山東省東平縣舊縣地區(qū)鐵礦成因及找礦遠景探討

魏 斌，于本秀，張學明

（山東省地質礦產勘查開發(fā)局第五地質大隊，山東 泰安 271000）

我國鐵礦資源豐富，資源總量居世界第三位，查明的鐵礦資源儲量居世界第五位。鐵礦是山東省的傳統(tǒng)優(yōu)勢礦種，鐵礦的經濟規(guī)模和從業(yè)人數位列全省礦業(yè)前三位，鐵礦查明資源/儲量也較豐富。山東省東平—汶上鐵礦成礦帶是魯西地區(qū)重要的鞍山式（沉積變質型）鐵礦成礦帶，成礦帶內已發(fā)現彭集、大牛、李官集等大中型鐵礦床，探明鐵礦石資源量超過12億t。研究區(qū)位于東平—汶上成礦帶的北部，分析舊縣鐵礦床特征及礦床成因，對在類似地區(qū)尋找同類型鐵礦具有極高的指導意義。

1 區(qū)域地質背景

研究區(qū)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）、泰山—濟南斷隆、泰山凸起西南部。區(qū)內大面積出露古生代寒武—奧陶紀地層及第四紀地層；構造主要為大吉城—舊縣斷裂；巖漿巖僅發(fā)育中生代沂南序列銅漢莊單元。

圖1 區(qū)域地質簡圖

2 研究區(qū)地質特征

研究區(qū)內地層主要出露寒武—奧陶紀九龍群，山間低洼地帶發(fā)育第四紀地層，泰山巖群隱伏于寒武紀地層之下，山草峪組為區(qū)內主要的賦礦層位；NNE向F1斷裂從區(qū)內穿過，斷裂東側出露1閃長玢巖巖株。

3 礦床地質特征

3.1 礦體特征

研究區(qū)內共圈定了2個鐵礦體，分別編號為I礦體、Ⅱ礦體，其中Ⅱ礦體為區(qū)內主礦體（圖2）。Ⅱ號礦體賦存于泰山巖群山草峪組中下部，為研究區(qū)內的主礦體，礦體賦存標高-356m～-993m，礦體埋深512m～1144m。礦體呈層狀，走向NW，傾向NE，傾角87°左右。沿傾向控制延深約640m，沿走向延伸約433m。礦體真厚度1.44m～7.86m，平均真厚度4.43m。礦體mFe品位15.12%～36.30%，平均20.22%；TFe品位17.43%～39.43%，平均23.60%。

圖2 舊縣地區(qū)第3勘探線剖面圖

3.2 礦石質量

（1）礦石物質成分。礦石的主要巖性為磁鐵石英巖和角閃磁鐵石英巖。磁鐵石英巖主要礦物成分為石英、黑云母、角閃石、磁鐵礦、斜長石等，粒徑一般在1.00mm～1.50mm之間；角閃磁鐵石英巖主要礦物成分為角閃石、石英、磁鐵礦及極少許磷灰石，粒徑1.00mm左右。

（2）礦石結構構造。礦石的主要結構類型有半自形—他形粒狀變晶結構、半自形—自形粒狀變晶結構。礦石構造主要為條紋—條帶狀構造，由磁鐵礦與角閃石和石英等礦物呈集合體組成條紋或條帶相間，條帶寬度一般為0.1cm～1cm，少數2cm以上。

4 礦床成因探討

（1）控礦地質條件。研究區(qū)內鐵礦主要為地層控礦，鐵礦賦存于新太古代泰山巖群山草峪組中下部，為沉積變質型鐵礦，山草峪組是魯西地區(qū)沉積變質型鐵礦重要的賦礦層位，具有專屬性；區(qū)內僅發(fā)育F1斷裂構造，斷層離鐵礦體較遠，對礦體無影響。

（2）成礦物質來源。條帶狀鐵建造（Banded Iron-Formation，簡稱BIF），是形成于前寒武紀的海相化學沉積巖，BIF鐵礦床是國內外最重要的鐵礦床類型，目前國際上廣泛采用將BIF型鐵礦分為：阿爾戈馬（與海相火山有關）和蘇比利爾湖型（與沉積作用有關）。魯西地區(qū)沉積變質型鐵礦屬于阿爾戈馬型[1]，前寒武紀早期含鐵石英巖的形成與火山活動有著密切聯(lián)系，火山活動是Fe和Si的主要來源?；鹕交顒哟偈筍i和Fe隨著地殼深部及上地幔的熱液噴出，由于沉積時間的不同，形成明暗相間、深淺不一的鐵質層、硅質層。鐵礦體形成于地殼早期階段，都賦存在火山噴發(fā)旋回間歇期發(fā)育的沉積巖中。

（3）礦床成因。在整個前寒武紀長達3000Ma漫長地史時期中都有條帶狀鐵礦的形成，這其中成礦活動最活躍的則是2400Ma～1800Ma。在北美2600Ma～1800Ma是條帶狀鐵礦的主要成礦時期。前蘇聯(lián)、澳大利亞、巴西、南非等地的條帶狀鐵礦區(qū)也都是在2600Ma～1800Ma時期成礦的。全球2600Ma以前，或在1800Ma以后形成的條帶狀鐵礦，其發(fā)育規(guī)模和數量則少的多。這種非常具特點的時間性分布，表明條帶狀鐵礦的形成與前寒武紀地殼地質構造活動有著極為密切的聯(lián)系?；鹕交顒哟偈构韬丸F隨著地殼深部及上地幔的熱液噴出，由于沉積時間的不同，形成明暗相間、深淺不一的鐵質層、硅質層。后經成巖作用、及區(qū)域變質作用等地質事件，礦物發(fā)生重結晶及片理化作用，形成磁鐵礦、石英等主要成巖礦物，而且定向排列，形成明顯的條紋、條帶狀構造含礦巖石，即磁鐵石英巖型鐵礦床。

5 礦床成礦基本規(guī)律和遠景評價

（1）礦床成礦基本規(guī)律。在新太古代魯西地區(qū)沉積了一套巨厚層含泥、鐵質細砂巖含鐵砂質建造，伴隨有基性火山熔巖噴發(fā)，鐵質礦物經海水搬運遷移，得到了初步富集。鐵礦在形成過程中經歷了三期變質作用。在區(qū)域變質溫壓條件作用下，使鐵質進一步活化富集，形成泰山巖群山草峪組層狀含鐵變質巖組合，局部形成層狀磁鐵礦體。研究區(qū)下覆泰山巖群山草峪組地層，根據區(qū)域成礦規(guī)律該組地層是尋找沉積變質型“鞍山式”鐵礦的有利層位。該層位在山東已找到多處磁鐵礦床，研究區(qū)南部的東平—汶上成礦帶上的彭集、梁林、大牛、石河王和北部的洪范池等鐵礦均賦存于該層位。礦床具層控特性。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，其尖滅再現分支復合現象明顯。泰山巖群分布區(qū)的磁性異常也是尋找該類型礦床的重要標志。

（2）遠景評價。該成礦帶已探明鐵礦資源量已超過12億t，大中型鐵礦有彭集鐵礦、梁林鐵礦、大牛鐵礦、水河鐵礦、化肥廠鐵礦、馮家莊鐵礦、洪范池鐵礦等數個鐵礦。研究區(qū)內隱伏有大規(guī)模山草峪組地層，主要巖石類型為黑云母變粒巖、黑云斜長片麻巖、斜長角閃巖及角閃石英巖等。該組地層是區(qū)域上的重要賦礦層位，彭集—水河鐵礦成礦帶已探明的鐵礦均賦存于該地層中、下部。從1：10000高精度磁測圖和航磁異常圖分析，研究區(qū)內磁異常峰值800nT，強度和規(guī)模均較大。綜合分析認為，通過進一步工作，有望擴大礦體規(guī)模。

6 結語

（1）東平舊縣地區(qū)鐵礦位于東平—汶上成礦帶的北部，區(qū)內主要發(fā)育露寒武—奧陶紀九龍群和第四紀地層，泰山巖群隱伏于寒武紀地層之下，泰山巖群山草峪組為區(qū)內主要的賦礦層位。鐵礦賦存于新太古代泰山巖群山草峪組中下部，為沉積變質型鐵礦。

（2）礦體多呈多呈層狀、似層狀產出，沿已有磁鐵礦體走向追索是尋找“鞍山式”鐵礦的重要標志，泰山巖群分布區(qū)的磁性異常也是尋找該類型礦床的重要標志。