层序地层

一、矿床概况

朱崖式铁矿以山东省青州市店子铁矿床为代表，属风化淋滤型铁矿床。查明铁矿石量6620万吨。褐铁矿矿石TFe含量40％～55％，最高61.74％，平均45.52％（富矿49.92％，贫矿32.83％）。菱铁矿矿石TFe最高含量30.74％，平均29.79％。伴生元素Mn0.8％～1.5％，最高3％；Ti、V微量，与铁呈类质同像；S＜0.2％；Cu0.03％～0.07％，最高0.1％；P＜0.2％。

二、矿床地质特征

（一）矿区成矿及控矿条件

山东青州店子铁矿区地质图如图8－4所示。

图8－4 山东青州店子铁矿区地质略图

1.地层

区内地层有上寒武统崮山组、长山组、凤山组，下奥陶统冶里－亮甲山组，中奥陶统马家沟组。与成矿有关的地层是上寒武统凤山组和下奥陶统冶里－亮甲山组。

（1）上寒武统凤山组

根据岩性分两个岩性段。自下而上为：

一段：上部为条带状和竹叶状灰岩，中部为紫色竹叶状灰岩和泥岩。泥质偏高，不利于成矿。下部以条带状灰岩为主，中夹紫色竹叶状灰岩和泥岩。厚度大于90 m。

二段：总厚120 m，从上到下分7个自然层：(1)微－细晶白云岩、致密块状灰岩，泥质含量偏高；(2)链条状隐晶灰岩，为深灰色隐晶灰岩；(3)粒屑灰岩，粒屑－变粒屑结构，为以砂屑为主的灰岩；(4)条带状灰岩，为隐晶－微晶结构的竹叶状灰岩，泥质含量高；(5)花斑状灰岩，由隐晶－微晶方解石组成的高钙灰岩，是最主要的含矿层位；(6)白云岩，含白云石90％以上，多被矿化；(7)条带状粒屑白云质灰岩，由白云石和方解石组成，含粒屑超过50％，在构造有利部位，也可富集成矿。

（2）下奥陶统冶里－亮甲山组

总厚70 m。下部为褐黄色－浅肉红色厚层含泥质白云岩，上部为灰白－浅红色白云质灰岩，含燧石结核及燧石条带，矿化强，为含矿层位。

2.构造

矿区位于淄河断裂带北段，以断裂构造为主。与成矿有关的构造有NNE向、近SN向和NEE向3组。

1）NNE向断裂：以F9为代表的淄河主干断裂长数十千米，走向20°～30°，呈舒缓波状，倾向SE，倾角80°以上，宽20～60 m，东盘上升，西盘下降，垂直断距120～270 m，为高角度逆冲断层。经多次先张后扭活动，产生了大量的层间破碎，为矿液充填、沉积提供了良好的空间。

2）近SN向断裂：在矿区东侧，长1200 m，走向5°～10°，倾向NW，倾角80°左右。该断裂在深部限制了储矿构造向东发展，使矿化终止其附近。

3）NEE向断裂：走向55°～70°，倾向NW，倾角80°以上，呈舒缓波状，也是重要的含矿构造。

3.岩浆岩

岩浆岩不发育，只有呈岩床产出的辉石闪长岩、含辉石闪长玢岩、黑云母闪长岩、闪长岩、闪长玢岩和呈脉状产出的拉辉煌斑岩、云斜煌岩、云煌岩、闪长岩等。以辉石闪长岩、闪长岩和拉辉煌斑岩最常见。

（二）矿体特征

矿体剖面如图8－5所示。店子铁矿床全部由隐伏的矿体组成，沿NNE向展布，总长3500 m，宽300～1500 m。以F9断裂为界，分为断东、断西两大部分，断东10个矿体，断西1个矿体。矿体主要呈似层状，局部呈扁豆状，其形态受断裂构造和层间构造控制，寒武系凤山组为主要赋矿层位，仅有个别小矿体赋存于奥陶系三山子组中。矿体走向与F9断裂的走向（20°）一致，倾向NW。

断裂以东矿带总厚数米至240 m不等，矿带内各矿体平行重叠出现，垂直间隔6～80 m。矿带内各矿体厚度一般在数米至数十米之间，最大厚度105 m。断裂西侧为单一矿体，厚度一般10 m左右，最大厚度40余米。矿体最厚地段分布在矿区南部F9东侧，远离F9矿体厚度逐渐变薄，直至尖灭。

断裂以东矿体主要由褐铁矿矿石组成，次为菱铁矿石。菱铁矿矿石主要分布在12线以南，处于矿带的下部，Ⅴ矿体下部和Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ矿体基本由菱铁矿矿石组成，其他矿体也有少量菱铁矿出现。断裂以西矿体则全由褐铁矿矿石组成。

（三）矿石特征

矿区内矿石分为褐铁矿矿石和菱铁矿矿石两个基本类型。

褐铁矿矿石的矿物成分：矿石矿物主要为褐铁矿、针铁矿；其次为纤铁矿、赤铁矿、水赤铁矿；少量软锰矿－黝锰矿、硬锰矿、镜铁矿、黄铁矿、黄铜矿以及磁铁矿、锐钛矿等。其中，褐铁矿、针铁矿是主要的矿石矿物。脉石矿物主要为方解石、白云石、石英；少量为重晶石、泥质物以及橄榄石、黑云母、透辉石、阳起石、磷灰石、碳硅石、锆石等。

图8－5 店子铁矿勘探线剖面图

菱铁矿矿石的矿物成分：矿石矿物由菱铁矿、黄铁矿、黄铜矿、镜铁矿及磁铁矿组成；脉石矿物有石英、铁白云石、绿泥石、重晶石，其次是黑云母、透辉石、碳硅石、磷灰石、锆石等。

褐铁矿矿石的结构有网格状、胶状和土状；菱铁矿矿石为中－细粒变晶结构。

按结构构造特点，褐铁矿矿石又可分为致密块状、蜂窝状、粉粒状、条带状、葡萄状、网格状等构造类型。其中，以致密块状、蜂窝状、粉粒状、网格状几种矿石较普遍，是组成褐铁矿矿体的主要矿石类型，致密块状、蜂窝状和粉粒状矿石为富矿矿石类型；网格状属贫矿矿石类型。

菱铁矿矿石分为粗粒菱铁矿矿石和细粒菱铁矿矿石两种。菱铁矿矿体主要由前者组成，后者极少见，均分布于矿体边部。

褐铁矿和菱铁矿的过渡类型矿石数量不多，但也常见。

（四）围岩蚀变

围岩蚀变有碳酸盐化、褐铁矿化、硅化、重晶石化、黄铁矿化、黄铜矿化、镜铁矿化及岩石的褪色现象等。

三、矿床成因及成矿模式

目前对朱崖式铁矿的成因存有多种认识，这些认识的相同之处是都肯定了断裂对成矿、控矿的重要作用，不同之处在于对矿质的来源存在争议。

根据店子铁矿床褐铁矿与菱铁矿的相互依存关系，含矿热液的交代作用及稳定同位素测定资料，可以认为：中低温含矿热液的充填交代作用形成以菱铁矿为主的矿床基础，后经氧化淋滤作用改造，最终形成具有新的结构构造特征的以褐铁矿为主体的工业矿床，其成因应定为现代风化沉积型铁矿床，即风化淋滤型铁矿床。其成矿过程大致经历了如下两个阶段（图8－6）。

1.菱铁矿成矿阶段

位于地壳深部的中基性、碱性超基性岩浆，因分异作用派生出含矿热液，矿液沿构造带运移扩散；沿途携带和溶解了各层位中的有用组分，在构造继承性活动的驱动下，以中低温状态充填于不同围岩的容矿构造部位，形成以充填和交代作用为主的似层状菱铁矿体。

（1）铁质来源

下古生界地层，特别是店子铁矿的成矿围岩Fe含量很少，仅为千分之几，应视为有利矿液交代的外部条件，或仅能提供部分铁质，而不能视之为矿源之本，含矿热液才是铁矿的主要来源。根据店子铁矿床菱铁矿中氧同位素测定结果，δ18O为9.03‰～11.16‰，矿体围岩（石灰岩、白云岩）δ18O为16.38‰～25.06‰，可见菱铁矿与围岩氧的来源不同，推测菱铁矿中的氧与含矿热液有关。菱铁矿碳同位素测定δ13C为－2.03‰～－8.4‰，与岩浆成因的碳酸岩δ13C值（－5.0‰～－8.0‰）相当，说明菱铁矿是岩浆热液的产物。硫化物δ34S为6.4‰～16.8‰，也显示出岩浆热液硫的特征。矿区菱铁矿为半自熔性矿石，SiO2含量在10％～20％之间，明显高于未矿化的围岩及沉积型菱铁矿。菱铁矿SiO2含量高是含矿热液交代作用的结果，同时也说明Fe和S都来源于深部的含矿热液。

（2）成矿物理化学条件

图8－6 朱崖式铁矿成矿模式图

菱铁矿内气液包裹体的均一温度为180～250℃，显示热液成矿特征。另外，菱铁矿中石英脉、重晶石脉均为典型的中低温热液矿物，它们与菱铁矿的形成温度是一致的。

菱铁矿的上述特征说明，菱铁矿是中低温热液充填交代成因，在相对封闭的条件下及pH和Eh值较低的环境中生成，含矿热液来自于深部的中基性、碱性超基性岩浆。

2.褐铁矿成矿阶段

褐铁矿是店子铁矿床的主体，褐铁矿主要由菱铁矿经风化淋滤作用改造而成，少数为接续菱铁矿的成矿过程直接形成。在菱铁矿成矿的晚期阶段，由于构造活动的进一步发展，环境相对开放，Eh值增高，另外伴随矿液上升，不断吸收围岩中的碱性成分，促使溶液由酸性向碱性转变。随氧化条件的改变，二价铁转化为三价铁，而碱性介质又加速其沉淀，直接形成褐铁矿。

但就整体而言，大部分褐铁矿是菱铁矿的表生氧化产物。店子铁矿床中的褐铁矿体多位于菱铁矿体之上，有的同一矿层上部为褐铁矿，下部为菱铁矿，二者之间为一种过渡关系。上述情况的产生与矿区氧化界面有关，即氧化界面以下为菱铁矿，氧化界面以上为褐铁矿。店子矿区的氧化界面深度400 m±（标高－240 m±），个别浅部残存的菱铁矿体是因处于相对封闭的环境未被充分氧化的结果。氧化作用不仅使矿石类型发生改变，而且由于其他来源的铁质的加入，扩大了矿床规模，提高了矿石品位。随着菱铁矿向褐铁矿的改变，矿石的结构及矿石品位亦发生变化。初期阶段褐铁矿沿菱铁矿的裂隙解理进行交代，形成网格状构造；褐铁矿进一步发育，形成密集网格状，菱铁矿则作为交代残余存在；伴随着淋滤作用，其他碳酸盐包体逐渐流失，形成网格或蜂窝状空间，之后，随着残余矿液的上升，及不断进行的淋滤作用，矿质沉淀后冷却速度加快，充填网格或蜂窝状空间，形成致密状矿石，其边部和较大空洞的内壁则出现胶状、葡萄状、钟乳状等构造。

在成矿作用的末期，普遍出现碳酸盐化，形成铁白石、铁方解石、方解石细脉和网脉。有的充填原矿石之空洞，形成杏仁状构造。

碳酸钙中所混进的矿物元素不同，含量不同，颜色各种，不论什么颜色，它的主要成分是碳酸钙，那就叫灰岩。碳酸钙较纯的，可用来烧制石灰，就叫石灰岩。

古代沿海滩地区常常收集海螺、蚌壳烧制石灰来建房用，就因为它们都是很纯的碳酸钙。

1、形状。泥质条带灰岩的形状为圆形，条带状岩的形状为长条形。

2、颜色。泥质条带灰岩是红色的，条带状岩的颜色是黄色的。条带状混合岩是脉体呈条带状平行分布于基体的片理中的混合岩。

华北地区下古生界岩石类型种类多，有碳酸盐岩、碎屑岩、蒸发岩及硅质岩，其中以碳酸盐岩为主，其次为碎屑岩。现将主要岩石类型及其形成环境分述如下：

1.泥晶灰岩

各类泥晶灰岩在华北地区下古生界中分布广泛，自寒武系辛集组至奥陶系峰峰组均有产出。

该类岩石主要包括含颗粒泥晶灰岩、含泥泥晶灰岩、泥质泥晶灰岩、条带状灰岩、豹皮状泥晶灰岩、云斑泥晶灰岩及狭义的泥晶灰岩等。岩石主要由＜0.01mm的泥级碳酸盐矿物组成，可含有少量的生屑、鲕粒、砂泥及陆源泥、粉砂等。其颜色、结构、构造与混入物质有关，如颜色可呈灰色-深灰色，当混入较多泥质时呈黄灰色，一般为薄层或中厚层状，水平至水平波状层理发育。当泥晶灰岩中混入的泥质聚集成斑块状、条带状分布时，泥质和云质混杂形成云斑泥晶灰岩和泥质条带泥晶云灰岩，此种岩石在华北地区上寒武统中尤为常见。本类岩石形成于静水至弱动荡水的低能环境中，如潟湖、局限海、开阔海及潮坪的低能环境中均可形成，在具体分析其沉积环境时应根据各种相标志综合判断。

2.颗粒灰岩

华北地区各类颗粒灰岩较为发育，尤其在寒武系中为主要岩石类型，如张夏组及上寒武统中含量很高，在奥陶系中也有一定量的分布。华北地区下古生界颗粒灰岩以鲕粒灰岩、竹叶状灰岩、砂屑灰岩为主，次为砾屑灰岩、核形石灰岩、生屑灰岩。

（1）鲕粒灰岩

鲕粒灰岩是华北地区碳酸盐岩中的主要岩石类型之一。集中分布于张夏组中，徐庄组、崮山组及长山组也有一定比例的鲕粒灰岩。鲕粒的类型有正常鲕、表皮鲕、复鲕、藻鲕、椭形鲕、单晶鲕及多晶鲕以及豆鲕等。徐庄组上部和张夏组底部多见泥晶胶结的鲕粒灰岩，鲕粒多呈放射鲕或藻鲕。张夏组中、上部的鲕粒灰岩多为亮晶胶结，并可见世代（图版1—4），鲕的内部结构变化较大，常见放射鲕、复鲕、单晶鲕及多晶鲕、椭形鲕、云质鲕等。与鲕粒伴生的常见颗粒有砂屑、砾屑、生屑及藻屑等。一般认为沉积环境及水动力条件是控制鲕粒灰岩结构特征的重要因素，不同环境下形成的鲕粒灰岩，其岩石类型、沉积构造、鲕粒内部结构、颗粒组合及其填隙物等方面均能出现具指相意义的明显差别。因此，鲕粒是能够灵敏反映沉积和成岩环境的颗粒。

（2）核形石灰岩

核形石灰岩是本区常见的岩石类型，尤以张夏组较多见，在淮南洞山剖面见有厚度大于4m的典型核形石灰岩，核形石椭形单体长径达8mm以上，在河北峰峰、河南登封、内蒙古海渤湾、河北抚宁及京西斋堂等地张夏组中也有产出，至于与鲕粒伴生的核形石颗粒则遍布华北各地。核形石与鲕粒同属包粒结构的颗粒，其包壳中可见藻丝状体，以葛万藻最为常见。一般认为属弱-中等动荡浅水沉积产物，多形成低能浅滩、沙坝、潮渠或潮坪等间歇能量带中。核形石有反转堆叠和同心包裹等不同的内部结构，但包壳层紧密不一，其粒经大小也差别甚大，典型的核形石灰岩以颜色深并富含有机质为特征，伴生颗粒除鲕粒外，还有砂屑及生屑等。

填隙物因其形成环境的水动力条件不同而为亮晶或泥晶。

（3）砾屑灰岩

砾屑灰岩是本区常见的岩石类型之一，尤其是在南部的淮南、宿县及徐州一带，其分布遍及寒武系及奥陶系的各组段地层中，砾屑成分多为台地沉积的具纹层、鸟眼构造的泥晶灰岩或粉晶云质灰岩等，砾间常有同成分的砂屑，粉屑或陆源泥，常常是颗粒密集，大小混杂，颗粒间被泥屑和粉屑填隙，砾屑形状有圆形、棱角状、板状等，排列无规律，纵向上有时具一定程度的正粒序，这反映台缘沉积物垮塌后，砾屑受重力作用沿斜坡堆积的过程。在安徽肖县及徐州一带肖县组（即下马家沟组），常有具一定分选和磨圆的砾屑灰岩，其砾屑直径一般2～3cm左右，砾屑不具氧化边，其新鲜断口中不易观察到颗粒轮廓，但在风化面上十分清晰，砾屑成分以泥晶灰岩为主，常有同成分的砂屑相伴生，泥晶或亮晶填隙，有时有生屑伴生，这些砾屑灰岩可能形成于台地浅滩环境。

综上所述，产于台地斜坡和台地浅滩上的砾屑，据其分选性、圆度及其填隙情况等特征，是可以区别的，因而砾屑也是重要的指相标志。

（4）竹叶状灰岩

竹叶状灰岩是砾屑灰岩的一种，由于此名称在我国已延用很久，且在华北地台稳定分布于上寒武统，是一个明显的地层标志，所以将这个岩石类型保留下来。竹叶状灰岩经常与泥晶灰岩、薄层云、泥质条带灰岩共生，并同为潮坪沉积区间歇能量作用带的产物，其磨圆度一般较好，但分选较差。圆度、分选均较好，且无红色氧化边的竹叶状砾屑灰岩，多为水下浅滩沉积。竹叶状砾屑的大小、排列方式和内部结构，与竹叶状灰岩的形成环境直接相关，潮坪沉积序列中的砾屑多以泥晶结构为主，有时可见具纹层和藻席构造的砾屑，砾屑内部或边缘可见虫孔构造，虽因分选不佳而大小混积，但长径超过10cm者较少见，常见生物屑和球粒等伴生颗粒，砾屑多呈叠瓦状或顺层排列，砾间多为泥晶或陆源物质填充；高能滩的竹叶状灰岩砾屑较细小，分选亦佳，并呈杂乱或涡流状排列。砾间多有砂屑、鲕粒或生屑等高能颗粒，亮晶胶结；风暴成因的竹叶状灰岩，砾屑成分复杂，砾径大小不一，分选极差，山东莱芜新泰上寒武统长山组的竹叶状砾屑大者长径达15cm，北京西山丁家滩的风暴岩中砾屑长径达30～40cm。风暴成因的竹叶状灰岩排布往往呈放射状、扇状或菊花状；潮汐沟槽中沉积的砾屑，多杂乱排列，分选亦差，伴生颗粒复杂，并多为泥晶填隙。

还有一种竹叶状灰岩与薄层泥质条带灰岩间过渡的岩石，称“准竹叶”，其特征是断而不离、离而不移的砾屑，呈短条形、扁菱形紧密排列，并可拼合；少数虽离移但多不变位而平行于层面分布，有的砾屑可有轻微变形，内部以泥晶结构为主，砾屑间则多为灰泥填隙，有的时有陆源泥。准竹叶状砾屑多形成于水动力条件相对较弱的潮坪环境中，在这里较弱的流水或波浪作用虽可使先期半固结的薄层泥晶灰岩碎裂，但沉积水体的能量不足以使这些碎裂物产生较大位移，其磨圆、分选亦较差，如水体能量继续加强，准竹叶状灰岩可过渡为竹叶状灰岩。这种准竹叶在徐州、山东及河北峰峰、北京西山的寒武系、奥陶系均有广泛分布。

（5）砂屑灰岩

砂屑灰岩见于华北寒武系、奥陶系各组地层中，是分布最为广泛的岩石类型。砂屑含量不等，可由15%～80%，圆度虽不相同，但分选一般较好，常见砾屑、鲕粒、球粒和生屑等伴生颗粒。砂屑多具泥晶结构或球粒泥晶结构，填隙物以亮晶为主，结构退变环境中则泥晶填隙者较常见。砂屑灰岩一般形成于潮下高能带和潮间带。徐庄期局部水下隆起区，张夏期潮下浅滩，崮山期潮间间歇能量作用带及亮甲山、冶里期的潮下高能滩均有砂屑灰岩分布。

其中北京西山斋堂、河北井陉地区夹于鲕、豆粒或核形石灰岩中的砂屑灰岩，以及安徽淮南崮山组、河北平泉冶里组、河北唐山亮甲山组、曲阳下马家沟组、京西色树坟上马家沟组的砂屑灰岩均较典型。

（6）粉屑灰岩

粉屑灰岩是华北地台中常见岩石类型之一，属低能沉积环境产物。粉屑粒度细小而内部多为泥晶结构，粉屑间多为泥晶填隙。粉屑灰岩中常见陆源石英粉砂及粘土矿物混入，潮坪沉积的粉屑灰岩中，酸不溶物含量可高达8%～10%；滩间海或局限台地形成的粉屑灰岩中，酸不溶物则多居4%～7%之间。

（7）生屑灰岩

生屑灰岩是华北地台寒武、奥陶系常见岩石类型，但不同层位的岩石生物组合和结构特征相差悬殊。常见生物以三叶虫、腕足类、腹足类、瓣鳃类、棘皮动物、头足类、介形虫、牙形石等为主，但厚层生物碎屑灰岩亦不发育。例如徐庄组所夹生物碎屑灰岩中以三叶虫、腕足类为主，并伴有石英砂、海绿石等颗粒，岩层厚度一般小于1m，泥晶填隙。张夏组的生物碎屑灰岩具有生物组合复杂，磨圆分选较好，与鲕粒、砂屑等高能颗粒共生，填隙物多为亮晶。峰峰地区有少量潮间或开阔海沉积的泥晶生物灰岩，其中多属正常海相生物，生物类型亦较复杂并以原地沉积为主。局限台地中形成的生屑灰岩，生屑种属单一，含量较少，以介形虫、棘皮和腹足类碎屑最常见。潮坪环境泥质岩中所夹的泥晶生屑灰岩多呈透镜状、断续条带状或薄层产出，其生物组合亦较单一，具磨蚀痕迹，但分选差，伴生颗粒以球粒为主，有时有砂屑。本区的生屑灰岩按生屑的含量＜25%者称为含生屑灰岩，也是一种常见岩石类型，其填隙物因水动力条件的差异或为亮晶或为泥晶。

通过生屑灰岩和含生屑灰岩中的生物组合、含量、生物颗粒大小、磨蚀破碎程度、分选性、排布方式以及颗粒共生组合、填隙物性质和填隙方式等方面的研究可以帮助我们分析水动力条件、水体深度、含盐度等。对生屑灰岩的详细观察研究，是恢复沉积环境的重要依据之一。

3.叠层藻灰岩

核形石、藻团、藻屑、藻球粒及叠层石均为常见藻碳酸盐岩。本区各类叠层藻灰（云）岩在各组地层中亦广泛分布，并以寒武系较多见。叠层石灰岩既是藻类沉积的岩石类型，也是常见的沉积构造，岩石的结构特征和叠层石的构造形态均具重要的指相意义。

本区寒武纪沉积环境多变，因此，寒武系中的叠层石灰岩远较奥陶系发育，叠层构造的类型亦较复杂。潮上带和上潮间带等低能环境中一般形成藻席构造或层纹构造（水平叠层石）；弱动荡环境下为水平波状、半球状或小型单体柱状叠层石；中-强动荡水动力条件下，如潮下高能带则为球状群体、分叉柱状或锥状叠层石（图1-3-1）。

图1-3-1 受沉积环境控制的藻结构示意图

在沉积环境控制下，各类叠层石的伴生组分差异很大，如藻席或水平叠层石中常见陆源粉砂；而分叉柱状叠层石内或柱间多混有砂屑、鲕粒和生物介壳等高能颗粒，但因藻的粘结和障积作用较强，柱间也常有灰泥出现。

层纹石或藻席多见于下寒武统和上寒武统的凤山组，下奥陶统冶里组、中奥陶统底部亦有分布。张夏组和崮山组中与鲕粒灰岩伴生的多为柱状、半球状和球状叠层石。柱体规模随沉积环境不同而相差甚大，北京西山张夏组顶部柱高可达70cm，宽为20～25cm不等，局部地区可形成墙状、网状，规模更大的叠层石柱高达1～2cm，宽可达30～40cm，呈群体柱状，由于此种叠层石具较强抗浪性，实际上属藻礁沉积。

在山东、河北、河南等地张夏组、崮山组中有泥晶表附藻灰岩分布，群体枝状的钙藻结构清晰，粘结、障积作用明显，山东、江苏、安徽等地产于崮山组、长山组泥晶灰岩中的涡卷状叠层石层位基本稳定，可能有环境和地层意义。

4.白云岩

白云岩是本区最常见的岩石类型之一，几乎各时代地层中均有分布。白云岩虽可按其结晶颗粒大小命名为粗晶白云岩、细晶白云岩等，但成因命名更具环境意义，故可划分为准同生和准同生后白云岩。

准同生白云岩形成于潮上、上潮间等干燥气候带中，并可归入蒸发岩范畴，它可以作为典型环境的典型微相恢复古气候和古环境。各地馒头组下部夹于紫色页岩中的准同生白云岩，以及亮甲山组和马家沟组底部的准同生白云岩均较典型，地台南部也有这种岩石类型分布。准同生白云岩的结构特征为泥粉晶结构较为多见，在颗粒石灰岩中准同生白云石化的另一种表现形式是白云石化作用仅限于颗粒内部，基质或填隙物一般无白云石化作用，并构成白云石质颗粒和方解石质填隙的云质灰岩或灰质云岩，这种岩石多发育在浅滩或潮坪沉积中，在山东的张夏剖面、江苏徐州大北望及安徽淮南和河北峰峰中寒武统张夏组鲕粒灰岩中这种特征十分明显。鲕粒云化后由于所混入的铁离子氧化，在风化露头上颗粒表现为锈点十分醒目。这种经准同生白云石化所形成的岩石，多能完整地保存原始沉积结构，如层理、冲刷等。颗粒云化的事实，反映水浅，偶尔暴露，气候干燥、粒间水咸化或淡化等环境特征。

本区准同生白云岩，包括准同生云质颗粒可形成于超高盐度蒸发坪中，也可因淡水与海水混合，使镁方解石快速溶解，Mg2+相对集中于粒间水而导致颗粒白云石化。对地台中、上寒武统和冶里组、亮甲山组、马家沟组底部的准同生白云岩和准同生云质鲕粒的碳氧同位素测试结果表明：中、下寒武统和冶里组的泥粉晶白云岩和云质鲕粒的δ13C多为负值，而亮甲山组和马家沟组一段底的准同生白云岩δ13C多为正值，表明前者因海退或暴露遭受天水淡化，在低盐度环境中形成；后者则应是由于蒸发、咸化作用而白云石化的。华北很多地方产于亮甲山组和马家沟组一、三、五段泥粉晶白云岩中的膏盐或其假晶，也是很好的佐证。

准同生后白云岩多为咸化海水经回流渗透作用交代早期沉积组分形成的，因此，交代作用首先发生在粒间，继之破坏颗粒边缘，进而使颗粒全部白云石化，强烈时原始沉积结构可以全部消失，形成晶粒白云岩。上寒武统常见的竹叶云质灰岩和竹叶细晶白云岩即可反映程度不同的白云石交代作用，前者白云石化集中于填隙物中，有的竹叶边缘亦受到不同程度的破坏；后者白云石化作用已深入粒内，竹叶状砾屑已全部云化，这种作用在地台南部的徐州大北望剖面凤山组中是很典型的。对细粒碳酸盐岩，这种成岩交代作用的顺序亦使成岩早期自形白云石呈浸染状分布于灰泥中，山东莱芜中奥陶统马家沟组的豹斑灰岩不乏这种云化结构，云化作用剧烈时可形成晶粒白云岩。本区各组段所见各类残余结构的白云岩如残余鲕粒云岩、残余生物云岩、云斑灰岩、云质条带灰岩和细晶云岩等均为准同生后白云岩。

华北地台所见的准同生白云岩多分布于海退沉积序列的顶部或海进沉积序列的底部，前者在上寒武统中和亮甲山组均甚常见；后者则以马家沟组底部的泥粉晶白云岩为代表，有时含陆源粉砂和粘土可作为海进序列底部的辅助标志。由于蒸发泵作用和回流渗透作用经常相伴出现，因此，在地层垂向层序中，常出现上面为准同生白云岩，其下为完全云化的准同生后糖粒状白云岩（包括斑状白云岩），再向下是含灰的或灰质云斑岩，再下是云斑石灰岩或含云斑石灰岩，最下面是不含云斑的石灰岩，即未云化的石灰岩。在华地地台下古生界中，例如北京西山上寒武统、河北峰峰的马家沟组，这种垂向分布规律是经常见到的。

华北南部下奥陶统及上寒武统中广泛分布的“三山子白云岩”，基本上是准同生后白云岩。其上覆地层为马家沟组底部的准同生白云岩，二者之间有一个不整合，这有利于潮上环境的高镁水及混合水向下渗透。三山子白云岩的顶界为不整合面，其底界不平整，并逐渐过渡为部分云化的石灰岩和未云化的石灰岩。

5.角砾岩

本区角砾岩分布较广，主要分布于马家沟组一、三段和峰峰组底部，辛集组底部及华北北部馒头组中也有分布。按岩石类型可分为石灰岩角砾岩和白云岩角砾岩两大类，石灰岩角砾岩角砾较大一般直径达20～50cm，在安徽萧县马家沟组厚层灰岩中较为发育，角砾的岩石类型单一杂乱堆集，洞穴直径可＞5m，大多发育在同一层位，显然，此种洞穴充填的角砾岩是岩溶垮塌作用形成的。

与石膏溶解作用有关的角砾岩见于徐州贾汪及山西等地。多分布于马家沟组一、三、五段，这种角砾岩石类型主要由白云岩组成，角砾含量一般70%～80%，有的达90%，杂乱堆集，角砾大小从几毫米至几十厘米，基质为泥云质，横向分布不稳定。角砾岩往往与准同生白云岩共生或位于准同生白云岩之下，实际上白云岩角砾岩的原岩即为准同生白云岩。这种白云岩角砾岩可能是石膏的溶解留下了空间，与石膏伴生的准同生白云岩垮塌后形成的。

6.蒸发岩

本区蒸发岩的类型主要是石膏，在华北各地馒头组紫色泥页岩中的石盐假晶仅仅是一种环境标志，它们零星分布于紫色页岩中。形成矿产的石膏主要分布在中奥陶统马家沟组，下寒武统的辛集组亦有分布。

马家沟组的石膏赋存于第一、三、五段，以山西吕梁山地区最为发育，最大厚度达几百米，在山东泗水以及河南这一层位石膏也有分布。

马家沟组的石膏主要是在潮上云坪（萨巴哈）及其洼地、潟湖中形成的。这些潮上云坪中的洼地和潟湖或大或小，若断若继，星罗棋布，形成了现在层位上大体相当但厚度和横向变化上显著差异以至减薄为零的特点。按照潟湖的发展阶段，这些潟湖大都发展到石膏阶段就停止了，因此，大都没有卤化物沉积。潟湖中浓缩的高矿化度水在形成石膏沉淀时，向下伏岩层渗透。使下伏的岩层在回流渗透作用下发生准同生后白云石化作用，因此，在石膏发育地区，在石膏层之下的层位中，如马家沟组第二、四段及亮甲山组，准同生后白云岩特别发育。

除潟湖沉积形成的石膏外，还有瘤状石膏、肠状石膏、鸡笼铁丝状石膏（图版Ⅲ—2）、鲕粒石膏等均为次生石膏，即交化型石膏。这些石膏中可见到大量白云岩残余体。

7.碎屑岩

华北地台下古生界碎屑岩不如碳酸盐岩发育，其中细碎屑岩即泥质岩、粉砂岩又多于粗碎屑岩。

泥质岩多出现于下寒武统辛集组、馒头组和毛庄组，其他层位如上寒武统崮山组、长山组及下奥陶统亦有少量出现，下寒武统的馒头组、毛庄组以紫色页岩、黄绿色页岩较多见，常含粉砂，风化后往往呈碎片，层理面往往有较多白云母片，为局限环境下如潟湖、潮坪环境产物，常含石盐假晶。中、上寒武统往往是黄绿色页岩或粉砂质页岩，主要是滩间海或局限海沉积。

中寒武统徐庄组广泛存在石英细砂岩、泥质细砂岩。常含粘土或长石，而为泥质或长石细砂岩，广含海绿石，时而含磷，一般薄层状，很多地方如山东张夏、徐淮见有生物遗迹及生物搅动构造，形成于陆棚或沙坝环境下的沉积。

砾岩主要出现在地台南缘的寒武系底部。如淮南的猴家山组（相当于辛集组）底部，山西的寒武系底部亦有出现。这些砾岩主要是复成分砾岩，砾石成分主要为石英岩、脉石英、燧石、各种变质岩等，这些砾岩位于下寒武统与其下伏古老岩系之间的不整合面上，代表寒武纪海侵初期的产物。

灰岩(Limestone)，俗称石灰岩，是一种沉积岩。

石灰岩主要是在浅海的环境下形成的。石灰岩按成因可划分为粒屑石灰岩（流水搬运、沉积形成）、生物骨架石灰岩和化学、生物化学石灰岩。按结构构造可细分为竹叶状灰岩、鲕粒状灰岩、豹皮灰岩、团块状灰岩等。石灰岩的主要化学成分是CaCO3易溶蚀，故在石灰岩地区多形成石林和溶洞。

1、形态：海成石灰岩区域性的稳定层状，也可与净砂岩互层。湖成石灰岩规模一般不大，以条带状出现。

2、颜色：灰白、灰、灰黑或紫红等色。

3、成分：方解石>50%。其它成分常在50%以下：粘土矿物、石英粉砂、铁质微粒、海绿石、有机质等。

4、沉积构造：灰岩常见泥裂、生物痕迹、生物扰动、结核、缝合线等，特别是虫孔、生物扰动、硅质（燧石）结核和缝合线,可见水平层理，多见块状层理, 常见叠层构造和鸟眼构造。

5、结构：泥晶结构、各种颗粒结构、生物骨架结构、粘结结构或障积结构等。

6、石灰岩具有良好的加工性、磨光性和很好的胶结性能，不溶于水，易溶于饱和硫酸，能和各种强酸发生反应并形成相应的钙盐，同时放出CO2。

扩展资料

砂岩和石灰岩的区别

1、外观不同

石灰岩为灰色调 浅灰深灰黑灰，砂岩颜色较丰富，主要以黄色调为主，也有红褐色、灰绿色、灰黄色等，有时也有灰色调的砂岩。

2、触感不同

砂岩为碎屑岩类 外观粗糙 手摸其表面有明显颗粒质感 仔细观察可以看到是明显由砂粒组成，石灰岩为碳酸盐岩多数情况下手感细腻，没有明显的颗粒感，观察不到砂粒。

3、硬度不同

砂岩的硬度可以较高、也可以很低，风化较厉害的砂岩是可以剥离出砂粒的灰岩硬度低，金属制品可以轻易刻划出痕迹，并且石灰岩的风化主要是化学溶蚀作用。

参考资料来源：百度百科-石灰岩

一种沉积碳酸岩。主要成分为方解石，有时含少量白云石，常混入石英、长石、云母和粘土矿物等。呈灰色或灰白色，性脆，硬度较小，用铁器易划出擦痕遇稀盐酸剧烈起泡。石灰岩按成因可划分为粒屑石灰岩（流水搬运、沉积形成）、生物骨架石灰岩和化学、生物化学石灰岩；按结构构造还可进一步细分，如竹叶状灰岩、鲕状灰岩、团块状灰岩等。石灰岩易溶蚀，故在石灰岩地区多形成石林和溶洞，称为喀斯特地形。它是烧制石灰和水泥的主要原料，也是制化肥和电石的原料，还被用于冶炼钢铁、制糖、陶瓷、玻璃、印刷等工业。

大理岩

marble

一种变质岩。又称大理石。由碳酸盐岩经区域变质作用

或接触变质作用形成。主要由方解石和白云石组成，此外含

有硅灰石、滑石、透闪石、透辉石、斜长石、石英、方镁石

等。具粒状变晶结构，块状（有时为条带状）构造。因原岩

不同，可形成不同类型的大理岩，如纯钙镁碳酸盐岩变质后

可形成方解石大理岩、白云石大理岩；硅质灰岩变质后可形

成石英大理岩、硅灰石大理岩；碳质灰岩变质后可形成石墨

大理岩等。还可根据结构构造、颜色进一步划分，如白色大

理岩、灰色大理岩、粉红色大理岩、细粒大理岩、粗粒大理

岩、条带状大理岩等。 通常白色和灰色大理岩居多。其中 ，

质地均匀、细粒、白色者，又称汉白玉。一般认为，大理岩

可形成于不同的温压条件下，如透闪石大理岩形成于低 -中

温条件下，透辉石大理岩、镁橄榄石大理岩则形成于中高温

变质条件下。大理岩分布广泛，如中国的云南、山东、北京

房山等地均产大理岩。许多有色金属、稀有金属、贵金属和

非金属矿产，在成因上都与大理岩有关。其本身也是优良的

建筑材料和美术工艺品原料。大理岩硬度不大，易于开采加

工，板材磨光后非常美观，可作室内装饰材料；开采和加工

中的废料，可制成工艺品或经轧碎作生产水磨石、水刷石等

的优质集料。少数高度致密均质的可供艺术雕刻和装饰用 。

石灰岩主要是在浅海的环境下形成的。石灰岩按成因可划分为粒屑石灰岩，生物骨架石灰岩和化学、生物化学石灰岩。按结构构造可细分为竹叶状灰岩、鲕粒状灰岩、豹皮灰岩、团块状灰岩等。石灰岩的主要化学成分是碳酸钙，易溶蚀，所以在石灰岩地区多形成石林和溶洞，称为喀斯特地形。