山东省费县石井冶金用灰岩特征及成矿规律
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,新鲜面为青灰~灰,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
石英砂岩地层分布广泛,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,略具铁染现象。
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矿标志主要有: