山东省费县石井冶金用灰岩矿特征及成矿规律

徐衍明

摘要：石井地区位于山东省费县境内，通过地质填图、钻探等工作，圈定了冶金用灰岩矿体。矿体赋存在朱砂洞组中，矿体呈层状，似层状产出，矿石为微晶白云质灰岩，其矿物成份相对单一，主要为方解石，微细晶结构，块状构造。

对白云质灰岩矿层来说沉积环境是其主要成矿控制因素，后期的构造活动只能影响矿层的产状与分布，该类型白云质灰岩矿层的找矿标志主要有：a在地貌特征上，一般呈正地形，多形成耸立突兀的山体地貌。b岩石学特征，白云质灰岩矿石自然类型为微晶灰岩，风化面为灰～灰白色，新鲜面为青灰～灰色，呈较稳定层状，厚～巨厚层状产出。c植被一般不发育，显示出裸露山的特点。

关键词：地质特征、矿床特征及成因、石井、山东省

引言：费县石井地区有较好的冶金用灰岩矿成矿条件，在本地段进行了大比例尺地质填图，随后开展钻探验证，大致查明矿体的的形态、产状、规模、矿石质量等特征，圈定了矿体，估算了资源量。本文对该区的矿床地质特征进行了分析，探讨其成因，为寻找同类型的矿床提供参考。

1 矿区地质概况

矿区位于华北板块（Ⅰ）、鲁西隆起区（Ⅱ）、鲁中隆起（Ⅲ）、尼山断隆（Ⅳ）、尼山凸起（Ⅴ）西南。

1.1 地层

地层分布广泛,主要为寒武纪地层及第四纪松散堆积物，现由老至新分述如下：

^{⑴寒武纪地层}

区域分布较为广泛，自底部朱砂洞组、馒头组、张夏组等均有出露，以朱砂洞组白云质灰岩、馒头组页岩夹灰岩、张夏组厚层灰岩夹页岩分布最广，总体展布格局：东老西新。

^{⑵第四纪地层}

主要为山前组，冲积、洪积和残坡积地层沿河床、丘陵及沟谷等地带分布，主要岩性有粘土层、粉砂质粘土层、粘土质砂层、砂层及砂砾层等。

1.2 构造

区域上构造发育，主要有两种形式：⑴地层单斜构造，⑵断裂构造。

⑴地层单斜构造：区域上地层分布较为广泛，倾向东、南东，倾角2°～10°。

⑵断裂构造：区内断裂构造发育，主要为北西—北北西向，北东向和近东西向次之。

①北西向断裂，此类断裂规模一般较大，断裂走向由南而北从300°至335°，倾向南西，部分倾向北东，倾角70°-80°，呈南西盘下降的正断层性质,并出现多期近水平运动，发育30m-50m的断层碎裂岩和不同色调的断层泥，构成全区主体断裂格架。

②南北向断裂，一般规模不大，集中分布在全区中东部，形成时期为中生代。

③近东西向断裂，其数量较少，主要分布于矿区南部，形成时期为中生代。

1.3 岩浆岩

区域上侵入岩分布较广。

侵入岩形成时代主要为：新太古代阜平期与中生代燕山期。

因沉积盖层被剥蚀，导致寒武系不整合面之下的结晶基底岩浆岩大面积出露，主要为新太古代岩浆岩，其中新太古代晚期中粒黑云石英闪长岩、粗粒斑状花岗闪长岩、粗巨斑状二长花岗岩和条带状中粒黑云二长花岗岩出露面积较大。

燕山期岩浆岩主要包括：辉石闪长玢岩，呈岩床侵入与寒武纪地层中。

2矿体地质

2.1矿体特征

矿层赋存在寒武纪朱砂洞组上灰岩段地层中，呈正地形，南部有覆盖，北部裸露于地表。

矿层呈稳定的层状，产状稳定，倾角较小，连续性好。矿层沿走向长约1300m，沿倾向宽约500m。

矿层总体倾向30º，倾角5º，呈稳定的厚层状。

矿层真厚度一般14.14～41.36m，平均29.64m，厚度变化系数10.81%。厚度变化较稳定。矿石CaO+MgO平均品位53.72%；品位变化于52.47%～54.38%，变化系数3%，较均匀。矿石MgO平均品位3.29%；品位变化于2.55%～4.22%，变化系数18%，较均匀。矿石SiO₂平均品位1.88%；品位变化于1.28%～2.75%，变化系数25%，较均匀。

矿层赋存标高+190m ～ +232.66 m。

矿层顶板的围岩为：白云质灰岩。

矿层底板的围岩为：二长花岗岩、二长闪长玢岩、白云质灰岩。

矿层裸露部分，表面风化明显，风化层厚度0m～3m，风化部分经取样分析达到工业指标要求。

2.2矿石质量

⑴矿石矿物特征

矿石为微晶白云质灰岩，其矿物成份相对单一，方解石是其主要的组成部分，含量80%～98%，其次为白云石含量5%～20%、粘土矿物、氧化铁、极少硅质矿物等。

方解石呈自形～半自形的菱形，表面污浊，矿物颗粒大小较均一，一般粒径为0.1mm～0.25mm，少量可达到0.3mm～0.5mm，填隙物为方解石及粘土质、铁质，白云石晶体局部吸附有褐色粘土物质或燧石质、铁质。

白云石，他形-半自形粒状，横断面多呈菱形，粒径一般0.05～0.15mm间，多呈分散状或聚集状分布于方解石间隙中。浅褐黄色，略具铁染现象。

⑵矿石化学成分

CaO+MgO品位变化率较小，较稳定； MgO品位变化率较小，较稳定；SiO₂品位变化率较小，较稳定。

2.3 矿石结构、构造

^{白云质灰岩矿为沉积成因，矿石以微细晶结构为主，局部有重结晶形成的亮晶结构；薄片上为微细晶结构}

2.4矿石类型

本区白云质灰岩矿，MgO平均品位3.29%，SiO₂平均品位1.88%，CaO +MgO平均品位53.72%, （K₂O＋Na₂O）组合分析平均含量0.17％，S组合分析平均含量0.047%，P组合分析平均含量0.003%，工业类型为：黑色冶金熔剂白云质灰岩矿。

3矿床成因探讨

自从元古代以来至早寒武世，该区一直处于裸露状态，长期的构造剥蚀作用，形成了自东南缓倾斜的准平原地面。

海侵自早寒武世开始，区内沉积环境也随之不断变化，先是陆缘海湾型滨海沙滩、后来广泛接受海侵，潮坪泻湖环境、陆源物质的大量涌入又属进积加积型沉积、后来海侵大幅较强，呈现退积加积特点。相应的在宏观上表现为岩性变化，李官组石英砂岩、朱砂洞组下灰岩段碳酸盐、朱砂洞组余粮村段碎屑岩、朱砂洞组上灰岩段泥晶白云质灰岩。本次工作评价的就是朱砂洞组上灰岩段。

4找矿标志

对白云质灰岩矿层来说沉积环境是其主要成矿控制因素，后期的构造活动只能影响矿层的产状与分布，该类型白云质灰岩矿层的找矿标志主要有：

a在地貌特征上，一般呈正地形，于地表多形成耸立突兀的山体地貌。

b岩石学特征，白云质灰岩矿石自然类型为微晶灰岩，风化面为灰～灰白色，新鲜面为青灰～灰色，呈较稳定层状，厚～巨厚层状产出。

c植被一般不发育，显示出裸露山的特点。

5结论

⑴对白云质灰岩矿层来说沉积环境是其主要成矿控制因素，后期的构造活动只能影响矿层的产状与分布。

⑵该矿床为稳定的海相沉积矿床，区域分布较稳定。矿区周围均有朱砂洞组上灰岩段地层岀露，尚有部分资源量，可作为远景勘查区。

参考文献：

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