山東金鄉縣羊山地區某金屬礦地質特征及意義

沙 晴

（山東省魯南地質工程勘察院（山東省地勘局第二地質大隊），山東 兗州 272100）

從中國鐵礦分布特征來看，鐵礦的顯著特點是分布廣泛卻極不均衡，且貧礦多，富礦少，貧礦儲量約占總儲量的80%。而鋼鐵作為是國民經濟的支柱產業之一，在各個領域均有需求，以目前形勢來看，鋼鐵的需求量卻遠遠高于鋼鐵的生產量，中國作為鐵礦進口大國，亟需解決鐵礦資源問題，因此，通過研究鐵礦地質特征，為進一步找礦提供地質依據，其研究意義尤為重要[1]。

羊山鐵礦位于山東省金鄉縣城西北約15km處，行政區劃隸屬金鄉縣羊山鎮管轄，交通便利（見圖1）。

1 地質背景

羊山鐵礦在大地構造位置處于華北板塊（Ⅰ）、魯西隆起區(Ⅱ)、魯西南潛隆起區（Ⅲ）、菏澤-兗州潛斷隆(Ⅳ)、嘉祥潛凸起（Ⅴ）的西南部。

區域地層主要由新太古代泰山巖群、古生代寒武～奧陶紀地層，在羊山鐵礦的東南部發育石炭～二疊紀地層，其周圍廣泛分布新生代第四紀地層，其中太古代泰山巖群山草峪組（Ar3）為巖性為羊山鐵礦賦礦層位，其巖性為黑云變粒巖（見圖2）。區域內構造比較簡單，蓋層以總體走向北東的緩傾斜單斜構造為主，斷裂構造按其走向可分為北西西向、北東向二組，均為正斷層，區域內控制著含礦巖系泰山巖群山草峪組地層分布的斷裂構造帶，屬北西西向斷裂。區域內未見有巖漿碉的出露，僅在部分鉆孔中見少量的新太古代正長花崗巖、二長花崗巖以及中生代的細粒輝長巖[2]。

圖1 交通位置圖

2 羊山鐵礦床地質特征

羊山鐵礦床位于羊山鎮一帶，礦體走向近南北向。總體向西傾斜，共由9個礦體組成（礦體編號Ⅰ～Ⅸ）。礦體呈層狀、似層狀產出，其沿走向和傾向有尖滅再現之特征，礦體巖性主要為磁鐵角閃石英巖。

圖2 巖性為黑云變粒巖分布情況

2.1 礦體特征

礦體賦存于泰山巖群山草峪組地層中，呈層狀、似層狀產出。其產狀與圍巖片麻理產狀一致，礦體走向在0°左右，礦體傾向西，傾角56°～62°。礦床平均品位TFe29.49%，mFe20.81%，品位變化系數TFe為40.50%，mFe為42.52%，品位變化較均勻。礦體厚度1.44m～6.27m，平均4.34m，厚度變化系數為48.04%，屬厚度較穩定型。礦體地表沒有出露，均為隱伏盲礦體。其中Ⅱ、Ⅷ礦體為該礦床主礦體，呈南北向帶狀展布。

Ⅱ礦體：礦體長約1240m，寬約510m，礦體厚度為3.67m；平均品位為TFe25.44%，mFe19.49%，品位變化系數TFe為42.16%，mFe為49.27%，有用組分分布較均勻，該礦體資源量占礦床資源量的27.88%。

Ⅷ礦體：礦體長約460m，寬約590m，厚度為6.14m；平均品位為TFe33.05%，mFe21.74%，品位變化系數TFe為30.16%，mFe為46.38%，有用組分分布較均勻。鐵礦石資源量占礦床總資源量的20.41%。

2.2 礦石特征

2.2.1 礦石的礦物成分

（1）礦石的礦物成分。

礦石中金屬礦物主要為磁鐵礦，少量黃鐵礦，極少許黃銅礦；非金屬礦物主要有角閃石、輝石、石英，少量石榴子石、磷灰石（表1）。

（2）主要礦物特征及賦存狀態。

磁鐵礦：灰色略帶淡棕色，他形粒狀為主，少許呈半自形粒狀，粒徑最大約1.00mm左右，不等粒，多分布于角閃石或輝石間隙中，少許呈包裹體分布于角閃石、石英內部，不均勻，長軸方向與巖石構造方向略近一致。含量15%～30%。

表1 礦石礦物成分一覽表

黃鐵礦：黃白色，糙面明顯，均質性。他形粒狀為主，粒徑最大約0.9mm左右，不等粒，常與磁鐵礦共伴生，不均勻，局部集合體呈條紋狀定向分布。

黃銅礦：銅黃色，具極弱非均性。他形粒狀為主，粒徑最大約0.3mm左右，常與黃鐵礦共伴生，局部見到。含量甚少。

石英：他形粒狀變晶，大小不等，略具壓扁拉長現象，在巖石中具定向性排列，長軸方向與巖石構造方向略近一致。晶粒間常常呈縫合線接觸，不均勻，集合體與角閃石或輝石集合體基本上相間分布。無色透明，波狀消光。內部見有角閃石或輝石等包裹體。含量40%～55%。

角閃石：柱狀、纖狀變晶，晶粒間局部緊密接觸，局部略顯雜亂-半定向排列，長軸方向與巖石構造方向略近一致。不均勻，集合體基本上呈層狀。綠色-黃綠色，顏色深淺不一，多色性明顯，斷面上可見近于菱形相交的兩組解理。含量20%～40%。

普通輝石：柱狀、粒狀變晶，大小不等，晶粒間局部緊密接觸，略顯-雜亂-半定向排列，長軸方向與巖石構造方向略近一致。不均勻，集合體基本上呈層狀。淺褐色，正高突起，斷面上可見近于正交的兩組解理，局部被角閃石交代。含量25%～30%。

表2 各化學成分含量一覽表

石榴子石：細粒狀，呈包裹體分布于角閃石內部，局部見到。

磷灰石：短柱狀，極細小，呈包裹體分布于石英內部，局部見到。

2.2.2 礦石的化學成分

根據基本分析和組合分析測試結果（表2），礦石中主要有用組分為Fe，礦床平均品位TFe29.49%，mFe20.81%。伴生有益組分Cu、Mn、TiO2等含量較低；其它化學成分為SiO2，其次為CaO、MgO、Al2O3、S、P、As等含量較少。

2.2.3 礦石的結構構造

（1）礦石結構

礦石結構以柱粒狀變晶結構為主，磁鐵礦呈半自形～他形粒狀，粒徑一般0.03mm～0.30mm，部分＜0.01mm，個別可達0.50mm，不等粒，晶粒間常常接觸，局部呈數粒～十幾粒聚集，長軸方向與巖石構造方向略近一致；不均勻，集合體略呈條帶-浸染狀構造；石英呈不規則粒狀變晶結構，大小不等，少許分布于角閃石晶粒間，粒度一般0.03mm～0.30mm，個別達0.90mm；角閃石呈他形柱狀變晶，大小不等，晶粒間局部接觸，集合體大致呈層狀，柱長一般0.10mm～0.60mm，個別達0.90mm。石英集合體與角閃石集合體基本上相間分布。

（2）礦石構造

主要為條紋-條帶狀構造。礦石中的磁鐵礦、角閃石、黑云母組成暗色的條帶與石英組成的淺色條帶相間排列構成條紋—條帶狀構造。不同部位條帶寬度各有差異，暗色條帶寬度一般在1 mm～5mm間。

2.3 礦石類型

礦石中主要鐵礦物為磁鐵礦，主要脈石礦物為石英和角閃石。礦石的自然類型按主要鐵礦物劃分屬磁鐵礦石；按主要脈石礦物劃分屬石英型和閃石型。本礦床為低品位的貧鐵礦石，其工業類型屬需選弱磁性鐵礦石。根據鐵精礦粉按主要造渣組分的比值劃分，礦石堿性礦物（CaO+MgO）與酸性礦物（SiO2+Al2O3）的比值在0.06～0.15之間，平均為0.09，均小于0.5，屬酸性礦石。

羊山鐵礦在成因上屬于沉積變質型“鞍山式”鐵礦床，是新太古代巨厚層含泥、鐵質細砂巖夾硅鐵質巖和基性火山物質的含鐵砂質建造伴隨基性火山熔巖噴發，其中的鐵質建造經海水搬運遷移，初步富集，形成層狀、似層狀含鐵變質巖組合，之后在區域變質的中溫中壓條件下，原巖物質發生重結晶作用，形成磁鐵礦、角閃石、石英等礦物成份，構成了沉積變質型“鞍山式”鐵礦床。

2.4 礦體圍巖和夾石

2.4.1 礦體圍巖

礦體頂、底板圍巖以黑云變粒巖為主，少量斜長角閃巖、花崗巖。巖石較堅硬—堅硬，力學強度較高，巖石飽和抗壓強度（fr）一般為92.73Mpa～133.69MPa，飽和抗拉強度（fr）一般為9.05Mpa～11.96Mpa，巖石抗壓強度大，屬堅硬完整的巖體。

2.4.2 夾石特征

Ⅱ、Ⅲ、Ⅷ號礦體內分布有1層或2層夾石，巖性以黑云變粒巖或斜長角閃巖為主，其產狀與礦體一致，對礦體的連續性和礦石質量影響不大。

3 礦床成因

新太古代，魯西地區沉積了巨厚的砂質、鈣泥質、泥砂質及基性火山巖建造，局部火山噴發的硅鐵質，經海水搬運分異沉淀，鐵質得到了初步富集。在后期的區域變質中溫中壓條件下，原巖物質發生重結晶作用，鐵質進一步富集，形成以磁鐵礦、角閃石、石英等為主要礦物成份的沉積變質型鐵礦床。

礦床賦存于泰山巖群山草峪組變質巖中，沉積變質型鐵礦床，屬變質硅鐵建造鐵礦。與相鄰地區的蒼嶧鐵礦、韓旺鐵礦以及同屬本成礦帶的彭集、大牛、李官集、張家毛坦及張寶莊鐵礦等均為同一類型。

4 結論

綜上所述，羊山鐵礦的特征總結如下：原巖為一套含泥、鐵質細砂巖夾硅鐵-鐵質巖及夾有基性火山物質的含鐵砂質建造，原巖共經歷了三期變質作用：第一期以進變質低角閃巖相；第二期退變質高綠片巖相；第三期退變質低綠片巖相。

因此，第一期變質作用屬于中偏高溫變質作用之角閃巖相，第二、第三期變質作用屬于區域低溫動力變質作用。羊山鐵礦主要礦石礦物為磁鐵礦，脈石礦物為石英和角閃石，屬于低品位的貧鐵礦石，成因上屬于沉積變質型“鞍山式”鐵礦床。

羊山鐵礦賦存于山草峪組，具層控特性。礦體多呈層狀、似層狀產出。其產狀大體與圍巖片麻理產狀一致，礦體沿走向多呈帶狀展布，具有尖滅再現現象。