山东省枣庄市白马泉地区石灰岩矿床地质特征及成因

谢丽丽

[摘要]山东省枣庄市白马泉地区有大面积石灰岩分布，是山东省重要的石灰岩矿产地之一。矿体主要赋存于寒武纪张夏组地层中，层位产出稳定，分布面积广，具有广阔的找矿前景和巨大的资源潜力，区内已探求（332+333）资源量1.2亿t，规模可达大型。文章在系统阐述成矿地质背景、矿区地质特征及矿床地质特征的基础上，并对其矿床成因进行了分析探讨。

[关键词]地质特征 矿床成因 石灰岩矿

[中图分类号] F407.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-8-101-1

白马泉地区有大面积石灰岩分布，是山东省重要的石灰岩矿产地之一，区内已查明石灰岩矿3层，探求（332+333）资源量1.2亿t，规模可达大型。该矿床未来的开发利用可以增加市场供应量，有利于保持和巩固山东省水泥生产大省的地位，同时有利于地方经济的发展。

1成矿地质背景

本区大地构造位置位于华北板块（Ⅰ）鲁西地块（Ⅱ）鲁中隆起区（Ⅲ）枣庄-韩庄坳陷（Ⅳ）峄山凸起（Ⅴ）的东部。

本区属华北地层大区鲁西地层分区潍坊—临沂地层小区，区内地层发育，从老到新主要有寒武系长清群朱砂洞组、馒头组，九龙群张夏组、崮山组和炒米店组，为一套浅海相碳酸盐岩夹陆源碎屑岩沉积建造，岩石多裸露地表，岩层总体走向65°—110°，倾向335°—20°，第四系仅分布于山脚下及沟谷处。其中，张夏组为本矿床赋矿层位，馒头组洪河段为矿层直接底板。

区内构造较为简单，以褶皱构造为主，断裂构造次之。褶皱构造主要表现为宽缓的不对称褶皱，背斜与向斜平行展布，褶皱轴向55°-66°，向北东倾伏，倾伏角12°—15°，背斜的北西翼与向斜南东翼产状较陡，背斜的南东翼与向斜的北西翼产状平缓，有北西翼大于南东翼的不对称特征。矿区中部褶皱主要表现为一背斜，北西翼倾向320°—340°，倾角18°—36°，岩石地层为张夏组泥斑岩段和下灰岩段；南东翼倾角8°—13°，岩石地层为张夏组下灰岩段、泥斑灰岩段和上灰岩段。此褶皱控制了矿床Ⅱ矿段矿体的展布形态。区内断裂构造不甚发育，共有4条。按其走向可分为北北东向、北东向和近南北向三组，其中以北东向规模较大，北东东向F2断层对矿层影响较大。

区内未见岩浆岩出露。

2矿床地质特征

矿床共分3个矿层，自下而上编号依次为①、②、③，分别与张夏组下灰岩段、泥斑灰岩段和上灰岩段相对应。同时，整个矿床又按地貌形态和矿体分布特征划分成3个矿段，自南东向北西分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ矿段。

矿层总体走向北东，向北西倾斜，Ⅰ、Ⅲ矿段矿层产状较为平缓，倾向320°～340°，倾角10°～24°。Ⅱ矿段发育相互平行的不对称背斜和向斜，褶皱轴走向北东，向南东倾斜。由于褶曲的影响造成矿层产状的不稳定。矿层倾向为北西330°～340°或南东150°～160°，倾角18°～36°。此外Ⅱ矿段的中部发育一条断层（F2），断层地表呈弧形，总体走向55°，北西倾斜，倾角60°。垂直断距25～65m。造成矿层的重复和不连续，对矿层产状也有一定影响。

矿石品级以Ⅰ级品为主，少量为Ⅱ级品，矿床平均品位为CaO51.10 %，MgO2.48%。

2.1礦层地质特征

（1）矿层位于矿床下部，在全矿区分布面积最大，沿走向控制长度650m，沿倾向控制长度1280m。厚度29.30—64.36m，平均39.97m。矿层厚度较为稳定，厚度变化系数24.88%。

（2）矿层位于矿床的中部，在区内分布较广。地表出露面积最大。沿走向控制长度616m，沿倾向控制长度1370m，由于风化剥蚀等原因，②矿层多发育不全。厚度19.44-51.00m，平均35.12m。

（3）矿层位于矿床上部，在区内分布较少，不连续。主要集中分布在283.8-293.3高地顶部，在左山顶部也有少量出露。沿走向出露最大长度540m，沿倾向分布最大长度470m。由于长期的风化剥蚀，③矿层残存不全，厚度变化较大，为8.72-62.90m，平均厚度31.02m。

2.2矿石质量

矿石主要由碳酸盐矿物及少量的粘土矿物和微量的硅酸盐矿物、氧化铁质组成。碳酸盐矿物95-99%，以方解石为主，白云石少量。

矿石的化学成份主要是CaO和烧失量（CO2↑），次为MgO、SiO2、Al2O3、Fe2O3、K2O、Na2O、SO3、Cl-等。

矿石的主要结构有鲕粒结构、泥—微晶结构、球粒结构、生物碎屑结构和粉晶结构等。

矿石中主要有益组分为CaO、SiO2、Al2O3和Fe2O3，有害组分为MgO、K2O、Na2O、SO3、fSiO2及Cl-等。

2.3矿石类型及品级

矿石工业类型为水泥石灰岩，自然类型为鲕粒灰岩、云斑藻灰岩、薄层灰岩、生物碎屑灰岩、泥斑灰岩和藻灰岩等。依据工业指标，将矿石分为Ⅰ级品和Ⅱ级品2个品级类型。其中，Ⅰ级品占72.3%，Ⅱ级品占27.7%。

2.4矿体围岩

矿体直接裸露地表，矿层底板为寒武纪长清群馒头组洪河段，岩性为砂质灰岩和钙质砂岩等，产出稳定，产状平缓。

3矿床成因探讨

该矿床为海相沉积矿床。从矿石类型、矿层厚度及沉积韵律分析，矿床是在比较稳定的潮下高能环境中沉积的。

在高能环境中，过饱和海水中的碳酸钙围绕着呈悬浮状态的质点——泥质矿物、先晶出的方解石等，沉淀出泥晶方解石，并继续在海水作用下翻滚悬浮，继续有泥晶方解石产出，并在其上结晶沉淀，形成了鲕粒。当鲕粒直径达到了一定大小，其质量足以克服海水的机械能量时，便在海底堆积下来。鲕粒之间则又沉淀了泥晶方解石。当海水能量相对减弱，不能使较大的颗粒处于悬浮状态时，泥质矿物相互吸附凝集，形成了钙、泥质斑块，局部含藻钙质团块及泥晶方解石，成为“基质”，经成岩作用，分别形成了鲕状灰岩和泥斑灰岩、云斑灰岩、藻灰岩。存在于鲕粒和斑块四周围空隙中的卤水，在成岩作用的同时，被鲕粒和斑块吸附渗入，局部交代了斑块中的一些方解石。在潮下高能环境中，海水在不同时期有规律地相对增高和降低，形成了厚层鲕状灰岩——中、厚层泥斑灰岩以及云斑灰岩的沉积韵律。

参考文献

[1]郭宝奎 李光明.山东省水泥用灰岩矿资源形式分析与对策研究.山东省材料发展报告，2012.1.1.