山東省沂源縣韓旺礦區鐵礦礦床特征與礦床成因淺析

江 睿

（山東省第一地質礦產勘查院，山東 濟南 250000）

1 礦區地質背景

韓旺鐵礦區位于華北陸塊（Ⅰ）魯西隆起（Ⅱ）魯中隆起區（Ⅲ）馬牧池-沂源斷?。á簦R牧池凸起（Ⅴ）的東部邊緣、沂沭斷裂帶西側，屬于韓旺斷裂帶范疇。地層屬華北地層區（Ⅰ）魯西地層分區（Ⅱ）魯西地層區（Ⅲ）。礦區地層主要為泰山巖群變質巖系、寒武系頁巖、灰巖層及第四系沖洪積層。構造以斷裂為主，主要是韓旺-石橋斷層。巖漿巖主要為偉晶花崗巖，其次為閃長玢巖。本礦床含礦巖系為泰山巖群雁翎關組頂部含鐵片巖系，含鐵巖系主要為含鐵角閃石英片巖。

2 變質巖及變質作用

（1）變質巖。礦區變質巖不發育，以變質地層為主，變質侵入巖較少。變質巖石類型以區域變質巖為主。區域變質巖主要有角閃巖相、綠片巖相，變質作用時代自新太古代—古、中元古代。變質地層和變質侵入巖體構成了古老結晶基底，其中的變質地層均屬雁翎關組，呈不規則帶狀展布，具條帶狀構造。條帶與長軸方向一致，且與區域構造線一致，呈NNW向展布。巖石類型為角閃片巖類、含鐵片巖類。

（2）變質作用。該區發育有動力變質作用、接觸交代變質作用及區域變質作用三種變質作用。其中接觸交代變質作用及動力變質作用在礦區內不發育，不作敘述，重點介紹區域變質作用。

根據區內變質侵入巖和雁翎關組變質地層中的變質礦物及變質共生礦物組合特征，礦區區域變質作用主要分三個變質相：新太古代早期角閃巖相、新太古代晚期至古元古代早期綠簾角閃巖相、古元古代綠片巖相。形成于新太古代早期的角閃巖相，變質溫壓為T=600℃，P=0.5GPa，形成時間在2700Ma左右。該期是泰山巖群變質巖系的主要形成時期，與早期構造變形有十分密切的關系，是同構造的，變質類型屬于區域熱動力型。綠簾角閃巖相形成于新太古代晚期至古元古代早期，變質溫壓為T=470℃～510℃，P=0.4GPa～0.5GPa，時間在2600Ma～2400Ma之間。礦區內較大范圍均發生本期次變質作用，發育在新太古代—古元古代早期的深成巖當中，并且在雁翎關組變質作用之上疊加，導致雁翎關組發生退變。古元古代的綠片巖相變質溫壓為T=420℃～440℃，P=0.4GPa，該期作用導致古元古代傲徠山期深成侵入巖普遍發生變質，且影響了前兩期次的變質作用，在礦區內發育最廣泛。

3 礦床地質特征

韓旺鐵礦含礦巖系為泰山巖群雁翎關組頂部含鐵片巖，層位穩定，其頂、底板巖石為斜長角閃巖。含鐵巖系主要有含鐵角閃石英片巖。鐵礦層為巖系中的富鐵部位。礦床由一個大礦帶組成，礦帶包括十多層分枝復合、尖滅再現的復雜多變的礦層。

礦床結構較復雜，除了特定的成礦地質條件外，另一個重要的原因是偉晶花崗巖大面積順層侵入。在剖面中大多反映為厚度差異較大的數層偉晶花崗巖貫入礦帶，再加上晚期脈巖的穿切，礦體的結構更為復雜。正是由于上述原因造成各剖面之間礦層無法相互對應，即使是厚大礦層也難以對應。礦體與頂底板圍巖的關系大多為整合接觸，界線清晰，易識別。較薄且夾層多的單層礦，以及礦體內部復雜的結構，是礦床的顯著特點。

礦體呈多層帶狀，排列緊密。礦體與上下盤地層的產狀基本一致。礦帶呈北西—南東向伸展，總體走向大約330°±，傾向南西，傾角在30°～60°，平均傾角50°±，在傾向和走向上皆表現為幅度不大的波狀彎曲。礦帶厚一般為13m～20m，平均17.75m，礦體頂部出露于地表，出露處最大標高312m，控制標高100m～-300m，厚度變化系數22.74%，礦體厚度具上厚下薄的特點，但在控制范圍內礦體仍未尖滅，仍有向下延伸的趨勢。礦帶TFe品位一般30%～39%，最低19.61%，最高56.81%，平均35.59%，品位變化系數11.24%，較為穩定。單礦層較薄、夾層多，礦體內部結構復雜，是本礦床突出特點，單礦層厚度一般2m～25m，此外，數十公分的礦層為數頗多，單礦層品位一般27%～40.65%，平均35%±。

礦體沿走向（330°）mFe品位變化較小，mFe品位變化曲線平緩，呈平緩折線狀（見圖1），mFe品位最高為23.72%，mFe品位最低為18.23%。沿走向（330°）礦體厚度變化較大，礦體最厚25.81m，最薄為1.76m（見圖2）。

圖1 礦體沿走向（330°）mFe品位變化曲線

圖2 礦體沿走向（330°）礦體厚度變化曲線

4 礦石質量

（1）礦石結構構造。礦石呈粒狀變晶結構，條帶狀、條紋狀構造，角閃石類礦物、磁鐵礦及石英呈條帶狀、條紋狀構造。條帶一般寬0.5mm～8.0mm。

（2）礦石的礦物成分。根據以往資料和巖礦鑒定結果，磁鐵礦為礦石中的主要金屬礦物，赤鐵礦、褐鐵礦及鐵的氧化物次之，以及少量黃銅礦、黃鐵礦等。含鐵脈石礦物有普通角閃石、鐵閃石、黑云母、綠泥石等，不含鐵礦物為石英、次為長石、碳酸鹽巖，另有少量鋯石、磷灰石、榍石等。

（3）礦石的化學成分。礦所含主要有益組分為鐵，另有含量較低的其它稀有分散元素，未發現具綜合價值的其他元素。含極微量的鈦、鉻、釩、鎳、鈷、鎵等。

礦石TFe品位一般在30%～39%之間，最高品位56.81%，最低19.61%，平均品位34.28%，品位變化系數11.07%。mFe品位一般在20%～25%之間，最高品位35.31%，最低品位15.03%，平均22.65%，品位變化系數20.42%。礦石中含有較多的硅酸鐵礦物，硅酸鐵含量較高，一般含量在2%～9%之間，平均5.14%。碳酸鐵、硫化鐵和赤鐵含量較低，分別平均為1.23%、2.01%、3.17%。

基本分析和組合分析資料表明，礦石中的有害元素磷的含量低而穩定，最低為0.018%，最高為0.124%，平均0.08%。硫的含量最低0.05%，最高0.77%，平均0.28%。造渣元素硅、鋁、鈣、鎂的含量較穩定，以SiO2含量最高，最低為32.06%，最高為44.95%，平均40.37%。Al2O3、CaO、MgO的平均含量分別為0.87%、3.77%、2.24%。（CaO+MgO）/（SiO2+Al2O3）平 均 值 為0.15，屬于酸性鐵礦石。

5 礦床成因

（1）礦床控礦因素。雁翎關組含鐵片巖是鐵礦床的賦礦巖層，圍巖大多為斜長角閃巖及斜長角閃片巖。雁翎關組地層控制礦體的形態、產狀及規模。

（2）礦床成因探討。雁翎關組地層屬濱海相陸源碎屑沉積夾基性火山熔巖及基性火山碎屑沉積的一套巖石組合，大量角閃質硅酸鹽類存在于含礦層與圍巖當中，多為角閃片巖、含鐵角閃石英片巖所組成的綠色變質巖系，巖性逐漸過渡，常呈層狀產出。礦層內部明顯的條紋特征是火山巖多次間隙噴發和分異的證據，這是由于周期性沉積所產生的。礦化帶中的粒狀礦物定向排列，構造具有明顯的條帶狀構造，并見有塑性變形和混合巖化現象，都是長期區域變質的產物。

礦化帶中發育綠泥石化、碳酸鹽化、硅化等蝕變作用，并常被磁鐵礦充填交代，這種現象表明了中低溫熱液活動的特征。

綜上，基性火山噴發物是礦石中主要物質成分的來源，原始鐵礦層通過海水以化學沉積方式沉積分異而成，在外界物理化學條件改變的情況下，經熱液及區域變質作用，條帶狀鐵建造（BIF）受不同程度的變質作用，在特定的地質條件下形成磁鐵角閃石英片巖，礦床類型屬于中低溫沉積變質磁鐵礦床。

6 找礦標志

（1）地貌標志。磁鐵礦體成礦部位地形多呈正地形，并且地表常見帶狀褐土。具有強赤鐵礦化、褐鐵礦化的殘留巖石亦表明存在著鐵礦體，是重要的直接找礦標志。

（2）賦礦地層。鐵礦體大多賦存于雁翎關組地層頂部，礦體產狀、分布受雁翎關組地層控制。

（3）物探異常。磁鐵礦中礦石礦物以磁鐵礦為主，易引起強磁異常。地表磁異常的形態及異常值強弱不僅反映磁鐵礦體大小特征，還與礦體埋深及品位等因素有一定關系，故磁異常也是發現磁鐵礦床的重要依據。