淺談棗莊市山亭區(qū)徐莊—北莊地區(qū)磚瓦用頁(yè)巖礦礦體特征

王仁善

（山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第七地質(zhì)大隊(duì)，山東臨沂 276001）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)礦產(chǎn)資源的依賴越來(lái)越嚴(yán)重，尤其是對(duì)土地資源的依賴更為嚴(yán)重，保護(hù)土地資源已成為國(guó)土自然資源部門的重要工作。根據(jù)國(guó)家發(fā)改委要求，2010 年底，中國(guó)所有城市城區(qū)禁止使用毀田耗能的實(shí)心黏土磚，鼓勵(lì)用頁(yè)巖替代粘土燒制建筑用磚瓦，因此，尋找大量?jī)?yōu)質(zhì)的磚瓦用頁(yè)巖滿足建筑業(yè)的需求成為當(dāng)務(wù)之急。棗莊市山亭區(qū)徐莊鎮(zhèn)—北莊鎮(zhèn)一帶頁(yè)巖分布廣泛，主要分布于寒武紀(jì)饅頭組下頁(yè)巖段和石店段等，頁(yè)巖厚度可達(dá)30多米，質(zhì)量較好，可用作磚瓦原料，具有廣闊的開發(fā)前景。

1 礦體特征

棗莊市山亭區(qū)徐莊—北莊地區(qū)出露地層主要為寒武紀(jì)長(zhǎng)清群朱砂洞組、饅頭組和九龍群張夏組、崮山組、炒米店組碳酸鹽巖地層，分布面積廣泛，在溝谷中有少量第四系分布。本區(qū)頁(yè)巖礦賦礦層位為寒武紀(jì)長(zhǎng)青群饅頭組，礦體主要集中于棗莊市山亭區(qū)北莊鎮(zhèn)—徐莊鎮(zhèn)一帶的東部山區(qū)，南起大梁山、大陡山，北至徐莊白龍灣、焦山一帶，出露面積約60km2。調(diào)查評(píng)價(jià)范圍內(nèi)主要分布在徐莊鎮(zhèn)西坡村礦區(qū)和馬山灣村礦區(qū)，兩個(gè)礦區(qū)的礦體特征、礦石質(zhì)量基本一致，具有典型的代表意義，本處選擇馬山灣礦區(qū)進(jìn)行介紹。

分布在馬山灣村南高地南北坡，西側(cè)靠近公路，南側(cè)礦體出露面積約較大，本區(qū)頁(yè)巖礦體出露較高，一般在+250m 標(biāo)高之上，地貌上多形成饅頭狀山包，或由于頁(yè)巖不抗風(fēng)化，礦體上部覆蓋灰?guī)r多形成崮型地貌，礦體出露地段地表植被常較茂盛也是一個(gè)典型特征。礦體賦存在寒武紀(jì)饅頭組下頁(yè)巖段中，野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)饅頭組下頁(yè)巖段明顯可分∈Mlc、∈Mlb、∈Mla共3 個(gè)巖性層，其中∈Mlc、∈Mla二層為頁(yè)巖礦礦層，編號(hào)分別為c、a?！蔒lb為石灰?guī)r夾層。本段頁(yè)巖礦體呈層狀產(chǎn)出，礦體厚度較大，分布廣泛，產(chǎn)狀平緩，連續(xù)性較好。礦層總體傾向南西，局部受構(gòu)造影響傾向北西，傾角1°～3°。c 礦層的頂板為饅頭組洪河段砂巖，底板為饅頭組下頁(yè)巖段∈Mlb灰?guī)r層，a 礦層的頂板為饅頭組下頁(yè)巖段∈Mlb灰?guī)r層，底板為饅頭組石店段灰?guī)r和泥云巖（圖1）。

圖1

（1）a礦層

a 礦層即∈Mla巖性層,位于饅頭組下頁(yè)巖段下部，巖性為紫紅色泥質(zhì)頁(yè)巖夾泥巖、粉砂巖，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，頁(yè)理片構(gòu)造，發(fā)育水平層理。礦體的連續(xù)性較好，產(chǎn)狀平緩，傾角在2°左右，傾向340°。順山勢(shì)走向上工程控制長(zhǎng)約1400m，平均寬度約80m，鉛直厚度變化在27.5～37.0m之間，空間分布面積0.2km2。

（2）c礦層

c礦層即∈Mlc層，位于饅頭組下頁(yè)巖段上部，巖性為黃綠色頁(yè)巖、暗紫色粉砂質(zhì)頁(yè)巖夾薄層含云母細(xì)砂巖。粉砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造。產(chǎn)狀較為平緩，傾角較小在2°左右，傾向340°。順山勢(shì)走向上控制長(zhǎng)1400m，平均寬度約50m，鉛直厚度變化在18.0～26.0m之間，空間分布面積0.1km2。

2 礦石質(zhì)量

（1）礦石礦物成分

礦石呈泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，局部含粉砂質(zhì)、砂泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，頁(yè)理構(gòu)造。礦物成分比較簡(jiǎn)單，主要為石英,粒徑≤0.05mm，含量在70%～77%。長(zhǎng)石含量3%～5%、高嶺石含量10%～15%、伊利石0.5%～1%、水云母1%、綠泥石0.5%～1%、方解石0.1%～3%、白云石0.1%～0.5%、褐鐵礦5%～8%。

（2）礦物的化學(xué)成分

參照《礦產(chǎn)資源工業(yè)要求參考手冊(cè)》（2012 年修訂本）磚瓦用粘土工業(yè)指標(biāo)如下：

表1 化學(xué)成分及允許波動(dòng)范圍

本區(qū)礦石主要化學(xué)成分含量為：SiO261.66%、Al2O315.02%、Fe2O37.99%、CaO 2.32%、MgO 2.35%、Na2O+K2O 4.56%、SO30.02%、LOI8.41%。參照磚瓦用黏土的工業(yè)指標(biāo)，本區(qū)的頁(yè)巖是優(yōu)良的磚瓦用頁(yè)巖。其中SiO2能降低頁(yè)巖的可塑性，減少干燥收縮；Al2O3常以鋁硅酸鹽礦物形式存在，Al2O3含量越多，頁(yè)巖焙燒溫度越高，耐火度也越高；Fe2O3常見礦物為褐鐵礦、含水赤鐵礦、含水菱鐵礦，在頁(yè)巖中是一種助熔劑，也是粘土的著色劑，在氧化或還原條件下焙燒時(shí)，則制品分別呈紅色或灰黑至黑色；CaO、MgO 以碳酸鹽（方解石、白云石）礦物賦存于頁(yè)巖中，呈粉末或碎屑至結(jié)核團(tuán)塊狀，分散的碳酸鹽能降低頁(yè)巖的耐火度，增大燒成收縮，減弱鐵的著色力，若成碎塊或結(jié)核狀存在，焙燒后生成生石灰，吸濕后變成消石灰，從而使體積膨脹，使產(chǎn)品炸裂；Na2O、K2O 常以長(zhǎng)石微粒狀態(tài)存在，可視為熔劑，能降低粘土的耐火度；有機(jī)質(zhì)會(huì)使頁(yè)巖粘土染色，燒成的制品氣孔率增高。

3 礦石類型

本區(qū)礦石的巖石類型較為簡(jiǎn)單，主要從礦石顏色來(lái)區(qū)分，可分為3種，工業(yè)類型為磚瓦用頁(yè)巖。

（1）黃綠色砂質(zhì)頁(yè)巖:分布在饅頭組下頁(yè)巖段上部，本類型頁(yè)巖伊利石的含量偏高；

（2）紫色鈣質(zhì)頁(yè)巖:本層頁(yè)巖富含云母,夾紅褐色砂質(zhì)頁(yè)巖，鐵鋁質(zhì)偏高；

（3）暗紫色紙片狀泥質(zhì)頁(yè)巖:分布在饅頭組下頁(yè)巖段下部。

4 礦體（層）圍巖和夾石

頁(yè)巖礦礦體呈層狀產(chǎn)出于饅頭組下頁(yè)巖段的上部和下部，中間夾有中薄層碎屑灰?guī)r、鮞?；?guī)r，由于厚度較大（垂厚大于4 米）大于夾石剔除厚度2.0m，開采時(shí)需剔除。礦層的頂板為饅頭組洪河段的灰黃色細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖、鈣質(zhì)砂巖，底板為饅頭組石店段的青灰色鏈條狀泥晶灰?guī)r、砂屑灰?guī)r。礦體與圍巖易于區(qū)分，且圍巖的穩(wěn)固性較好。

5 礦床成因

本地區(qū)磚瓦用頁(yè)巖呈規(guī)則層狀、似層狀廣泛分布于中寒武紀(jì)饅頭組下頁(yè)巖段，類型主要是砂質(zhì)頁(yè)巖、粘土質(zhì)頁(yè)巖、含云母粉砂巖等。礦體的頂?shù)装寮暗V間夾石為結(jié)核灰?guī)r、砂巖、砂屑灰?guī)r、泥晶灰?guī)r等。礦體的頁(yè)理發(fā)育，常伴有三葉蟲、腕足類化石，常見對(duì)稱波痕、雨滴、蟲跡和干裂等構(gòu)造特征，據(jù)此分析其形成環(huán)境為濱海潮坪灘涂地帶，灘區(qū)低平而寬闊，陸源砂泥質(zhì)礦物供給緩慢，沉積速率較低，在漫長(zhǎng)的季節(jié)性及周期性的溫?zé)釟夂驐l件下后經(jīng)壓固作用及成巖作用逐漸形成的一種具有疊層式的沉積砂質(zhì)頁(yè)巖礦床。

6 結(jié)論

通過(guò)系統(tǒng)調(diào)查評(píng)價(jià)，棗莊市山亭區(qū)徐莊—北莊地區(qū)分布的頁(yè)巖礦具有分布廣泛、礦體規(guī)模大、層位穩(wěn)定、礦石質(zhì)量?jī)?yōu)良、易于開發(fā)利用等優(yōu)點(diǎn)，是優(yōu)良的磚瓦用頁(yè)巖礦石，開發(fā)后可滿足當(dāng)?shù)卮u瓦建材使用，促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展。