浅谈枣庄市山亭区徐庄—北庄地区砖瓦用页岩矿矿体特征

王仁善

（山东省地质矿产勘查开发局第七地质大队，山东临沂 276001）

随着我国经济的发展，对矿产资源的依赖越来越严重，尤其是对土地资源的依赖更为严重，保护土地资源已成为国土自然资源部门的重要工作。根据国家发改委要求，2010 年底，中国所有城市城区禁止使用毁田耗能的实心黏土砖，鼓励用页岩替代粘土烧制建筑用砖瓦，因此，寻找大量优质的砖瓦用页岩满足建筑业的需求成为当务之急。枣庄市山亭区徐庄镇—北庄镇一带页岩分布广泛，主要分布于寒武纪馒头组下页岩段和石店段等，页岩厚度可达30多米，质量较好，可用作砖瓦原料，具有广阔的开发前景。

1 矿体特征

枣庄市山亭区徐庄—北庄地区出露地层主要为寒武纪长清群朱砂洞组、馒头组和九龙群张夏组、崮山组、炒米店组碳酸盐岩地层，分布面积广泛，在沟谷中有少量第四系分布。本区页岩矿赋矿层位为寒武纪长青群馒头组，矿体主要集中于枣庄市山亭区北庄镇—徐庄镇一带的东部山区，南起大梁山、大陡山，北至徐庄白龙湾、焦山一带，出露面积约60km2。调查评价范围内主要分布在徐庄镇西坡村矿区和马山湾村矿区，两个矿区的矿体特征、矿石质量基本一致，具有典型的代表意义，本处选择马山湾矿区进行介绍。

分布在马山湾村南高地南北坡，西侧靠近公路，南侧矿体出露面积约较大，本区页岩矿体出露较高，一般在+250m 标高之上，地貌上多形成馒头状山包，或由于页岩不抗风化，矿体上部覆盖灰岩多形成崮型地貌，矿体出露地段地表植被常较茂盛也是一个典型特征。矿体赋存在寒武纪馒头组下页岩段中，野外调查发现馒头组下页岩段明显可分∈Mlc、∈Mlb、∈Mla共3 个岩性层，其中∈Mlc、∈Mla二层为页岩矿矿层，编号分别为c、a。∈Mlb为石灰岩夹层。本段页岩矿体呈层状产出，矿体厚度较大，分布广泛，产状平缓，连续性较好。矿层总体倾向南西，局部受构造影响倾向北西，倾角1°～3°。c 矿层的顶板为馒头组洪河段砂岩，底板为馒头组下页岩段∈Mlb灰岩层，a 矿层的顶板为馒头组下页岩段∈Mlb灰岩层，底板为馒头组石店段灰岩和泥云岩（图1）。

图1

（1）a矿层

a 矿层即∈Mla岩性层,位于馒头组下页岩段下部，岩性为紫红色泥质页岩夹泥岩、粉砂岩，泥质结构，页理片构造，发育水平层理。矿体的连续性较好，产状平缓，倾角在2°左右，倾向340°。顺山势走向上工程控制长约1400m，平均宽度约80m，铅直厚度变化在27.5～37.0m之间，空间分布面积0.2km2。

（2）c矿层

c矿层即∈Mlc层，位于馒头组下页岩段上部，岩性为黄绿色页岩、暗紫色粉砂质页岩夹薄层含云母细砂岩。粉砂质结构，层状构造。产状较为平缓，倾角较小在2°左右，倾向340°。顺山势走向上控制长1400m，平均宽度约50m，铅直厚度变化在18.0～26.0m之间，空间分布面积0.1km2。

2 矿石质量

（1）矿石矿物成分

矿石呈泥质结构，局部含粉砂质、砂泥质结构，页理构造。矿物成分比较简单，主要为石英,粒径≤0.05mm，含量在70%～77%。长石含量3%～5%、高岭石含量10%～15%、伊利石0.5%～1%、水云母1%、绿泥石0.5%～1%、方解石0.1%～3%、白云石0.1%～0.5%、褐铁矿5%～8%。

（2）矿物的化学成分

参照《矿产资源工业要求参考手册》（2012 年修订本）砖瓦用粘土工业指标如下：

表1 化学成分及允许波动范围

本区矿石主要化学成分含量为：SiO261.66%、Al2O315.02%、Fe2O37.99%、CaO 2.32%、MgO 2.35%、Na2O+K2O 4.56%、SO30.02%、LOI8.41%。参照砖瓦用黏土的工业指标，本区的页岩是优良的砖瓦用页岩。其中SiO2能降低页岩的可塑性，减少干燥收缩；Al2O3常以铝硅酸盐矿物形式存在，Al2O3含量越多，页岩焙烧温度越高，耐火度也越高；Fe2O3常见矿物为褐铁矿、含水赤铁矿、含水菱铁矿，在页岩中是一种助熔剂，也是粘土的着色剂，在氧化或还原条件下焙烧时，则制品分别呈红色或灰黑至黑色；CaO、MgO 以碳酸盐（方解石、白云石）矿物赋存于页岩中，呈粉末或碎屑至结核团块状，分散的碳酸盐能降低页岩的耐火度，增大烧成收缩，减弱铁的着色力，若成碎块或结核状存在，焙烧后生成生石灰，吸湿后变成消石灰，从而使体积膨胀，使产品炸裂；Na2O、K2O 常以长石微粒状态存在，可视为熔剂，能降低粘土的耐火度；有机质会使页岩粘土染色，烧成的制品气孔率增高。

3 矿石类型

本区矿石的岩石类型较为简单，主要从矿石颜色来区分，可分为3种，工业类型为砖瓦用页岩。

（1）黄绿色砂质页岩:分布在馒头组下页岩段上部，本类型页岩伊利石的含量偏高；

（2）紫色钙质页岩:本层页岩富含云母,夹红褐色砂质页岩，铁铝质偏高；

（3）暗紫色纸片状泥质页岩:分布在馒头组下页岩段下部。

4 矿体（层）围岩和夹石

页岩矿矿体呈层状产出于馒头组下页岩段的上部和下部，中间夹有中薄层碎屑灰岩、鲕粒灰岩，由于厚度较大（垂厚大于4 米）大于夹石剔除厚度2.0m，开采时需剔除。矿层的顶板为馒头组洪河段的灰黄色细粒长石砂岩、钙质砂岩，底板为馒头组石店段的青灰色链条状泥晶灰岩、砂屑灰岩。矿体与围岩易于区分，且围岩的稳固性较好。

5 矿床成因

本地区砖瓦用页岩呈规则层状、似层状广泛分布于中寒武纪馒头组下页岩段，类型主要是砂质页岩、粘土质页岩、含云母粉砂岩等。矿体的顶底板及矿间夹石为结核灰岩、砂岩、砂屑灰岩、泥晶灰岩等。矿体的页理发育，常伴有三叶虫、腕足类化石，常见对称波痕、雨滴、虫迹和干裂等构造特征，据此分析其形成环境为滨海潮坪滩涂地带，滩区低平而宽阔，陆源砂泥质矿物供给缓慢，沉积速率较低，在漫长的季节性及周期性的温热气候条件下后经压固作用及成岩作用逐渐形成的一种具有叠层式的沉积砂质页岩矿床。

6 结论

通过系统调查评价，枣庄市山亭区徐庄—北庄地区分布的页岩矿具有分布广泛、矿体规模大、层位稳定、矿石质量优良、易于开发利用等优点，是优良的砖瓦用页岩矿石，开发后可满足当地砖瓦建材使用，促进地方经济发展。