安生海,蘇迎春,李海賓,曹利華,孫云東
(1.中國建筑材料工業地質勘查中心山東總隊,山東 濟南 250100;2.沂南中聯水泥有限公司,山東 臨沂 276300)
山東省作為我國水泥用石灰巖礦重要產區,進行過大量的地質勘查,基本查明了水泥用石灰巖的分布規律、賦存層位。目前大部分礦山已經開采利用,產生了較好的社會效益和經濟效益,通過對以往勘查工作的研究,總結找礦方法,為今后開展找礦工作提供依據。
山東省水泥用石灰巖礦的地質工作在1949年前幾乎是空白,僅有極少的調查工作。1949年以后,山東省水泥用石灰巖礦地質工作得到重視和加強。20世紀50年代末至60年代,在山東省開展了全省的1∶20萬及部分地區的1∶5萬區域地質調查工作,基本上查清了山東省水泥用石灰巖礦的含礦層位,為水泥用石灰巖礦的勘查工作奠定了基礎。
此后全省陸續開展了水泥用石灰巖礦地質勘查工作,其中進行勘探工作的礦床57處,進行詳查工作的礦床41處,進行普查工作的礦床18處。
截止到2017年底,山東省共查明水泥用石灰巖礦床116處(表1),其中超大型礦床1處,大型礦床33處,中型礦床57處,小型礦床25處。累計查明資源儲量830 887.8萬t,保有資源儲量774 550.6萬t。
山東是石灰巖開發利用較早的省份,其開發歷史可追溯到古代。近代用作水泥原料的石灰巖開發始于20世紀初。建于1923年的濟南致敬洋灰公司是山東最早利用石灰巖生產水泥的廠家。近些年來,山東石灰巖的開發利用取得很大進展。
2017年5月中國建筑材料工業地質勘查中心山東總隊對山東省水泥用灰巖礦山開發利用現狀進行了實地調查。生產礦山57處,查明資源儲量522 864.2萬t,保有資源儲量481 354.1萬t。單個礦山年生產規模一般為60~472萬t/a,年總生產規模為6 667萬t。全部為露天開采方式。

表1 水泥用石灰巖礦勘查成果
未采礦山30處,保有資源儲量229 935.6萬t。停產礦山29處,查明資源儲量78 088.0萬t,保有資源儲量63 260.9萬t。礦產開發利用程度見表2。

表2 礦產開發利用程度
至2017年底,山東省水泥用石灰巖礦礦山開采企業37家,其中大型企業21家,生產規模為100~450萬t;中型企業7家,生產規模為50~97萬t;小型企業9家,生產規模為13~40萬t。
山東省水泥用石灰巖大型礦山直接生產成本約3.50~11.5元/t,回采率97.10%;中型礦山直接生產成本6.00~12.22元/t,回采率92.21%;小型礦山直接生產成本8.00~20.00元/t,回采率89.90%。
主要賦存在震旦系蓬萊群香夼組、寒武系九龍群張夏組及奧陶系馬家溝群北庵莊組、五陽山組和八陡組中,另外寒武系九龍群炒米店組也有分布[1-5]。
香夼組主要分布于魯東地區,主要巖性由中厚層至厚層狀灰巖、微晶灰巖、含泥質條帶結晶灰巖、薄層中厚層泥質灰巖、泥灰巖組成。
寒武系張夏組主要分布于魯西地區,下灰巖段以鮞?;規r為主,夾少量藻丘灰巖、生物碎屑灰巖;盤車溝段以黃綠色、灰綠色鈣質頁巖為主夾少量薄層泥質灰巖、生物碎屑灰巖等;上灰巖段由厚層藻礁灰巖夾少量鮞?;規r、薄層生物碎屑灰巖及黃綠色頁巖組成。
寒武系炒米店組分布于魯西隆起內,主要巖性為竹葉狀灰巖、條帶狀灰巖、豹皮狀灰巖、中厚層狀灰巖夾薄層泥質條帶灰巖、鮞?;規r等。炒米店組分布范圍較小,僅濟南南部山區部分地區可形成礦產地,但出露范圍也較小,區域高差較大,難以利用。灰色中厚層灰巖為主,局部夾薄層白云巖。
奧陶系馬家溝群主要分布于魯西地區,北庵莊組以灰—深灰色中薄層微晶灰巖、厚層云斑灰巖為主,中上部夾少量白云巖;五陽山組為灰色中厚層泥晶灰巖、云斑灰巖夾中薄層白云巖,中下部灰巖中含燧石結核;八陡組以深灰色中厚層灰巖為主,局部夾薄層白云巖。
山東省內水泥用石灰巖礦床分布范圍北起濟南市、淄博市、濰坊市,南到棗莊市、臨沂市,西到濟寧市,中部有泰安市、萊蕪市。另外在沂沭斷裂帶以東也有零星出露,主要分布在濟南、泰安、濟寧、棗莊、臨沂、濰坊等地,分布情況見表3,見圖1。

表3 礦產地地理分布區域一覽表

圖1 山東省水泥用石灰巖礦床分布圖
山東省內水泥用石灰巖礦主要賦存在蓬萊群香夼組、寒武系張夏組及奧陶系馬家溝群北庵莊組、五陽山組和八陡組中,寒武系炒米店組也有分布。水泥用石灰巖礦山出露地貌形態多為低山、丘陵。出露地表的大多分布在沂沭斷裂帶以西的魯西隆起區的山區,少量分布在沂沭斷裂帶內。出露范圍大致北起濟南市、淄博市、濰坊市,南到棗莊市、臨沂市,西到濟寧市,中部有泰安市、萊蕪市。另外在沂沭斷裂帶以東也有零星出露,主要分布在日照市的莒縣,煙臺市的蓬萊、福山、棲霞、龍口等地。
根據水泥用石灰巖礦主要含礦層位地層特征及礦床分布情況,找礦方向如下。
(1) 蓬萊群香夼組含礦地層主要分布于膠北隆起區,具有礦床規模中等、礦石質量穩定的特點。因此,找礦方向重點放在蓬萊、棲霞、福山一線,以尋找中型礦床為主。
(2) 寒武系張夏組、炒米店組含礦地層主要分布于山東魯西隆起區的西南部,具有礦床規模大、礦石質量穩定的特點。因此,找礦方向重點放在費縣、泗水、曲阜、棗莊一帶,以尋找大型礦床為主。
(3) 奧陶系馬家溝群北庵莊組、五陽山組和八陡組含礦地層分布較為零散,但魯西隆起區北部邊緣相對集中,該層位內礦石質量變化較大,因此,找礦方向重點放在濟南、章丘、淄博一帶,以尋找中、小型礦床為主。
(4) 寒武系炒米店組含礦地層分布特征與奧陶系馬家溝群含礦地層分布特征基本一致,該層位內礦石CaO、MgO含量低但質量穩定,因此,找礦方向重點放在濟南、淄博、濰坊一帶,以尋找中、小型礦床為主。