山東省木頭山礦區(qū)地質(zhì)特征研究

崔俊強(qiáng)

（山東省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 濟(jì)南 250100）

研究區(qū)位于華北板塊（Ⅰ）魯西隆起區(qū)（Ⅱ）魯中隆起（Ⅲ）新甫山—萊蕪斷隆（Ⅳ）新甫山凸起（Ⅴ）東部。2011年3月～2012年1月期間在該區(qū)進(jìn)行了水泥用灰礦詳查工作，結(jié)合詳查工作的成果，本文通過對礦區(qū)地質(zhì)特征、礦體特征、礦石特征等方面的研究,分析礦床成因,總結(jié)該地區(qū)的找礦標(biāo)志[1]。

1 研究區(qū)地質(zhì)特征

研究區(qū)位于山東省濟(jì)南市鋼城區(qū)西北約11km，行政區(qū)劃隸屬萊蕪市鋼城區(qū)顏莊鎮(zhèn)，面積5.73km2。區(qū)內(nèi)基巖出露較好，多呈單一北東向緩傾，第四系多分布于山前溝谷低洼處。構(gòu)造簡單，多為較小規(guī)模的斷層，對礦層連續(xù)性影響不大。巖漿巖不發(fā)育。

（1）地質(zhì)層。地質(zhì)層為寒武和奧陶系灰?guī)r、頁巖、白云巖等，巖石主要分布于山嶺高處，總體傾向NE，傾角6°～26°，第四系于研究區(qū)西側(cè)的河流兩側(cè)以及溝谷平原分布。

（2）構(gòu)造。地質(zhì)層受魯西旋卷構(gòu)造影響，發(fā)育東木頭山褶曲和斷裂構(gòu)造。褶皺構(gòu)造由背斜和向斜組成。背斜位于東木山北側(cè)，支點(diǎn)傾角約60°，傾角10°～15°。兩翼地質(zhì)層緩慢弧形彎曲，傾角向西北、東南方向?yàn)?0°～20°。向斜位于東母山南部，樞紐位于4線～5線之間，傾角為80°，傾角為15°～20°。兩翼地層分別向東南和西北方向傾斜，傾角15°～ 25°。

斷裂構(gòu)造主要發(fā)育北西向、近南北向的3條斷層。

F1斷層：其位于研究區(qū)東北部，莊園溝村以北，出露長度約為740m，呈東南向，傾角為208°～211°，傾角為54°～57°。斷層為正斷層，斷層位于北安莊段和吐峪組。

F2斷層：它位于木瀆山村東南和東丹峪村之間，排水口長度約500m。斷層走向彎曲，由150°逐漸轉(zhuǎn)向210°。斷層向西傾斜，傾角不清楚。根據(jù)斷層的暴露方向，推測斷層為平面逆沖正斷層，即當(dāng)?shù)刭|(zhì)層發(fā)生褶皺時(shí)，斷層西部（上部）板塊的地層向南沉降移動，而東部板塊相對較長，向北推進(jìn)。

F3斷層：它位于研究區(qū)南脊，出露長度為450m，走向約175°。向西傾斜，傾角80°～85°。該斷層為逆斷層，西板塊（上板塊）相對上升，東板塊相對下降，使西板塊北安莊段地質(zhì)層與沿?cái)嗔褞У膱D峪組地質(zhì)層接觸。

3個(gè)斷層的形成時(shí)間皆晚于礦層的形成時(shí)間，對礦層的完整性起破壞作用。

2 礦層地質(zhì)特征

2.1 礦層特征

礦層賦存于奧陶系馬家溝群北庵莊組中，頂板為土峪組，底板為東黃山組。分為5個(gè)礦層，自下而上編號為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ，其中Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ號礦層為主礦層，占總資源量的78.5%。礦層呈層狀，出露地表，長320m～980m，平均792m；寬度200m～540m，平均404m；厚度3.11m～43.10m，平均22.14m，變化系數(shù)48%。賦存標(biāo)高230m～350m。。礦石為中厚層、厚層灰?guī)r，CaO品位46.40% ～ 53.58%，平均52.49%，變化系數(shù)3% ；MgO0.46% ～ 3.09%，平均1.11%，變化系數(shù)68%。

2.2 礦體質(zhì)量

（1）礦體礦物成分。礦體主要由中厚層—厚層石灰?guī)r組成，新鮮面呈青灰色或深灰色，風(fēng)化面灰白色。礦物成分以方解石礦為主，次為白云石礦，含少量泥質(zhì)物、微量石英、海綠石礦、黃鐵礦、褐鐵礦、膠磷礦等。

方解石礦：為泥晶—細(xì)晶狀，多具有結(jié)晶現(xiàn)象，粒徑0.01mm～0.5mm，多呈集合體產(chǎn)出。在礦石中含量為75%～95%。

白云石礦：多呈自形、半自形粒狀，晶形較完整，多成群或零星分布。白云石在礦石中呈條帶狀或豹皮狀產(chǎn)出，含量＜25%。

（2）礦體結(jié)構(gòu)構(gòu)造。礦體主要為鮞粒結(jié)構(gòu)、微晶結(jié)構(gòu)。中厚層、厚層構(gòu)造，較少致密塊狀構(gòu)造、豹皮狀構(gòu)造。

（3）礦體化學(xué)成分。根據(jù)572件基本分析和67件組合分析結(jié)果，礦區(qū)礦體平均化學(xué)組分：CaO52.49%、MgO1.11%、K2O0.19%、Na2O0.03%、SiO22.87%、Al2O30.54%、Fe2O30.26%、燒失量42.23%、SO30.04%、Cl-0.0335%，其中有害組分含量均小于允許含量。各礦層化學(xué)組分見表2。

（4）礦體類型和品級。礦體自然類型為中厚層石灰?guī)r礦、厚層石灰?guī)r礦。礦體工業(yè)類型為水泥用灰?guī)r體。各礦層均為Ⅰ級品礦體。

（5）礦層圍巖及夾石。礦層頂板為馬家溝組吐峪組。巖性為泥黃色中薄層微晶白云巖與黃綠色薄層泥晶白云巖，主要分布在木都山西斷裂F3以東、莊元溝村以南的山頂上，厚度28m～42.50m。該礦床為杜魯山與西木都山之間的溝谷和莊元溝村以南的平原上的第四紀(jì)碎屑，厚度約0.5m～3m。礦層底板為馬家溝群東黃山組黃色薄板狀白云質(zhì)灰?guī)r及角礫狀白云質(zhì)灰?guī)r，分布于礦區(qū)南部的西當(dāng)峪村、東當(dāng)峪村東南附近，厚度20m～29m。礦層頂?shù)装迮c礦層呈整合接觸，巖性和顏色差別大，呈突變關(guān)系，界線清楚。礦區(qū)共有5層夾石，夾石特征見表3。

3 礦床成因及找礦標(biāo)志

本文所研究礦區(qū)水泥灰?guī)r礦床屬于淺海相化學(xué)或生物化學(xué)沉積礦床。海水中CaCO3含量達(dá)到一定程度飽和后，在蒸發(fā)作用下濃度不斷增加。在一定的溫度和壓力條件下，以及pH值較高的堿性條件下，CaCO3會沉淀下來。由于沉積環(huán)境穩(wěn)定，物質(zhì)來源豐富，年代久遠(yuǎn)，形成了一個(gè)大型的碳酸鹽巖礦山。后來，經(jīng)地殼運(yùn)動，淺海變成陸地，形成今天的石灰?guī)r礦床。

表1 研究區(qū)礦層特征一覽表

表2 礦體化學(xué)組分一覽表

表3 研究區(qū)夾石特征一覽表

白云巖礦、白云質(zhì)灰?guī)r礦是交代作用的結(jié)果。它們在沉積作用后期，由液體中富含的鎂質(zhì)同石灰?guī)r礦中的鈣質(zhì)產(chǎn)生交換作用即鎂質(zhì)交代鈣質(zhì)而形成。

在研究礦區(qū)的礦體結(jié)構(gòu)分布區(qū)，石灰?guī)r礦多形成陡崖，其聳立突起的地貌特征，便于識別找礦。

4 結(jié)論

該礦床屬于沉積型礦床，礦層賦存于奧陶紀(jì)馬家溝群北庵莊組，求得礦石量2192.3萬t，CaO：52.49%，MgO：1.11%，頂板為土峪組，底板為東黃山組。礦層厚度大，穩(wěn)定，分布廣。

區(qū)內(nèi)已評價(jià)礦層部位向北、向南仍有一定規(guī)模，今后尚可擴(kuò)大礦區(qū)資源量。