依山口建筑石料用灰岩矿地质特征及找矿前景

宋 雪，刘彦志，解小东

（1.山东省地质矿产勘查开发局第三地质大队<山东省第三地质矿产勘查院，山东省海洋地质勘查院>，山东 烟台 264000；
2.山东省鲁南地质工程勘察院<山东省地质矿产勘查开发局第二地质大队>，山东 济宁 272100；
3.青岛地质工程勘察院<青岛地质勘查开发局>，山东 青岛 266000）

1.1 地层

相关部门经过实地勘察后发现，矿区矿层的绝大部分裸露于地面，且矿床东部顶板发育量较少，属于典型的寒武系九龙群崮山组泥质条带灰岩及生物碎屑灰岩等地质条件。矿业企业在整合矿层过程中，根据寒武纪长清群馒头组洪河段砂质灰岩和钙质砂岩等地质条件的分析结果，制定了科学合理的灰岩矿开采方案，促进了建筑石料用灰岩产量的有效提升。

1.2 构造

由于矿区内基底构造尚未完全发育，且经过晚太古代至早元古时代的发展，矿区仅仅发育出了区域性片理、片麻理地质构造。在这其中片麻理走向为60°～320°，倾角60°～75°。盖层总体呈现出向东北倾斜的单斜式构造形式，桑村穹窿周围的断裂构造发育形式，则主要有北西向、北北西向、近东西向、北东向和北北东向等几种组合形式，这些不同的组合形式，从整体上控制了区域内地层与岩浆岩的分布。如图1为依山口地质构造图。

图1 依山口地质构造图

（1）北西向断裂。该组断裂不仅发育完成，而且区域内出露长度达到了4～8km，总体走向呈290°～320°，偏向西南，部分倾向北东，倾角67°～77°，属于高角度正断层，由此形成的5～30m 宽的构造破碎带，局部存在着砾石与断泥层。因此可确定该断裂切割底层为寒武系—奥陶系的长清群和九龙群。

（2）北北西向断裂。该断裂带分布于芹沃东山和下黄沟一带，整体的延伸长度达到了2～6km，断裂带总体走向347°，倾向南西，倾角77°左右。根据勘察数据，该断裂带属于高角度正断层，且切割底层位于寒武系—奥陶系的长清群和九龙群。

（3）近东西向断裂。近东向西断裂带位于下黄沟—横岭埠一带，区域内出露长度约5km 左右，倾向北，倾角80°，该断裂带具有显著的北盘下降、南盘上升的特点，断裂带破碎带宽度约为2～5m，局部发育为角砾岩，构成成分属于围岩钙质胶结构，断裂带切割底层位于九龙群。

（4）北东向断裂。北东向断裂带发育规模相对较小，仅在上黄沟北部出现部分出露，断裂带长度约2km，破碎带宽约2～3m，通过时代勘查发现，切割底层位于长清群和九龙群且北端与北西向断裂呈现出相互交叉的趋势。

1.3 岩浆岩

该矿区内的岩浆岩发育不完善且规模较小，主要零散的分布于西部芹沃一带，主要以晚太古代、早元古代与中生代岩浆岩为主。按照《山东省地层侵入岩构造单位划分方案》，相关部门将该矿区内的侵入岩详细地划分为以下几个单元。

（1）新太古代侵入岩。矿区内出露峄山序列马家沟单元，主要分布于矿区西部一带，且整体呈现出透镜状，岩性主要以中粗粒黑云花岗闪长岩为主。

（2）中生代侵入岩。中生代侵入岩出露沂南序列铜汉庄单元细粒角闪闪长玢岩；
苍山序列栗园单元中粒石英闪长玢岩、磨坑单元花岗闪长玢岩。其整体呈现出椭圆状的不规则条带状产出形式。

2.1 矿层特征

矿区矿层位于寒武系九龙群张夏组上、下灰岩段地层中，且大部分矿层裸露于地表。根据矿区勘察数据，矿层整体呈现出的单斜层状产状形式与地层产状保持一致。矿区整体走向为向北东，倾向为120°～140°，倾角11°～20°，矿石产量稳定。由于该矿区矿层沿山体走向控制长度达到了377m，控制宽度达到了487m。所以位于最低开采标高以上的矿层最大厚度约为148.73m，最小厚度3.70m，平均厚度84.13m。矿层底板属于馒头组洪河段砂岩、长石石英砂岩以及砂质灰岩等类型。

2.2 矿石质量

（1）矿石结构：通过对矿区矿石结构的分析发现，本矿区的矿石结构主要有鲕粒结构、生物碎屑结构、泥微晶结构、重结晶结构等几种类型。

矿石构造：矿区内矿石构造主要有块状构造、云斑构造、厚层状构造等类型。

（2）矿区内的矿石主要以方解石、白云石及少量氧化铁质等为主。

经过实验分析，矿区内的矿石矿物成分主要包括了方解石矿物与少量白云石粘土矿物及微量硅酸盐矿物、氧化铁等成分。

方解石：属于泥晶细粉晶状形态，且在镜下为五色透明状，颗粒粒级大约在0.01～0.5mm 之间，重结晶者颗粒可达1mm左右。如果在正交镜干涉下，方解石呈现出珍珠晕高级白色。

白云石：白云石表面为菱面体，颜色为灰白色，镜下为无色透明状，伴有浑浊色，颗粒粒径通常在0.05mm左右，产出形式为聚集状且表面附着泥质与铁质成分。

（3）山东省鲁南地质工程勘察院于2014 年编制的《山亭区桑村镇依山口地区储量估算报告》与此次取样测试分析报告中明确指出了，本矿区内的矿石中的化学成分主要以CaO、MgO 为主，伴有少量的SiO2、Al2O3、Fe2O3、K2O、Na2O、P2O5等。其中主要化学成分CaO 平均含量高达50.44%，MgO 平均含量2.65%，K2O+Na2O平均含量0.38%。见表1。

表1 矿石化学成分一览表

（4）石灰岩属于一种由方解石构成的碳酸岩类沉积岩，是地壳中分布最广的矿产之一。石灰岩最为一种重要的矿产原材料，被广泛应用于冶金工业、建材工业、化工领域等诸多领域中。由于该矿区作为建筑石料用的灰岩矿，主要开采用于建筑、建材等行业的矿石原料为主。再加上矿区内的矿层大部分裸露于地表，且矿床东部发育了少量顶板，为寒武系九龙群崮山组泥质条带灰岩及生物碎屑灰岩等，通过对矿层的全面整合，矿产材料的产量和质量都得到了显著提高。图2为鲕粒灰岩。

图2 鲕粒灰岩图

3.1 矿床成因

通过对本矿区矿石自然类型组合形式、矿石结构构造特征、化学成分的深度分析发现，本矿区的矿产为中、晚寒武纪浅海相沉积的矿床，矿层是在相对稳定的高能环境中沉积形成的。由于高能环境中，海水中饱和的碳酸钙围绕在悬浮状泥质质点中形成了泥质矿物或方解石等矿物质，在海水长期作用下翻滚悬浮后形成了鲕粒。随着鲕粒直径达到一定大小后，一旦其整体质量达到克服海水机械能量的状态后，便在浅海台地边缘沉淀并堆积下来，形成了鲕滩，最后在成岩作用下形成了鲕粒灰岩。随着海水能量的逐渐减弱，水动力变小后，直径较大的颗粒则因为无法爆出悬浮状态，最后在泥质矿物相互吸附以及海藻生长的影响下，形成了钙泥质斑块和藻钙质团块，在台地前缘斜坡边缘礁滩相沉积。

3.2 找矿标志

此次开展的矿层勘察工作，不仅大致查明了该矿区的地层、构造、岩浆岩分布特点，而且通过对矿石质量特点的分析研究，进一步明确了矿石的物质成分、结构构造以及其所含有的化学成分，为后续矿石加工技术与工业利用性能的类比研究和分析指明了方向。随着矿区内矿层底板围岩分布范围的明确，工作人员在开展矿区水文地质测量工作时，通过对矿床开采技术条件的分析研究，圈定了该矿区矿层范围，为后续矿产资源量的准确估算和矿床开发工作的开展提供了准确无误的地质依据。此外，针对该矿区矿床矿石具有的结构致密、坚硬、抗压以及抗剪强度高等特点，建议相关部门在进行该矿区的开采作业时，应该采用自上而下分层台阶式开采方式，以确保矿石开采工作的安全顺利进行。

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