





摘要:山東省石灰巖礦產地分布于9個地市45個縣(區、市),其中,濟南市28處、濟寧市24處、棗莊市26處、臨沂市21處、淄博市21處、泰安市15處、濰坊市12處、煙臺市7處、日照市3處。已發現石灰巖礦床157處,資源儲量大。山東省內石灰巖含礦層位多,出露范圍廣泛。不同成礦作用生成的石灰巖礦床主要賦存于奧陶紀馬家溝群八陡組、五陽山組、北庵莊組;寒武-奧陶紀九龍群張夏組;震旦紀蓬萊群香夼組,這些礦床屬于淺海相碳酸鹽巖含礦沉積建造。礦床類型為:海相化學沉積型、海相機械沉積型和海相生物沉積型,其中主要為海相化學沉積型。山東省產出的石灰巖新鮮面顏色呈黑色和灰色,隱晶質結構,塊狀構造。巖石主要礦物為方解石,少量白云石、黏土礦物和石英等。其中奧陶紀馬家溝群中的塊狀石灰巖的化學成分比較穩定、質量省內最佳,CaO含量比較高,一般為50%~55%,最高達56%。炒米店組石灰巖含礦率較高,一般為70%(水泥用)、90%(建筑石料用);崮山組石灰巖含礦率最低。石灰巖礦石類型劃分為塊狀(泥晶)、鮞粒狀、豹皮狀、竹葉狀、條帶狀、角礫狀和疊層石等7種。本文總結了山東省石灰巖礦的巖石礦物學特征及成礦規律,明確了山東省石灰巖礦的找礦方向。
關鍵詞:石灰巖;巖石礦物學;地質特征;成礦規律;山東省
中圖分類號:P61
文獻標識碼:A
0 引言
石灰巖是工業上用量較大,用途較廣的一種工業巖石,是碳酸鹽巖中最重要的組成部分。山東石灰巖主要礦物為方解石,其他礦物為白云石、黏土礦物和石英等。石灰巖因其含有較高的CaO,其與含有SiO2、Al2O3、Fe2O3等組分物質經燒煉,可生成一種硬性膠凝材料—水泥。石灰巖在建筑、建材、新材料和環境方面具有廣泛的應用。作為建筑材料,石灰巖因其耐久性和美觀性而受到青睞,被用于建造建筑物、雕塑和裝飾元素。它還是水泥、石灰和石膏等重要原料的來源。目前國家對玻纖用、脫硫用、造紙用石灰巖的用途尚未引起重視,今后應加大山東省高純石灰巖的高端利用價值。
目前山東所需的優質石灰巖資源十分緊缺,并存在“高質低用”的現象。從石灰巖的巖石學和礦物學角度出發,歸納山東省高純石灰巖礦的地質特征。通過本次對山東省石灰巖礦的巖石學特征及成礦規律總結分析,進一步查清高質量石灰巖礦分布和資源狀況,為今后山東省尋找高純石灰巖提供支撐。
1 山東石灰巖資源概況
山東省有石灰巖礦產地157處(另共伴生1處),其中,水泥用灰巖118處(另有共生礦2處)、熔劑用灰巖14處(另有共生礦3處)、制堿用灰巖2處(另有共生1處)、電石用灰巖1處(另有共生礦1處)、制灰用灰巖共生礦1處、建筑石料用灰巖21處。
山東省累計查明石灰巖礦資源儲量為104 3971.86×104t,其中累計查明水泥用灰巖礦資源儲量985 390.25×104t,保有水泥灰巖礦資源儲量為853 818.44×104t,累計查明建筑石料用灰巖資源儲量32 709.30×104m3;保有建筑石料用灰巖資源儲量26 284.20×104t,累計查明電石用灰巖資源儲量為497.80×104t,保有電石用灰巖礦資源儲量為497.80×104t;查明熔劑用灰巖礦資源儲量為108 150.90×104t,保有熔劑用灰巖礦資源儲量為99 623.00×104t;查明制堿用灰巖資源儲量為28 555.20×104t,保有制堿用灰巖資源儲量為28 436.50×104t;查明飾面用灰巖資源儲量為82.3×104m3,保有飾面用灰巖資源儲量72.5×104m3。累計查明制灰用石灰巖(共伴生)資源儲量為73.95×104t,保有資源儲量為37.90×104t。其中,上表礦產地149個,累計查明水泥用灰巖資源儲量992 610.53×104t,保有水泥用灰巖等資源儲量860 883.97×104t,累計查明熔劑用灰巖資源儲量99 079.7×104t,建筑石料用灰巖資源儲量25 865.9×104m3,保有熔劑用灰巖資源儲量92511.3×104t,保有建筑石料用灰巖資源儲量19 898.5×104m3。石灰巖礦勘查程度達到勘探74處,詳查58處,普查25處。76處開采,44處未開采,37處停采狀態自然資源部,全國礦產資源儲量通報(2019年),2019年。。
高純灰巖(一般指CaO≥53%)主要賦存于馬家溝群八陡組,所占比例較少。據《中國礦產地質志·山東卷-工業巖石》山東省地質科學研究院,中國礦產地質志·山東卷-工業巖石,2021年。;淄博、泰安、萊蕪等地的石灰巖質量比較好,石灰巖礦CaO 53.02%~54.67%,MgO 0.19%~1.06%,為優質高純灰巖。省內高純灰巖具有較好開發利用條件的主要集中分布在淄博市淄川,其他地區一般儲量規模小,開采條件差。
2 石灰巖礦床特征及礦石類型
2.1 石灰巖礦床分布
山東省石灰巖礦床主要產于寒武-奧陶系中,出露范圍大體在北起濟南—淄博—昌樂,南到棗莊滕州、山亭區—臨沂—蒼山,西到肥城—梁山,中部自北向南有萊蕪—沂源、新泰—蒙陰、泗水—平邑等地;少量分布在沂沭深斷裂帶以內;另外沂沭深斷裂帶也有零星出露,主要在諸城、青州及膠北隆起中北部的蓬萊、福山、棲霞、龍口等地。山東石灰巖礦床出露地貌形態多為低山丘陵,產狀平緩,故多平頂方山(多稱“崮”山)。石灰巖主要賦存在寒武紀和奧陶紀海相沉積巖系中,少數分布在魯東震旦紀蓬萊群香夼組、古近紀官莊群卞橋組。在新汶煤田太原組底部有穩定的薄層灰巖[1]。
2.2 石灰巖礦床類型劃分
山東省石灰巖礦賦存于早震旦世香夼組、晚寒武世張夏組、晚寒武-早奧陶世炒米店組、中-晚奧陶世馬家溝群(北庵莊組、五陽山組、八陡組)其中香夼組、北庵莊組、五陽山組和八陡組石灰巖礦床形成于淺海相,張夏組石灰巖礦床形成于淺海—濱海相。石灰巖礦床類型有3種:海相化學沉積型、海相機械沉積型和海相生物沉積型[2],主要為海相化學沉積型。石灰巖礦床成因類型特征詳見(表1)。
按照石灰巖的用途分類,可分為:水泥用灰巖、熔劑用灰巖、制堿用電石用灰巖、建筑石料用灰巖等:水泥用灰巖賦存層位主要為早震旦世香夼組、晚寒武世張夏組、晚寒武-早奧陶世炒米店組、中—晚奧陶世馬家溝群(北庵莊組、五陽山組、八陡組);熔劑用灰巖的含礦層位主要為晚寒武世張夏組、中-晚奧陶世馬家溝群(北庵莊組、五陽山組、八陡組);制堿用、電石用灰巖含礦層位主要為中-晚奧陶世馬家溝群(北庵莊組、五陽山組、八陡組);建筑石料用灰巖含礦層位主要為早震旦世香夼組、晚寒武世張夏組、晚寒武-早奧陶世炒米店組、中-晚奧陶世馬家溝群(北庵莊組、五陽山組、八陡組),另外土門群石旺莊組厚層灰巖、石炭-二疊紀太原組石灰巖及古近紀官莊群卞橋組石灰巖作為建筑石料開采。
鮞粒灰巖產于寒武紀長清群饅頭組,主要由灰色厚層鮞粒灰巖(照片1g、照片1h、照片1i、照片2a)、砂屑灰巖、生物碎屑灰巖夾少量紫灰色頁巖組成,地層厚度一般5~10 m左右,屬于近岸灘相沉積,它形成于潮下高能動蕩的鮞粒灘環境[7]。鮞粒灰巖層主要分布于紅河砂巖段由南向北尖滅線以北的濟南、淄博、萊蕪顏莊、臨朐五井、悅莊一帶,與洪河砂巖段呈相變關系[8]。鮞粒灰巖主要有顆粒、亮晶膠結物、泥晶組成,礦物成分以方解石為主,約占75%~99%;鮞粒呈橢圓狀,直徑多在0.5~2 mm,含量約60%。其次為白云石,占1%~25%,無色透明,半自形板柱狀,大小在0.06 mm左右(照片2a、照片2b)。鮞粒狀石灰巖礦石化學成分為:CaO 50.50%~51.34%,MgO 1.02%~2.48%,SiO2 1.49%~5.40%;Al2O3 0.50%~0.80%,Fe2O3 0.40%~0.80%,平均為0.6%;MgO 0.16%~3.26%[4]。
2.3 石灰巖礦石類型特征
山東省產出的石灰巖新鮮面顏色呈黑色和灰色,隱晶質結構,塊狀構造。巖石主要礦物為方解石,其他礦物為白云石、黏土礦物和石英等[3]。根據巖石中其他礦物的不同,山東省石灰巖分為白云質石灰巖、黏土質石灰巖和硅質石灰巖,純石灰巖中其他礦物一般少于5%,主要礦物成分為方解石、少量白云石、泥質物、鐵質。主要化學成分CaO≥45%、MgO≤3.5%、(K2O+Na2O)≤0.8%、SO3≤1%、fSiO2石英質≤6%、fSiO2燧石質≤4%。依據石灰巖構造特征,山東石灰巖劃分為塊狀(泥晶)、鮞粒狀、豹皮狀、竹葉狀、條帶狀、角礫狀(照片1L)和疊層石等7種礦石類型,其中前5種為主要類型[4]。
塊狀石灰巖主要產于奧陶紀馬家溝群北庵莊組、五陽山組和八陡組石灰巖礦床中,其次產于寒武紀炒米店組和震旦紀蓬萊群香夼組中。主要呈深灰色、青灰色,中厚層—厚層狀,泥晶結構,晶粒多為0.01~<0.004 mm,泥晶居多,有少量生物碎屑。礦物成分主要為方解石,含量在95%以上,含有少量白云石和黏土物質。根據煙臺市福山區陳家莊、杏山、香夼、高格莊、油家泊、蓬萊區河東姜家、劉家石灰巖礦床塊狀石灰巖的化學成分統計,震旦紀蓬萊群香夼組中塊狀石灰巖的化學成分變化較大,CaO為42.50%~51.50%;MgO為0.72%~5.30%。奧陶紀馬家溝群八陡組塊狀石灰巖化學成分比較穩定,有益組分含量較高,CaO含量為53.20%~54.61%,MgO為0.62%~1.66%。北庵莊組和五陽山組塊狀灰巖化學成分:CaO含量為50.13%~53.52%,MgO為0.78%~2.43%;寒武紀炒米店組塊狀灰巖化學成分:CaO含量為48.03%~51.08%,MgO為1.04%~2.32%(表2)。
豹皮狀石灰巖產于奧陶紀馬家溝群和寒武紀九龍群張夏組上段,其中五陽山組、八陡組也有少量豹皮狀灰巖。主要成分為方解石,約占巖石的80%,泥質約占20%,豹斑呈黃褐色或紅褐色(照片1d、照片1e、照片1f、照片2b),呈不規則狀,分布不均勻,往往在層面上突起,表明抗風化能力比方解石強,成分為硅泥質,巖石為泥晶結構,豹皮構造(照片2c、照片2d),原巖為泥質灰巖,就其原巖的沉積環境而言,為潮下低能局限條件下的沉積產物[7]。豹皮狀石灰巖礦石的化學成分變化較大,CaO含量為47.42%~52.49%,MgO 0.94%~5.25%,(Al2O3+SiO2+Fe2O3)<5%。泰安鳳凰山和濟南圍子山石灰巖礦均產有豹皮狀灰巖礦石,其化學成分在CaO 50.91%~51.45%,MgO 1.65%~1.83%。
竹葉狀灰巖主要分布在煙臺萊州、濰坊臨朐南部青石山地區、濟南市章丘區(照片1a)、臨沂市平邑縣、濟寧泗水縣等一帶的山坡上。山東省的臨沂蒼山、平邑縣一帶竹葉狀灰巖,產于晚寒武—早奧陶世炒米店組,屬寒武系碳酸鹽類的沉積巖,它的形成是由碎石集散于海里,經海水常年沖擊、侵蝕,慢慢變成類似橄欖狀碎石塊,一般長0.3~10 cm,后又經地殼運動,滄海變遷,漸漸被一種鈣質膠結、黏合、擠壓在一起。滄海變為陸地后,這些合成石塊在地殼變化中露出地面,受雨水沖刷、風化等外力作用而變成今天的模樣。這種小石塊組成的奇石即像竹葉堆積,又似一團魚卵狀,所以被稱為竹葉石或魚籽石;其顏色有青灰、紫灰等色,故也有人稱其為五花石[9-10]。在章丘—泰安—泗水—臨沂李官一線北部產出的竹葉狀灰巖具有紫紅色氧化圈(照片1b、照片1c)。臨朐南部青石山區產的竹葉狀灰巖,石底色與石上紋理顏色對比鮮明,花色斑斕,石質細膩,具有較高的觀賞價值[11]。魯西地區下古生界中有竹葉狀灰巖發育,主要產于寒武紀炒米店組,竹葉灰巖有3種,即菊花狀、迭瓦狀和平行狀石灰巖[12]。竹葉狀石灰巖主要礦物成分為方解石(約90%)、白云石(5%~10%),其化學成分:CaO 48.23%~52.71%;MgO 0.44%~2.31%;SiO2 2.69%~3.20%;Al2O3 0.73%~0.82%;Fe2O3 1.23%~1.61%[4]。
條帶狀灰巖主要分布在濟南市長清區張夏鎮饅頭山、濰坊市臨朐縣、青州明祖山寒武紀炒米店組中部的落層至中厚層深灰色泥云質條紋、條帶灰巖,礦石為灰色—褐灰色,中厚層狀,泥晶結構,條帶狀構造(照片1j、照片2c),礦物成分為方解石(85%~90%)、白云石(10%~15%)。礦石平均組分:CaO 49.64%~53.18%、MgO 0.20%~2.50%、SiO2 1.40~3.17;Al2O3 0.%3~0.80%;Fe2O3 0.15%~0.32%[4]。
3 礦床形成地質條件及時空分布
山東省石灰巖分布范圍嚴格受區域大地斷裂構造控制,主要分布于沂沭斷裂帶及魯西隆起各次級凸起寒武紀、奧陶紀地層中,其次在膠北隆起震旦紀香夼組也有石灰巖的分布和出露(圖1)。
3.1 賦礦層位沉積相環境
3.1.1 震旦紀灰巖沉積環境
震旦紀香夼組沉積主要位于魯東地區蓬萊盆地中2個構造旋回的頂部,受膠西北NNE向和近SW向構造的影響,多被切割成零星塊狀分布,很少呈帶狀展布,蓬萊盆地北部及東北部部分地區出露香夼組地層。棲霞香夼石灰巖屬于蓬萊群巖組,位于棲霞市松山、寨里、臧家莊及中橋四鄉鎮,是膠東石灰巖分布最大區域[13-14]。
3.1.2 寒武紀灰巖沉積環境
寒武紀灰巖位于華北板塊(Ⅰ)魯西隆起區(Ⅱ)魯中隆起、魯西南潛隆起、沂沭斷裂帶(Ⅲ)中各凹陷盆地的周邊及凸起部位。張夏期是寒武紀沉積環境、沉積相及沉積物組合的重要轉折時期,張夏期以前水體相對較渾濁,沉積物中陸源碎屑占絕對優勢,說明其沉積場所總體離古陸較近,水體相對較淺。而在張夏期以后,寒武紀總體處于相對較深水區沉積,以發育碳酸鹽巖為主要特征,很少含有陸源碎屑物質,沉積了巨厚層的張夏組地層。長山期為中深緩坡的風暴巖夾泥質條帶灰巖沉積為主,整個地區相對較均一,沉積相帶分異不明顯。中寒武世張夏組為海相碳酸鹽巖建造,魯西地體潮坪環境,鮞粒灰巖比較發育,代表性礦床有滕州馬山、泗水踞龍山、嘉祥磨山。萊蕪九龍山地區寒武紀張夏組下灰巖段上部的核形石沉積環境主要為潮下高能帶與潮下低能帶[15]。早寒武世饅頭組為海相碳酸鹽巖-硫酸鹽巖建造,魯西地體,潮坪-潟湖區,薄層灰巖、白云質泥質灰巖產出,代表性礦床為長期胡同店、淄博源泉、平陰刁山坡[16]。
3.1.3 奧陶紀灰巖沉積環境
奧陶紀灰巖位于華北板塊(Ⅰ)魯西隆起區(Ⅱ)魯中隆起、魯西南潛隆起、沂沭斷裂帶(Ⅲ)中各凹陷盆地的周邊及凸起部位。中奧陶世包括大灣期和達瑞威爾期2個時期,大灣期為局限臺地潟湖相沉積,潟湖海水相對較深,個別地區發育頁巖及薄層白云質灰巖,膏溶角礫巖相對不發育,說明當時的海水流通相對較暢。達瑞威爾期早期為開闊臺地淺朝下帶沉積環境,以中厚層質純的灰巖為主,生物化石豐富,而達瑞威爾期晚期的沉積環境又轉化為局限臺地潟湖,以藻席白云巖、巖(膏)溶角礫白云巖為主,其海水深度與大灣期相比則淺許多,海水不流通。達瑞威爾期晚期海水退出山東,結束了奧陶紀的沉積歷史。從早奧陶世大灣期(東黃山組和北庵莊組沉積期)到中奧陶世寶塔期(八陡組沉積期)6個段的巖性,又一次海進旋回。以上2個時期,造就了分布廣、厚度大且變化穩定、質量好的石灰巖礦床,特別是在平陰—濟南—章丘一線礦石質量最佳,變化較小[17]。
3.2 地質時代分布規律
山東省內石灰巖成礦時代為震旦紀、寒武紀、奧陶紀,石灰巖礦主要賦存在震旦紀蓬萊群香夼組、寒武紀九龍群張夏組及奧陶紀馬家溝群北庵莊組[18]、五陽山組和八陡組中,另外寒武紀九龍群炒米店組也有分布。
香夼組主要分布于棲霞臧家莊、香夼、中橋、高格莊等地,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,厚度變化極大,96~1 307 m,香夼組區域變質輕微,主要表現為灰巖的重結晶現象,其原巖為一套淺海相沉積的碳酸鹽巖。
寒武紀張夏組主要分布于魯西地區,下灰巖段以鮞粒灰巖為主,夾少量藻丘灰巖、生物碎屑灰巖,地層厚度為70~85 m,屬礁灘相沉積;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,地層厚度為70~100 m,由東向西尖滅,屬淺海盆地相沉積;上灰巖段由厚層藻礁灰巖夾少量鮞粒灰巖、薄層生物碎屑灰巖及黃綠色頁巖組成,地層厚度為100~150 m,屬礁灘相沉積。張夏組灰巖化學成分一般為CaO 55.15%~39.61%、MgO 6.80%~0.26%、(K2O+Na2O) 0.75%~0.04%、SO3 0.052%~0.038%、Cl- 0.032%~0.006%、SiO2 3.44%~0.25%。
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[19]、厚層云斑灰巖為主,中上部夾少量白云巖,地層厚度為120~150 m,屬開闊臺地之潮間帶—潮下帶沉積。北庵莊組灰巖化學成分一般為CaO 53.03%~36.33%、MgO 13.78%~0.46%;五陽山組為灰色中厚層泥晶灰巖(照片2f)、云斑灰巖夾中薄層白云巖,中下部灰巖中含燧石結核,地層厚度為200~300 m,屬開闊臺地之潮間帶—潮下帶沉積。五陽山組灰巖化學成分一般為CaO 53.00%~34.84%、MgO 15.67%~0.18%、(K2O+Na2O) 1.01%~0.07%、SiO2 3.42%~0.51%,八陡組以深灰色中厚層灰巖為主,局部夾薄層白云巖,地層厚度為104~136 m,屬開闊臺地潮下帶沉積。八陡組灰巖化學成分一般為CaO 55.45%~37.63%、MgO 13.52%~0.17%、(K2O+Na2O) 0.97%~0.05%、SO3 0.055%~0.009%、Cl- 0.025%~0.011%、SiO2 3.96%~0.24%。
3.3 省內分布規律
魯西(斷隆、含淮北)Fe-Cu-Au-鋁土礦-煤-金剛石成礦帶(Ⅲ-64)和膠東(次級隆起)Au-Fe-Mo-菱鎂礦-滑石-石墨成礦帶(Ⅲ-65)[20-21],主要分布在以下5個Ⅳ級成礦區帶,詳見圖2。
(1)膠西北Au-Fe-Mo-石墨-滑石-菱鎂礦成礦亞帶(Ⅲ-65-①)。該Ⅳ級(Ⅲ-65-①)成礦區帶分布于煙臺、蓬萊、棲霞一帶,石灰巖礦床賦存在震旦紀蓬萊群香夼組,總體呈NE向分布,各個礦體之間不連續,礦體總體產狀走向一般呈N—NE向,傾向N—NE,傾角32°~40°,產狀較復雜。礦層平均厚度154 m。巖石以灰—灰白色為主,主要巖性為厚層灰巖、微晶灰巖、含泥質條帶灰巖、泥質灰巖、泥灰巖等,主要礦物成分方解石,次要礦物成分白云石,礦床類型為海相化學沉積型和海相生物沉積型。
(2)濰坊-臨沂Fe-Au-螢石-重晶石-金剛石成礦亞帶(Ⅲ-64-①)。該Ⅳ級(Ⅲ-64-①)成礦區帶分布于安丘、沂水、莒縣一帶,石灰巖礦床賦存在奧陶紀馬家溝群北庵莊組、五陽山組,總體自南向北為2個區域,各個礦體之間連續性一般,礦體總體產狀走向一般南側呈NNW和NEE向,北側呈NNW向,傾向分別為NE和N,傾角分別是20°左右和19°~30°,局部產狀可見42°。礦層最大厚度75.00 m,最小厚度36.36 m,平均厚度56.77 m。巖石以灰—灰白色為主,主要巖性為厚—中厚層泥晶灰巖、豹皮灰巖及白云質灰巖等,主要礦物成分方解石,次要礦物成分白云石,礦床類型為海相化學沉積型礦床和海相機械沉積型。
(3)魯中地區煤-Fe-Al-Au-建材、非金屬成礦亞帶(Ⅲ-64-②)。該Ⅳ級(Ⅲ-64-②)成礦區帶分布于濟南、平陰、泰安、肥城、東平、曲阜、泗水、平邑、鄒城、滕州、棗莊、淄博、萊蕪、青州、昌樂、濰坊、臨朐、費縣、沂南、蘭陵一帶,石灰巖礦床主要賦存在寒武紀張夏組及奧陶紀馬家溝群北庵莊組、五陽山組和八陡組中,另外在寒武紀朱砂洞組、炒米店組也有少量分布。總體呈南北2個帶分布,各個礦體之間連續性一般,礦體總體產狀走向一般呈NW—SE向,傾向為NE,傾角北區是23°~31°,南區是11°~30°,局部產狀可達40°。礦層最大厚度187.30 m,最小厚度40.00 m,平均厚度82.71 m。巖石以灰—灰白色為主,主要巖性為厚—中厚層鮞粒灰巖、豹皮灰巖、生物碎屑灰巖及白云質灰巖等,主要礦物成分方解石,次要礦物成分白云石。礦床類型為海相化學沉積型和海相機械沉積型。
(4)蘇魯界區煤-建材非金屬成礦亞帶(Ⅲ-64-③)。該Ⅳ級(Ⅲ-64-③)成礦區帶分布于臺兒莊一帶,石灰巖礦床賦存在寒武紀張夏組,總體呈零星分布,各個礦體之間連續性較好,礦體總體產狀走向一般呈NE向,為一個向斜的兩翼部位產出,西北翼SE傾向,南西翼傾向為NW,傾角分別是15°~30°,產狀變化較大。礦層最大厚度65.95 m,最小厚度50 m,平均厚度56.86 m。巖石以灰—灰白色為主,主要巖性為厚—中厚層鮞粒灰巖、豹皮灰巖、生物碎屑灰巖及白云質灰巖等,主要礦物成分方解石,次要礦物成分白云石,礦床類型為海相化學沉積型。
(5)菏澤-濟寧煤-Fe成礦亞帶(Ⅲ-64-④)石灰巖礦。該Ⅳ級(Ⅲ-64-④)成礦區帶分布于滕州、鄒城、嘉祥、微山一帶,石灰巖礦床賦存在寒武紀張夏組、奧陶紀馬家溝群北庵莊組[22],總體呈零星分布,各個礦體之間連續性差,礦體總體產狀走向一般呈SE向,傾向為NE,傾角分別是5°~10°,產狀變化不大。礦層最大厚度73 m,最小厚度17.50 m,平均厚度53.63 m。巖石以灰—灰白色為主,主要巖性為厚—中厚層鮞粒灰巖、豹皮灰巖、生物碎屑灰巖及白云質灰巖等,主要礦物成分方解石,次要礦物成分白云石,礦床類型為海相化學沉積型。
4 結論
(1)山東省石灰巖礦床廣泛分布于魯西地區,在膠北隆起中北部的棲霞、蓬萊、龍口等地有零星出露,礦床類型以海相化學沉積型為主,主要含礦層位為早震旦世香夼組、晚寒武世張夏組、晚寒武-早奧陶世炒米店組、中-晚奧陶世馬家溝群(北庵莊組、五陽山組、八陡組),主要礦石類型為塊狀(泥晶)石灰巖、鮞粒狀石灰巖、豹皮狀石灰巖、竹葉狀石灰巖、條帶狀石灰巖。
(2)山東省內石灰巖成礦時代為震旦紀、寒武紀、奧陶紀,石灰巖礦所處的Ⅲ級成礦區帶為魯西 (斷隆、含淮北)Fe-Cu-Au-鋁土礦-煤-金剛石成礦帶(Ⅲ-64)和膠東(次級隆起)Au-Fe-Mo-菱鎂礦-滑石-石墨成礦帶(Ⅲ-65)。
(3)山東省石灰巖礦床規模多為大中型,其中山東水泥用灰巖礦勘查程度較高,勘探66處,詳查44處,普查8處;大型礦床39處。山東省內規模大、質量好、工業意義大的石灰巖礦主要賦存在寒武紀和奧陶紀海相沉積巖系中。其中淄博、泰安、萊蕪等地區的石灰巖質量比較好,為優質高純灰巖。目前對玻纖用、脫硫用、造紙用灰巖等用途尚未引起重視,所需的優質石灰巖資源十分緊缺。建議對淄博、泰安、萊蕪等地區的優質石灰巖做好勘查與開發,做到“優質有用”。
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Metallogenic Regularity and Prospecting Direction of Limestone in Shandong Province
JIAO Lixiang1, GUO Jiapeng2, CHENG Wei3, JIAO Heting4
(1.Shandong Brigade of Geological Surveying Center of China Building Materials Industry, Shandong Ji'nan 250100, China; 2.Shandong Provincial Natural Resources Archives, Shandong Ji'nan 250013, China; 3.Shandong Institute of Geological Sciences, Shandong Ji'nan, 250013, China; 4. Heze Bureau of Natural Resources and Planning, Shandong Heze 274000, China)
Abstract: The limestone mining areas in Shandong province are distributed in 45 counties across 9 cities, including 28 in Ji'nan, 24 in Ji'ning, 26 in Zaozhuang, 21 in Linyi, 21 in Zibo, 15 in Tai'an, 12 in Weifang, 7 in Yantai and 3 in Rizhao. 157 limestone deposits have been discovered with significant resource reserves. There are many mineral bearing layers in limestone within the province, with a wide range of exposed areas. Limestone deposits generated by different mineralization processes mainly occur in the Ordovician Majiagou Group Badou Formation, Wuyangshan Formation, and Bei'anzhuang Formation; Cambrian Ordovician Jiulong Group Zhangxia Formation; The Xiangqian Formation of the Penglai Group in the Sinian period belongs to the shallow marine carbonate sedimentary formation. The types of mineral deposits are: marine chemical sedimentary type, marine mechanical sedimentary type, and marine biological sedimentary type, among which the main type is marine chemical sedimentary type. The fresh surface color of limestone produced in Shandong Province is black and gray, with cryptocrystalline structure and blocky structure. The main minerals in the rock are calcite, with a small amount of dolomite, clay minerals, and quartz. The chemical composition of the blocky limestone in the Ordovician Majiagou Group is relatively stable and of the best quality in the province. The CaO content is relatively high, generally ranging from 50% to 55%, with the highest reaching 56%. The limestone ore content in the fried rice shop group is relatively high, generally 70% (for cement) and 90% (for building stone); The Gushan Formation limestone has the lowest mineral content. The types of limestone ore are divided into seven categories: blocky (mud crystal), oolitic, leopard skin, bamboo leaf, banded, angular gravel, and layered stone. This article summarizes the mineralogical characteristics and mineralization laws of limestone deposits in Shandong Province, and clarifies the prospecting direction for limestone deposits in Shandong Province.
Key words:Limestone; rock mineralogy; geological characteristics; mineralization law; Shandong province