合接触，其接触面上常见有零星的古风化淋积型褐铁矿及沉积型高岭土，明矾石矿分布于古溶坑、洞、裂隙及低凹处。
3.1.5 上石炭统太原组(C2t)
分布于桌子山区西、南边缘地带，直接覆盖于下奥陶统马家沟组之上。岩性为长石石英砂岩、含砾砂岩、页岩、泥岩及煤层。
3.2 构 造
基底构造层由上太古界千里山岩群组成，出露在千里山及桌子山中部及东南部。形成一系列轴向近东西的短轴背向斜构造。盖层构造层主要由青白口—震旦系、寒武系及奥陶系组成，形成近南北走向的桌子山背斜构造，北部千里山段被东西两侧近南北向断层切割，使背斜两翼受破坏而不完整。南部桌子山段东翼受南北向断层破坏，地层出露不全，地层倾角一般较陡(15°—70°，局部倒转)，西翼完整，地层倾角一般较缓，一般为5°—11°，局部 20°左右。北部千里山区及南部桌子山东部一带断裂构造发育，东部主要为南北向逆冲断层(断面向西倾)。西部为正断层。其次有北北东向及北西向的晚期正断层及平推断层发育。薄层灰岩及碎屑灰岩中节理、裂隙一般较发育，厚层灰岩、白云岩次之。褶皱构造对该区的石灰岩、白云岩矿层的分布有明显的控制作用，矿层均分布在南北向背斜的翼部和南北转折端。断裂对矿层有明显的破坏作用，如背斜东翼矿层受到严重破坏和缺失。背斜核部受构造剥蚀作用强烈，其富矿地层大部分已被剥蚀掉，而为太古界变质岩裸露。
3.3 风化带及覆盖层
该地区气候干燥少雨，风化作用不强，石灰岩、白云岩矿层的地表风化带一般厚0.5—1m，在部分完整岩石露头区及冲刷沟(带)，几乎无风化层发育，部分断裂破碎带及岩石节理裂隙发育区，风化带厚度可达1—2m。山区岩石裸露程度好，仅在局部低洼、缓坡处，有一些残坡积物分布，其厚度一般为0.3—1m。另外，在山区边缘地带的石灰岩、白云岩矿层，常被石炭系砂、页岩及第四系砂土、砂砾石不同程度覆盖，沿倾斜方向延深越大，覆盖层越厚。
4．矿层地质
4.1 矿体特征
桌子山地区石灰岩矿层，主要分布在桌子山北部的采台山区、毛尔沟南至黑龙贵、棋盘井北山一带，另外在毛尔沟北至后格德尔根沟一带及棋盘井东山有小面积分布。矿层产于下奥陶统马家沟组第三岩段。其下部为深灰色厚层灰岩；中部为含黄色、红色斑块或条带的中、厚层灰岩夹薄层灰岩及碎屑灰岩，层位稳定；上部常为青灰色厚层灰岩，一般质较纯，层位较稳定。因受后期剥蚀作用影响，出露厚度变化较大，较厚部分多分布在桌子山南、北端及西南一带。南部地区顶部常有含燧石结核或条带的灰岩分布，中、北部区的该层位一般均被剥蚀。矿层绝大部分裸露地表，仅在西、南及东北边部有石炭系和零星第四系覆盖。底板一般为白云质灰岩，夹砂岩。
4.2 矿石质量特征
4.2.1 矿物成分及结构构造
桌子山区石灰岩矿石的主要矿物成分为方解石，一般含量为85—95%，最低76%，最高96%，其含量在区内有从东至西，从北向南增高的趋势。另外含白云石1—15%，石英0.5—5%，泥质物及铁质微量。厚层致密块状灰岩矿石，呈隐晶质结构、微粒—细粒状结构，块状构造；含斑灰岩为斑状构造、块状构造，其斑为红、黄色，呈大小不等的斑点，斑块及不规则的条带等，主要成分为方解石、白云石及硅、铁质；碎屑灰岩呈粒屑、生物碎屑结构、块状构造。
4.2.2 化学成分及含量
桌子山区石灰岩矿石，含CaO一般为48—54%，最低46.66%，最高54.97%；CaCO385.67%—98.15%；MgO 0.3—2.5%,最低0.09%，最高3.55%；SiO20.8—8%，最低0.32%，最高10.26%；fSiO21.7—5%，最低0.46%，最高5.95%；Al2O30.3—1.2%，最低0.13%，最高2.22%；Fe2O3 0.2—0.5%，最低0.059%，最高0.97%；K2O0.10—0.12%，最低0.08%，最高0.35%；Na2O0.2—0.27%，最低0.0028%，最高0.45%；S0.01—0.03%；P0.001—0.016%；SO30.014—0.07%；酸不溶物1.97—3.32%(据少量样品分析结果)。全区石灰岩，一般以均质厚层灰岩含有益组分较高，有害组分相应较低。斑状灰岩及含燧石结核灰岩中的有益组分，部分较前者略低，有害组分相应较高。同时，处于不同地带的石灰岩化学成分含量尚有一些差别。
4.3 围岩
该区的石灰岩矿层，顶板围岩为石炭系砂岩、页岩及部分第四系砂土、砂砾石，主要分布在桌子山区西部及南部边缘。底板岩石为下奥陶统马家沟组第一、二岩段的白云质灰岩、白云岩或石英砂岩。
4.4 矿石类型及用途
该区石灰岩矿石的自然类型有：隐晶—微、细晶灰岩、斑状灰岩及碎屑灰岩(粒屑及生物碎屑)。根据石灰岩不同成分的含量及不同用途，其矿石主要工业类型有：电石用石灰岩、熔剂用石灰岩、制碱用石灰岩、水泥用石灰岩等。
4.4.1 电石用石灰岩
区内中、南部有部分石灰岩的质量情况，与乌海市黄河村、哈图克沟同类电石用石灰岩矿石的质量指标基本一致。内蒙古君正公司电石厂和内蒙古海吉氯碱化工公司电石厂所用黄河村和哈图克沟电石灰岩烧制熟料石灰，经电炉炼制电石的技术性能较好，生产的电石已达优质产品。据此类比，区内中、南部地段石灰石达电石用石灰岩质量指标，其加工技术性能亦应同黄河村、哈图克沟石灰岩。
4.4.2 水泥用石灰岩
内蒙古蒙西水泥有限公司，利用区内西北部石灰岩，以生料配比：石灰岩83.77%，砂岩6.72%，页岩6.83%，铁粉2.68%。用2.4×13.0m的棒球磨粉磨生料，出磨生料过0.08mm方孔筛和0.02木筛，筛余物小于11.5%，生产工艺为湿法生产，煅烧温度在1，300—1，450℃间，窑型为回转窑，生产水泥标号为525号及425号。多年生产已获良好效益。据此类比，区内大部地段石灰石达优质水泥用石灰岩质量指标，其加工技术性能应同蒙西水泥用灰岩。
4.4.3 冶金溶剂用石灰岩
包头钢铁厂，用本区中部石灰岩作黑色冶金熔剂用石灰岩，经多年大量使用，认为矿石质量及生产使用性能好，能保证钢、铁产品的质量及经济效益。
5．矿床成因
本区从寒武纪至中奥陶世一直处于浅海相环境。依据该区地层的沉积构造和岩层特征恢复本区岩相古地理，炒米店期为海岸平原，马家沟期为潮间坪—潮上坪。从地层中赋存的生物碎屑来看，为头足类、腕足类、三叶虫化石，也说明当时沉积环境为浅海相。综上所述，本矿床成因属浅海相潮间坪、潮上坪沉积环境下的化学—生物化学沉积成因。
6．结论
通过对有关地质、矿产资料的收集、充分研究、类比、野外观测，利用分布较多的民采坑(场)作检查验证，并测制地质剖面和采集代表性样品进行测试等项工作，对区内石灰岩、白云岩矿产的分布、产出特征、矿石质量概况及矿产资源远景已初步了解。矿床的水文地质、工程地质、环境地质条件简单，开采技术条件较好。两点建议：一是有些矿层总厚度较大，其中不同层位的矿石质量往往有不同程度地变化，进一步勘查时需具体划分，分别开采，用作不同用途。二是区内部分沟壁有古岩画，进一步勘查、开发时应避让和保护。