依山口建筑石料用灰巖礦地質特征及找礦前景

宋 雪，劉彥志，解小東

（1.山東省地質礦產勘查開發局第三地質大隊<山東省第三地質礦產勘查院，山東省海洋地質勘查院>，山東 煙臺 264000；2.山東省魯南地質工程勘察院<山東省地質礦產勘查開發局第二地質大隊>，山東 濟寧 272100；3.青島地質工程勘察院<青島地質勘查開發局>，山東 青島 266000）

1 礦區地質特征

1.1 地層

相關部門經過實地勘察后發現，礦區礦層的絕大部分裸露于地面，且礦床東部頂板發育量較少，屬于典型的寒武系九龍群崮山組泥質條帶灰巖及生物碎屑灰巖等地質條件。礦業企業在整合礦層過程中，根據寒武紀長清群饅頭組洪河段砂質灰巖和鈣質砂巖等地質條件的分析結果，制定了科學合理的灰巖礦開采方案，促進了建筑石料用灰巖產量的有效提升。

1.2 構造

由于礦區內基底構造尚未完全發育，且經過晚太古代至早元古時代的發展，礦區僅僅發育出了區域性片理、片麻理地質構造。在這其中片麻理走向為60°～320°，傾角60°～75°。蓋層總體呈現出向東北傾斜的單斜式構造形式，桑村穹窿周圍的斷裂構造發育形式，則主要有北西向、北北西向、近東西向、北東向和北北東向等幾種組合形式，這些不同的組合形式，從整體上控制了區域內地層與巖漿巖的分布。如圖1為依山口地質構造圖。

圖1 依山口地質構造圖

（1）北西向斷裂。該組斷裂不僅發育完成，而且區域內出露長度達到了4～8km，總體走向呈290°～320°，偏向西南，部分傾向北東，傾角67°～77°，屬于高角度正斷層，由此形成的5～30m 寬的構造破碎帶，局部存在著礫石與斷泥層。因此可確定該斷裂切割底層為寒武系—奧陶系的長清群和九龍群。

（2）北北西向斷裂。該斷裂帶分布于芹沃東山和下黃溝一帶，整體的延伸長度達到了2～6km，斷裂帶總體走向347°，傾向南西，傾角77°左右。根據勘察數據，該斷裂帶屬于高角度正斷層，且切割底層位于寒武系—奧陶系的長清群和九龍群。

（3）近東西向斷裂。近東向西斷裂帶位于下黃溝—橫嶺埠一帶，區域內出露長度約5km 左右，傾向北，傾角80°，該斷裂帶具有顯著的北盤下降、南盤上升的特點，斷裂帶破碎帶寬度約為2～5m，局部發育為角礫巖，構成成分屬于圍巖鈣質膠結構，斷裂帶切割底層位于九龍群。

（4）北東向斷裂。北東向斷裂帶發育規模相對較小，僅在上黃溝北部出現部分出露，斷裂帶長度約2km，破碎帶寬約2～3m，通過時代勘查發現，切割底層位于長清群和九龍群且北端與北西向斷裂呈現出相互交叉的趨勢。

1.3 巖漿巖

該礦區內的巖漿巖發育不完善且規模較小，主要零散的分布于西部芹沃一帶，主要以晚太古代、早元古代與中生代巖漿巖為主。按照《山東省地層侵入巖構造單位劃分方案》，相關部門將該礦區內的侵入巖詳細地劃分為以下幾個單元。

（1）新太古代侵入巖。礦區內出露嶧山序列馬家溝單元，主要分布于礦區西部一帶，且整體呈現出透鏡狀，巖性主要以中粗粒黑云花崗閃長巖為主。

（2）中生代侵入巖。中生代侵入巖出露沂南序列銅漢莊單元細粒角閃閃長玢巖；蒼山序列栗園單元中粒石英閃長玢巖、磨坑單元花崗閃長玢巖。其整體呈現出橢圓狀的不規則條帶狀產出形式。

2 礦體特征

2.1 礦層特征

礦區礦層位于寒武系九龍群張夏組上、下灰巖段地層中，且大部分礦層裸露于地表。根據礦區勘察數據，礦層整體呈現出的單斜層狀產狀形式與地層產狀保持一致。礦區整體走向為向北東，傾向為120°～140°，傾角11°～20°，礦石產量穩定。由于該礦區礦層沿山體走向控制長度達到了377m，控制寬度達到了487m。所以位于最低開采標高以上的礦層最大厚度約為148.73m，最小厚度3.70m，平均厚度84.13m。礦層底板屬于饅頭組洪河段砂巖、長石石英砂巖以及砂質灰巖等類型。

2.2 礦石質量

（1）礦石結構：通過對礦區礦石結構的分析發現，本礦區的礦石結構主要有鮞粒結構、生物碎屑結構、泥微晶結構、重結晶結構等幾種類型。

礦石構造：礦區內礦石構造主要有塊狀構造、云斑構造、厚層狀構造等類型。

（2）礦區內的礦石主要以方解石、白云石及少量氧化鐵質等為主。

經過實驗分析，礦區內的礦石礦物成分主要包括了方解石礦物與少量白云石粘土礦物及微量硅酸鹽礦物、氧化鐵等成分。

方解石：屬于泥晶細粉晶狀形態，且在鏡下為五色透明狀，顆粒粒級大約在0.01～0.5mm 之間，重結晶者顆?？蛇_1mm左右。如果在正交鏡干涉下，方解石呈現出珍珠暈高級白色。

白云石：白云石表面為菱面體，顏色為灰白色，鏡下為無色透明狀，伴有渾濁色，顆粒粒徑通常在0.05mm左右，產出形式為聚集狀且表面附著泥質與鐵質成分。

（3）山東省魯南地質工程勘察院于2014 年編制的《山亭區桑村鎮依山口地區儲量估算報告》與此次取樣測試分析報告中明確指出了，本礦區內的礦石中的化學成分主要以CaO、MgO 為主，伴有少量的SiO2、Al2O3、Fe2O3、K2O、Na2O、P2O5等。其中主要化學成分CaO 平均含量高達50.44%，MgO 平均含量2.65%，K2O+Na2O平均含量0.38%。見表1。

表1 礦石化學成分一覽表

（4）石灰巖屬于一種由方解石構成的碳酸巖類沉積巖，是地殼中分布最廣的礦產之一。石灰巖最為一種重要的礦產原材料，被廣泛應用于冶金工業、建材工業、化工領域等諸多領域中。由于該礦區作為建筑石料用的灰巖礦，主要開采用于建筑、建材等行業的礦石原料為主。再加上礦區內的礦層大部分裸露于地表，且礦床東部發育了少量頂板，為寒武系九龍群崮山組泥質條帶灰巖及生物碎屑灰巖等，通過對礦層的全面整合，礦產材料的產量和質量都得到了顯著提高。圖2為鮞?；規r。

圖2 鮞?；規r圖

3 礦床成因及找礦標志

3.1 礦床成因

通過對本礦區礦石自然類型組合形式、礦石結構構造特征、化學成分的深度分析發現，本礦區的礦產為中、晚寒武紀淺海相沉積的礦床，礦層是在相對穩定的高能環境中沉積形成的。由于高能環境中，海水中飽和的碳酸鈣圍繞在懸浮狀泥質質點中形成了泥質礦物或方解石等礦物質，在海水長期作用下翻滾懸浮后形成了鮞粒。隨著鮞粒直徑達到一定大小后，一旦其整體質量達到克服海水機械能量的狀態后，便在淺海臺地邊緣沉淀并堆積下來，形成了鮞灘，最后在成巖作用下形成了鮞粒灰巖。隨著海水能量的逐漸減弱，水動力變小后，直徑較大的顆粒則因為無法爆出懸浮狀態，最后在泥質礦物相互吸附以及海藻生長的影響下，形成了鈣泥質斑塊和藻鈣質團塊，在臺地前緣斜坡邊緣礁灘相沉積。

3.2 找礦標志

此次開展的礦層勘察工作，不僅大致查明了該礦區的地層、構造、巖漿巖分布特點，而且通過對礦石質量特點的分析研究，進一步明確了礦石的物質成分、結構構造以及其所含有的化學成分，為后續礦石加工技術與工業利用性能的類比研究和分析指明了方向。隨著礦區內礦層底板圍巖分布范圍的明確，工作人員在開展礦區水文地質測量工作時，通過對礦床開采技術條件的分析研究，圈定了該礦區礦層范圍，為后續礦產資源量的準確估算和礦床開發工作的開展提供了準確無誤的地質依據。此外，針對該礦區礦床礦石具有的結構致密、堅硬、抗壓以及抗剪強度高等特點，建議相關部門在進行該礦區的開采作業時，應該采用自上而下分層臺階式開采方式，以確保礦石開采工作的安全順利進行。