昌樂縣三大水系(大圍河、丹河、白浪河)的藍寶石砂礦含量較好。大圍河水系烏圖-王新段和店子-曹家廟子段是含礦條件最好的壹段,在兩段交界處已開發出最大的藍寶石砂礦。值得註意的是,屬於大許河水系的大界召-西更安段的含礦情況並不好。考慮到該段與上述兩段物源相同,其成藏條件難以看出明顯差異,有必要在該段進壹步開展礦產勘查。
大型砂礦的主要含礦層是含鈣質結核的粘土層,最大埋深可達5米以上。該礦已見到以下剖面:
土層0.3m
灰色粘土層夾黃色粉質粘土層2.0m
黃色粉質粘土層2.0m
含藍寶石鈣質結核的粘土層1.5m
紅色粉質粘土層
灰色粘土層是該區更新世與全新世的分界標誌,因此判斷含藍寶石鈣質結核粘土層的形成時代為更新世。含藍寶石的沖擊礫石層受現代河流嚴格限制,為河床和河漫灘沈積,形成時代應為全新世。
含藍寶石的鈣質結核粘土地層是由山麓的沖積扇堆積而成的。沖積層可連成扇裙狀,礦層呈平面狀,平面上延展性大,品位變化平緩,可形成大型藍寶石砂礦。礦層平均厚度為1.1m,縱橫比為0.6。主含礦層之上還有較小的含礦層。主要含礦地層平均埋深大於3m,底板為烏圖組砂巖、粘土巖、灰巖,但局部地段仍有紅色粉質粘土層(可能為更新世堆積),頂板為粉質粘土層。
含藍寶石礫石層是現代河床和河漫灘堆積。大規模礫石層大多與河流的彎曲部分壹致。壹般來說,礦體呈條帶狀,縱橫比約為0.1,長度幾十米至幾公裏,寬度幾十米至幾百米,厚度小於1m。煤層平均埋深1m,頂板為礫質粘土質粉砂。勘探證明,這類砂礦的規模比沖積扇砂礦小得多。
含藍寶石鈣質結核的粘土層主要由粘土鈣質結核組成。大於2mm的碎塊80%以上為鈣質結核,其余為錳鐵球、巖屑和應時、尖晶石、剛玉、藍寶石等礦物。壹些藍寶石部分或全部被鈣質結核包裹。鈣質結核在玄武巖風化殼中形成,在沖積扇形成過程中再沈積。壹般來說,含藍寶石的礫石層中礫石多於砂,礫石主要為玄武巖、石灰巖和砂巖,其次為鈣質結核、藍寶石、剛玉、尖晶石、輝石等礦物,含量不到3%。尖晶石常見於砂屑中,可作為尋找藍寶石的指示礦物。河床和河漫灘接縫的平均坡度為2ct/m3。