朱猛

(山東省第五地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,山東 泰安 271000)

1 成礦地質(zhì)背景

大汶口礦區(qū)漕河崖礦段位于泰安市南偏西約27km處，行政區(qū)劃屬岱岳區(qū)滿莊鎮(zhèn)管轄。大地構(gòu)造位置位于華北陸塊(Ⅰ)、魯西隆起(Ⅱ)、魯中隆起區(qū)(Ⅲ)、大汶口-蒙陰斷陷(Ⅳ)西端的汶口凹陷(Ⅴ)東部。

區(qū)域地層主要發(fā)育有新太古代泰山巖群，寒武-奧陶紀(jì)長清群，九龍群、馬家溝群，古近紀(jì)朱家溝組、官莊群，新近紀(jì)黃驊群及第四系(圖1)。其中，官莊群大汶口組為盆地的主要組成地層，它控制了鉀鹽、巖鹽、石膏等鹽類礦產(chǎn)的賦存和分布。在盆地邊緣及盆地內(nèi)次級凸起上厚度較薄，次級構(gòu)造洼地中厚度較大，最大厚度3000余米。其次為官莊群朱家溝組，分布于盆地東部邊緣地帶，黃驊群明化鎮(zhèn)組和第四系分布于官莊群之上，官莊群沉積基底為馬家溝群。

盆地內(nèi)斷裂構(gòu)造對礦床起著明顯的控制作用。它們在盆地沉降過程中的持續(xù)活動將大汶口盆地分割成上述若干洼地，在滿莊-大西牛洼地，臨汶洼地、北西遙洼地均不同程度的沉積有巨厚的石膏、硬石膏礦床。東向洼地由F2，F(xiàn)3，F(xiàn)4,Fg斷層分割形成并由其所圍限，由于其沉降幅度最大，形成洼地最深，近而導(dǎo)致了在沉降過程中鹵水向該洼地聚集，形成了與硬石膏巖相伴生的多層巖鹽、鈉鎂鹽和鉀鎂鹽等鹽類沉積[1]。

1—第四系；2—古近系；3—新近系；4—奧陶系；5—寒武系；6—新太古代泰山巖群；7—斷層；8—地質(zhì)界線；9—礦段位置 圖1 大汶口盆地區(qū)域地質(zhì)略圖

區(qū)內(nèi)巖漿巖分布于盆地北部及東部的滿莊、灌莊、漕河崖礦段等地，分布面積約50km2。呈巖床狀侵位于大汶口組三段內(nèi)，厚度0.19～63.33m，總體趨勢由北向南厚度逐漸變薄。巖性深部為橄欖輝綠巖，淺部漸變?yōu)楹蠙燧x綠玢巖、玄武巖，屬喜山期淺成侵入巖。

2 巖鹽礦地質(zhì)特征

2.1 礦床成因

礦段巖鹽礦是大汶口盆地鹽類礦床的一部分，根據(jù)以往資料該鹽類礦床屬內(nèi)陸湖相沉積。礦床的形成受區(qū)域構(gòu)造、古氣候、古地理、次級構(gòu)造洼地等因素的控制。

(1)古氣候及古地理?xiàng)l件。中生代侏羅—白堊紀(jì)已是陸相干旱氣候條件，沉積了一套以紅色碎屑巖為主的陸相地層，到新生代始新世以來，干旱氣候繼中生代進(jìn)一步發(fā)展，在這樣的條件下，流入盆地的鹵水不斷蒸發(fā)，濃度加大，鹽類結(jié)晶析出。

晚白堊世以來，魯西地區(qū)以斷塊隆起為主，形成一系列內(nèi)陸斷陷盆地，在盆地中沉積著巨厚的官莊群。沉積區(qū)為地形相對平坦的淺水盆地，但由于受到沉降斷裂活動的影響，造成沉降幅度大小有別的一系列沿斷裂呈串珠狀分布的碎屑巖盆地和含鹽盆地。盆地內(nèi)部，在沉降構(gòu)造的作用下，形成更次一級洼地，為鹽類礦床的沉積提供了有利的地理?xiàng)l件。

(2)鹽類物質(zhì)來源。大汶口盆地附近只有大汶河盆地南部從東向西流過，來源頭有多個分支，其主要的有2支，一個是泰萊凹陷的大汶河，另一個是蒙陰凹陷的柴汶河，它們將凹陷周圍的泰山凸起、新甫山凸起和蒙山凸起，這些含膏鹽沉積的寒武系、奧陶系及一些基底老變質(zhì)巖一些鹽類物質(zhì)，沿河流源源不斷地匯集到盆地中[2]。

2.2 蒸發(fā)巖建造地質(zhì)特征

盆地內(nèi)大汶口組二段中部為一個完整的含鹽鹵水淡化-濃縮-淡化沉積旋回。根據(jù)區(qū)域劃分的5個巖性段，蒸發(fā)巖為中間的3個巖性段，其特征為：

鹽下膏層段:覆于雜色泥巖段之上，主要巖性為青灰色硬石膏巖、泥灰?guī)r、白云質(zhì)泥灰?guī)r，硬石膏巖多呈條帶狀、薄層狀與泥灰?guī)r，泥巖互層產(chǎn)出。

含鹽段:覆于鹽下膏層段之上，主要由硬石膏巖、泥灰?guī)r和巖鹽互層產(chǎn)出；巖鹽層上部多夾雜鹵石、硬石膏紋層、條帶或薄層，該段是盆地內(nèi)蒸發(fā)巖主要濃縮階段。

鹽上膏層段:覆于含鹽段之上，主要巖性為硬石膏巖、泥灰?guī)r、偶含有油頁巖和自然硫，上覆巖性為膏上泥灰?guī)r段。

2.3 巖鹽礦層特征

該礦段共利用10個鉆孔，控制巖鹽礦層24層，控制礦層沿走向最大長度3500m，沿傾向最大寬度3480m。

巖鹽礦層賦存于大汶口組二段地層中，礦層產(chǎn)狀305°～345°∠5.5°～10°，與賦礦地層基本一致。礦層頂板埋深671.20～878.22m，底板埋深687.85～1147.10m。單礦層厚度0.40～14.72m，單孔累計厚度3.50～142.08m，平均厚度56.81m。礦層厚度變化系數(shù)7%～87%，其中，有1層為87%，屬厚度不穩(wěn)定型；有5層為41%～67%，屬厚度較穩(wěn)定型，有18層為7%～39%，屬厚度穩(wěn)定型。NaCl平均品位65.36%～99.34%，品位變化系數(shù)1%～10%，屬品位均勻型(表1)。24層巖鹽礦層在垂向上呈相互平行狀，平面上呈相互疊加狀。與區(qū)域礦層對比，該區(qū)缺少第14,18,20層3個巖鹽礦。

礦段內(nèi)24層礦，底部的1～2礦層和中上部的11～13礦層分布于北部，礦層呈西北部厚，東南部薄；底部的3礦層、4礦層、10礦層和中上部的15～22礦層分布于礦段的西北部邊緣，礦層西北部厚，東南部薄；23～24礦層分布于西北部，礦層呈西北部厚，東南部??；25～27礦層位于含鹽礦帶上部，僅分布于礦段西北角。根據(jù)礦層的分布特點(diǎn)，說明該礦段內(nèi)巖鹽蒸發(fā)沉積中心是不斷變化的，先期由北部逐漸向西南移動，后向全區(qū)擴(kuò)展，再逐漸向西北收縮。呈現(xiàn)出盆地內(nèi)巖鹽礦床形成時期含鹽鹵水的規(guī)模由大到小、由小到大、再由大到小的特點(diǎn)。

3 礦石特征

3.1 礦石質(zhì)量

巖鹽礦石礦物種類以氯化物石鹽為主，其次為硬石膏、雜鹵石等硫酸鹽礦物及少量粘土礦物。

(1)石鹽(NaC1)：淡棕色、深褐灰色、少量無色，半透明-透明。中粒、中粗粒、中細(xì)粒結(jié)構(gòu)。粒度以0.1～0.5cm的中粗晶具多，約占60%左右；0.1～0.3cm的細(xì)晶者次之，約占30%左右；大于1cm的巨晶者約占5%～10%。集合體多呈塊狀，少量與硬石膏、雜鹵石呈薄層狀互層，常含泥灰質(zhì)條紋或條帶。

表1 大汶口礦區(qū)漕河崖礦段巖鹽礦礦層綜合特征

(2)硬石膏(CaSO4)：作為鹽層中的雜質(zhì)礦物，硬石膏多呈8～50cm薄層或呈條紋條帶狀賦存，常和雜鹵石、泥灰質(zhì)條紋條帶互層產(chǎn)出。在石鹽礦物中，常有硬石膏呈包體狀、鱗片狀、柱狀產(chǎn)于石鹽晶隙之間。

(3)雜鹵石[K2MgCa2(SO4)4·2H2O]：雜鹵石在鹽層中的產(chǎn)出形態(tài)有的呈條紋條帶狀與硬石膏互層產(chǎn)出，有的呈薄層狀、條帶狀單獨(dú)形成夾層，與鹽層接觸界線一般比較平直，個別呈褶皺狀。

(4)粘土質(zhì)礦物：主要分布于巖石裂隙內(nèi)或石鹽、硬石膏晶粒間及石鹽解理縫中，褐灰色，星散狀。

3.2 礦石類型

根據(jù)礦石顏色、礦物成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及成因類型，將礦石按工業(yè)類型劃分2類。

(1)石鹽礦石：常呈灰白色、淺煙灰色，中粗粒結(jié)構(gòu)為主，其次為細(xì)粒結(jié)構(gòu)，局部巨晶狀，塊狀為主、局部薄層狀構(gòu)造。礦物成分以石鹽為主，其品位NaC1一般在86%～95%。

(2)含雜質(zhì)石鹽礦石：主要顏色有淺棕、淡茶、褐黃等色，中粗粒結(jié)構(gòu)，細(xì)粒次之，薄層狀、條帶狀構(gòu)造。礦物成分以石鹽為主，NaC1品位50%～90%，一般大于70%。

3.3 礦石的化學(xué)組分

4 巖相區(qū)分布特征

4.1 盆地巖相區(qū)分布特征

盆地內(nèi)蒸發(fā)巖在水平方向上由外向內(nèi)可劃分為4個相區(qū)(圖2)[3]。

1—膏巖相區(qū)；2—石鹽相區(qū)；3—鈉鎂鹽相區(qū)；4—鉀鎂鹽相區(qū)；5—巖相區(qū)邊界線；6—礦段位置 圖2 大汶口盆地蒸發(fā)沉積巖相示意圖

(1)膏巖相區(qū)(Ⅰ):呈近圓狀，東、南、北三面比較開闊，西側(cè)相對狹窄，反映了在靠近南留弧形斷裂處盆地坡度較大的特點(diǎn)，膏巖相區(qū)分布面積約180km2。

(2)石鹽相區(qū)(Ⅱ)：位于膏巖相區(qū)內(nèi)側(cè)，垂向上夾于上下膏巖段之間。在平面上呈蠶繭狀，長軸方向?yàn)镹WW向，長約11.5km ,寬3～5km，分布面積約39.63km2,在含鹽系內(nèi)夾硬石膏和泥灰?guī)r等淡化層。

(3)鈉鎂鹽相區(qū)(Ⅲ)：位于石鹽相區(qū)內(nèi)側(cè)，垂向上分布在巖鹽段的上部?？傮w形態(tài)呈橢圓狀，長軸方向近EW向，長約7km，寬2.5～3.5km，分布面積約20km2。

(4)鉀鎂鹽相區(qū)(Ⅳ)[4]：位于鈉鎂鹽相區(qū)內(nèi)側(cè)，垂向上夾于鈉鎂鹽層中，單孔見礦，推測長軸方向近EW向，分布面積約3km2。

4.2 礦段內(nèi)巖相區(qū)變化

依據(jù)施工鉆孔見巖鹽礦厚度情況，與外圍以往施工鉆孔對比，推算出石鹽相區(qū)向北擴(kuò)大1km，鈉鎂鹽相區(qū)向北擴(kuò)展1km，石鹽相區(qū)擴(kuò)大3.17km2。

5 結(jié)論

根據(jù)對礦段內(nèi)的地質(zhì)特征、成礦規(guī)律和沉積環(huán)境等條件分析[5]，認(rèn)為：

(1)巖鹽礦層不僅僅局限于分布在F2，F(xiàn)3和F43個斷層的切割的范圍內(nèi)，在F3斷層北部應(yīng)有巖鹽礦層賦存。

(2)該礦段內(nèi)巖鹽沉積中心和范圍隨沉積外部環(huán)境是不斷變化的，沉積中心先由北部逐漸向西南移動，再后逐漸向西北收縮，沉積范圍隨著沉積中心不斷擴(kuò)大，后因沉積盆地范圍逐漸縮小。

(3)在前人對大汶口盆地認(rèn)識資料的基礎(chǔ)上，重新劃分了石鹽巖相區(qū)，對大汶口盆地巖鹽礦床范圍進(jìn)行了劃分補(bǔ)充。

參考文獻(xiàn)：

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