羅國文，張進忠

(山東省第五地質礦產勘查院，山東 泰安 271000)

大汶口盆地地質勘查工作始于20世紀50年代，礦產資源開發(fā)利用也有30年的歷史[1-2]。在以往工作中巖鹽礦的發(fā)現(xiàn)僅限于東向洼地內，故而形成了大汶口盆地巖鹽礦僅賦存于東向洼地的傳統(tǒng)認識[3]。后來，有研究者推測在F3斷層北可能存在巖鹽礦層[4]，但一直未有鉆探工程控制揭露。楊家坡礦段位于與東向洼地北東側毗鄰的滿莊-大西牛洼地北端，勘查中首次發(fā)現(xiàn)了多層巖鹽工業(yè)礦層，實現(xiàn)了找礦突破，填補了滿莊-大西牛洼地未發(fā)現(xiàn)巖鹽礦層的空白，擴大了大汶口盆地巖鹽相區(qū)范圍。

1 成礦地質背景

楊家坡礦段①位于泰安市城區(qū)西南方向直距約20km處，行政區(qū)劃隸屬岱岳區(qū)夏張鎮(zhèn)管轄(圖1)。礦段所處大地構造位置位于華北板塊(Ⅰ)魯西隆起區(qū)(Ⅱ)魯中隆起(Ⅲ)蒙山-蒙陰斷隆(Ⅳ)汶口凹陷(Ⅴ)北端[5]。

1—地質界線；2—斷層位置及編號；3—巖鹽相區(qū)；4—礦段位置圖1 大汶口盆地巖鹽相分布示意圖

大汶口盆地以第四系覆蓋為主，下伏官莊群大汶口組為盆地的主要組成地層，其控制了石膏、巖鹽等鹽類礦產的賦存和分布，在盆地邊緣及盆地內次級凸起上厚度較薄，次級構造洼地中厚度較大，最大厚度達3000m。其次為官莊群朱家溝組，分布于盆地東部邊緣地帶。官莊群沉積基底為馬家溝群[6-7]。

盆地內斷層為盆地邊緣斷層的伴生斷裂和基底斷裂的繼承性活動斷裂。在盆地發(fā)展過程的不同階段有不同程度的活動，這些斷層切割了盆地，使盆地內進一步形成了次一級構造洼地和凸起。盆地內共劃出滿莊-大西牛洼地、東向洼地、洼里洼地、汶陽洼地、臨汶洼地和北西遙洼地等6個構造洼地和上泉凸起。盆地斷裂構造對礦床起著明顯的控制作用。東向洼地由F2，F(xiàn)3，F(xiàn)4，F(xiàn)g斷層分割形成并由其限制，由于其沉降幅度最大，形成洼地最深，近而導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。滿莊-大西牛洼地由F3，F(xiàn)6，F(xiàn)g，F(xiàn)w斷層分割形成并由其限制，其沉降幅度次之，在沉降過程中形成了與硬石膏巖相伴生的多層巖鹽巖相沉積[8-14]。

巖漿巖見于盆地北部楊家坡及東部滿莊、灌莊、漕河涯等地，分布面積約50km2。呈巖舌狀侵位于大汶口組上段內，厚度0.56～63.33m，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[15]。

2 楊家坡礦段地質特征

2.1 礦層特征

礦段內共施工6個鉆孔，除西北部ZK302孔未見礦外，其余5個鉆孔均不同程度的見到巖鹽礦層?？刂坪}段沿走向最大長度1471m、沿傾向最大寬度493m。共含巖鹽礦10層，自下而上編號為：y1，y2，y6，y7，y8，y9，y10-1，y10-2，y11，y23。

巖鹽礦層賦存于大汶口組中段第Ⅱ石膏礦帶中下部，與石膏礦互層產出，產狀一致，產狀為320°∠4°～5°。含鹽段頂板埋深784.73～969.98m，底板埋深971.08～1024.14m，厚度1.10～226.45m，礦層單層真厚度0.84～6.25m，品位NaCl含量81.70%～97.14%。各礦層基本特征見表1。

表1 大汶口礦區(qū)楊家坡礦段巖鹽礦層特征

礦段巖鹽礦層平面形態(tài)呈NE向條帶狀分布于礦段東南部，西北部未見礦。y23礦層距下伏的y11礦層間隔較大，為98.15 ～102.16m；自y11以下至y1礦層等9層鹽分布相對集中，礦層厚度在東南部最大，單工程礦層累計鉛直厚度23.23～29.55m，明顯高于中部鉆孔的累計鉛直厚度(1.10 ～11.83m)，說明上述9層礦形成時期其沉積中心在礦段東南部位。礦層中NaCl含量沿走向變化起伏較大，單工程平均品位在82.85%～94.10%之間，沿傾向變化較小，單工程平均品位在94.10%～96.08%之間，總體呈厚而貧、薄而富的反向關系。原因是厚度大的礦層一般含硬石膏、泥質等雜質層較多，厚度小的礦層則相對較少，進而影響了礦層的NaCl含量。

2.2 礦石質量

巖鹽礦石中常見的有中粒他形—半自形粒狀結構、中粗粒他形—半自形粒狀結構，塊狀構造和薄層狀構造。礦石礦物以石鹽為主，次為硬石膏、泥質(黏土礦物)等。

(1)石鹽(NaCl)：肉眼觀察多呈自形—半自形粒狀結構，淡茶色、煙灰色、少量無色，半透明，含量一般≥95%,粒度以0.2～1.0cm的中粗晶居多，集合體多呈塊狀；多為玻璃光澤，潮解后為油脂光澤，參差狀斷口，易溶于水，味咸。

(2)硬石膏(CaSO4)：作為鹽層中的雜質礦物，硬石膏多呈厚度10～20cm的薄層或呈條紋條帶狀賦存，常和泥質條紋條帶互層產出。在巖鹽礦物中，常有硬石膏呈包體狀、鱗片狀、柱狀產于巖鹽晶隙之間,含量一般在2%～3%之間；硬石膏多呈青灰色，灰白色，少量灰褐色，細—微粒結構，玻璃光澤。

(3)泥質(黏土礦物)：呈細小的鱗片狀，褐灰色，半透明，集合體多呈細小角礫狀、斑點狀充填于巖鹽晶粒間或晶體內，含量一般在1%～2%之間。

2.3 礦石類型及其特征

根據(jù)礦石顏色、礦物成分、結構、構造及成因類型，將礦石的自然類型劃分為2個，按工業(yè)類型劃分2個(表2)。

表2 礦石類型劃分對應關系

(1)灰白色塊狀巖鹽(巖鹽礦石)：主要礦石類型，所占比例在70%以上。常呈灰白色、淺煙灰色，中粗粒結構為主，其次為細粒，局部巨晶結構，塊狀構造為主，局部薄層狀。礦物成分以巖鹽為主，NaCl量一般在80%以上。雜質主要為星點狀泥質物及團塊狀、條紋條帶狀硬石膏、泥灰質等，雜質含量一般5%～10%,水不溶物一般約占2%，這些雜質與巖鹽共生，分布在巖鹽晶粒間或呈條紋條帶與巖鹽互層交替產出。

(2)雜色塊狀巖鹽(含雜質巖鹽礦石)：次要礦石類型，所占比例在20%～30%之間。因雜質種類、多少不同，其顏色隨之變化，主要顏色有淺棕、淡茶、褐黃等色，中粗粒結構，細粒次之，薄層狀、條帶狀構造。礦物成分以巖鹽為主，NaCl含量一般大于70%。雜質種類以硬石膏為主，少量泥晶碳酸鹽礦物，這些雜質多組成條帶狀、薄層狀、塊狀與巖鹽互層產出，接觸面一般較為清楚、平直。此類巖鹽多出現(xiàn)在含鹽段的上部，少量在中下部，礦層中雜質一般多出現(xiàn)在中上部，往下逐漸減少。

3 巖鹽礦層對比

該礦段巖鹽礦為首次在滿莊-大西牛洼地發(fā)現(xiàn)的巖鹽礦床，其與東向洼地巖鹽礦存在著成因上的關系。ZK6孔是東向洼地控鹽的主要鉆孔，其控制了盆地全部32層巖鹽的30層。采用大汶口組中段膏下泥巖段紅色泥巖頂界，即鹽下膏層段與膏下泥巖段的分界線作為兩洼地巖鹽礦層連接的標志層，參照第y9巖鹽礦層、第44層石膏礦層、第y6層鹽與下伏第y2層鹽間隔等特征，經東向洼地的ZK6孔與礦段內的ZK303，ZK001孔柱狀剖面對比，劃分了礦段巖鹽礦層，并與整個盆地巖鹽礦層統(tǒng)一編號(圖2)。

4 盆地巖鹽礦分布特征

結合楊家坡礦段見礦工程控制及推測，整個大汶口盆地巖鹽相平面形態(tài)呈“冰壺”狀，其中壺柄分布于滿莊-大西牛洼地，南北長約4km，東西寬約1.3km；壺體分布于東向洼地，東西最大長度約11km，南北最大寬度約6km；巖鹽相分布面積約53km2，礦層沉積特點為：

(1)第1層鹽礦在東向洼地ZK6和滿莊-大西牛洼地ZK303，ZK001等3孔中獨有，其余鉆孔未見。說明盆地沉積初期，兩洼地不僅是同一洼地，而且最早巖鹽的沉積中心就位于兩洼地的接壤部位。

(2)諸礦層沉積時其沉淀中心不斷發(fā)生位移，盆地內施工的所有見鹽鉆孔單孔均未控制全部礦層，說明大汶口盆地鹽類礦床沉積時其盆底形態(tài)和沉積中心在不斷地發(fā)生位移變化。

(3)巖鹽礦層埋藏深度在東向洼地和滿莊-大西牛洼地均呈現(xiàn)自東南向西北逐漸加深的趨勢。

1—膏下泥巖段；2—鹽下膏層段；3—泥灰?guī)r；4—泥巖；5—石膏礦；6—巖鹽礦；7—巖鹽礦層及編號；8—石膏礦層及編號圖2 鉆孔ZK6，ZK303，ZK001巖鹽礦層柱狀連接對比圖

5 礦床成因探討

依據(jù)剩余重力異常圖(圖3)分析，該礦段巖鹽礦總體呈NE向港灣狀分布于盆地巖鹽礦床的北端，在其NW側，正等值線密集分布，說明所處位置已瀕臨盆地邊緣凸起部位，在其SE側，為賈家橋凸起，二者相間形成一狹窄的重力低異常帶，為礦段巖鹽礦床的沉積既提供了有利場所，又控制了展布形態(tài)。

1—正等值線；2—零等值線；3—負等值線；4—斷層位置及編號；5—鉆孔位置及編號；6—礦段位置圖3 東向—大西牛地段剩余重力異常平面圖

以F3斷層為界，以南為東向洼地，以北為滿莊-大西牛洼地[15-16]。東向洼地ZK6孔和滿莊-大西牛洼地ZK303孔雖然相距3300余米，但兩洼地鉆孔各鹽層之間、與紅色泥巖標志層間隔距離卻有極大的相似之處。因此，初步分析認為，滿莊-大西牛洼地的巖鹽礦層與東向洼地ZK6孔相對應的巖鹽礦層屬同一礦層，即2個洼地巖鹽礦為同一巖鹽礦床(圖4)。

1—大汶口組上段；2—大汶口組中段膏上泥灰?guī)r段；3—鹽上膏層段；4—含鹽段；5—鹽下膏層段；6—膏下泥巖段；7—砂巖；8—礫巖；9—泥灰?guī)r；10—泥巖；11—斷層位置及編號；12—石膏礦層；13—石鹽礦層及編號圖4 鉆孔ZK6，ZK303剖面示意圖

在官莊群沉積初期，NW向的F3斷層已初見雛形，但發(fā)育規(guī)模較小，在斷層兩側還沒有形成截然分開的2個洼地；東向洼地和滿莊-大西牛洼地不僅是同一洼地，而且最早巖鹽的沉積中心就位于現(xiàn)在的東向洼地和滿莊-大西牛洼地的接壤部位。在沉積第y11層鹽之后，F(xiàn)3斷層進入劇烈活動期，其規(guī)模沿走向方向延伸，致使原本貫通的東向、大西牛地段，逐漸形成了東向和滿莊-大西牛2個高差有別的洼地，而F3斷層則成為這2個洼地的分界斷裂。在F3斷層的持續(xù)作用下，位于斷層上盤的東向洼地持續(xù)下降且幅度較大，因此接受了后續(xù)巖鹽物質的補給，形成了繼y11層鹽之后的y12～y32層鹽的沉積，而位于斷層下盤的滿莊-大西牛洼地隨F3斷層的持續(xù)活動在不斷上升，未能繼續(xù)接受來自東向洼地巖鹽鹵水的補給，致使?jié)M莊-大西牛地段未再形成除第y23層鹽之外的其他鹽層沉積。至于該洼地的第y23層鹽，可能是由于F3斷層活動間歇期間兩洼地的短暫貫通而形成(圖4)。

6 結論

根據(jù)該礦段巖鹽礦地質特征，對比區(qū)域成果，形成以下新認識：

(1)礦段內鉆探工程揭露多層巖鹽工業(yè)礦層，新發(fā)現(xiàn)賦鹽洼地，據(jù)此重新劃出了巖鹽相區(qū)，對整個大汶口盆地巖鹽相范圍進行了補充。

(2)重新認識了F3斷層活動特征：初見雛形—劇烈活動—活動間歇—劇烈活動。

(3)沉積初期，東向洼地和滿莊-大西牛洼地為同一洼地，中后期，在F3斷層的持續(xù)作用下，分隔成2個洼地。東向洼地沉積了32層巖鹽礦，而滿莊-大西牛洼地該礦段內僅沉積了底部10層巖鹽礦。

(4)在該礦段以東、以南區(qū)域仍有巖鹽礦層賦存，有待勘查開發(fā)。

致謝：該文得到山東省泰安市大汶口礦區(qū)楊家坡礦段石膏、巖鹽礦詳查項目的大力支持，在此表示衷心的感謝！