山東省淄博市金嶺礦區(qū)侯家莊礦床地質(zhì)特征及控礦因素分析

劉東義

（山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局八〇一水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊，山東 濟(jì)南 250014）

1 區(qū)域地質(zhì)概況

金嶺礦區(qū)所屬大地構(gòu)造位置屬泰山-沂山斷隆之鄒平-周村凹陷區(qū)[1]。區(qū)域構(gòu)造形態(tài)為一短軸背斜—金嶺短軸背斜，其軸向45°，核部被金嶺閃長巖雜巖體所占據(jù)[2]，環(huán)繞巖體周邊分布有奧陶紀(jì)馬家溝群、石炭-二疊紀(jì)月門溝群、二疊紀(jì)石盒子群地層（見圖1），第四系以角度不整合覆蓋于上述地層之上。金嶺短軸背斜與金嶺巖體的形態(tài)產(chǎn)狀、分布相輔相成，背斜為巖體的侵入提供了空間條件，而巖體的侵入又促進(jìn)了背斜的最后形成，二者為磁鐵礦床的形成創(chuàng)造了重要條件。

圖1 金嶺礦區(qū)地質(zhì)略圖

金嶺巖體屬燕山中晚期侵入巖，北東方向展布且向北東傾伏。四周與奧陶紀(jì)地層呈侵入接觸關(guān)系，其中：巖體西南半環(huán)呈整合侵入接觸，東北半環(huán)巖體侵入穿插關(guān)系則比較復(fù)雜。巖體的巖性比較復(fù)雜，是一個中偏基性—中性—中偏堿性、堿性脈巖及后期有堿性交代、鈉質(zhì)交代的雜巖體，與成礦相關(guān)的是中性閃長巖，是礦床的成礦母巖[2]。區(qū)內(nèi)斷層分為北北東向和近東西向兩組，北北東向斷層均為成礦后斷層；近東西向斷層為成礦前構(gòu)造，對礦床無破壞作用。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦床地質(zhì)

礦床地表均為第四系，其下隱伏地層有奧陶紀(jì)馬家溝群、石炭-二疊紀(jì)月門溝群。馬家溝群為一套碳酸鹽巖建造，主要巖性為厚層泥晶灰?guī)r、云斑灰?guī)r、中厚層白云巖、薄層泥質(zhì)灰?guī)r、角礫狀白云巖等；自下而上劃分為東黃山組、北庵莊組、土峪組、五陽山組、閣莊組、八陡組六個巖組地層。月門溝群主要巖性為粉砂巖、泥巖砂巖、灰?guī)r、鋁土巖、煤層等；分為本溪組、太原組、山西組。

區(qū)內(nèi)構(gòu)造為單斜構(gòu)造，巖層走向60°，傾向西北，傾角30°～40°，靠近巖體部位受巖體侵入拱托作用，產(chǎn)狀有一定的起伏，局部巖層傾角50°以上。

礦床主要巖石類型為閃長巖、正長閃長巖、二長巖。閃長巖：分布在深部及遠(yuǎn)離接觸帶部位。呈灰色～灰白色，全晶質(zhì)中細(xì)粒結(jié)構(gòu)，含斜長石50%～60%，正長石少量，角閃石30%～50%，石英＜5%，少量黑云母；副礦物：磁鐵礦、磷灰石、鋯石、榍石，含量不足5%。正長閃長巖、二長巖：分布在接觸帶附近，與成礦關(guān)系密切，主要是閃長巖侵入冷凝過程中自變質(zhì)作用和晚期堿質(zhì)交代的疊加作用所形成。巖性特征：灰色、淡紅色，中粒結(jié)構(gòu)～似斑狀結(jié)構(gòu)，主要礦物為斜長石，鈉長石化，并被鉀長石交代，斜長石呈不規(guī)則殘留狀；少量輝石，多已透輝石化，淡綠色，多呈單獨的他形晶體；其次為角閃石，淡綠色，透閃石化。當(dāng)暗色礦物基本消失，幾乎全部由鈉長石組成或者由鈉長石、鉀長石兩種礦物組成時，則演變?yōu)殁c長石巖或二長巖。

2.2 礦體特征

①礦體空間分布范圍及規(guī)模。侯家莊礦床查明礦體2個，編號為Ⅰ、Ⅱ，其中Ⅰ礦體是主礦體。礦體賦存于閃長巖與奧陶系馬家溝群石灰?guī)r的接觸帶上。礦體走向長度1780m；傾斜延深140m～650m，平均373m；礦體真厚度1.25m～10.86m，平均真厚度5.53m，厚度變化系數(shù)67%，屬中等變化；礦體埋深155m～800m，賦存標(biāo)高-128m～-775m。屬中型礦床。

②礦體形態(tài)、產(chǎn)狀及變化規(guī)律。礦體總體上呈扁豆?fàn)?，局部為不可采地段，致使礦體平面形態(tài)呈分枝狀；礦體在剖面上呈膨脹收縮的蓮藕狀（見圖2）。礦體走向55°～62°，傾向北西，傾角6°～50°，產(chǎn)狀隨接觸帶變化而變化，局部起伏較大。礦體總體上呈中部產(chǎn)狀平緩，東西兩側(cè)及深部產(chǎn)狀較陡的態(tài)勢。

圖2 地質(zhì)剖面圖

縱觀礦床深部接觸帶特征，沿傾斜方向，接觸帶在中部呈一明顯的臺階狀，這一形態(tài)特征橫貫東西，沿走向普遍存在。從成礦規(guī)律分析，接觸帶由陡變緩的部位找礦，易于形成厚大礦體[3]，一是該地段鉀鈉化和矽卡巖化較弱，不利于形成較厚的礦體；二是局部可能賦存較厚的礦體，但鉆孔打在了礦體的邊緣，井中磁測顯示，附近有較強(qiáng)的磁性集中反映，推測有較厚的礦體，此處也是臺階狀接觸帶的下緣部位，有利于成礦，與成礦規(guī)律相吻合。總之，接觸帶由陡變緩的部位對成礦更為有利，易于形成厚大礦體。

③礦石質(zhì)量。礦石中主要金屬礦物為磁鐵礦，其次含少量的黃鐵礦及黃銅礦，脈石礦物主要為透輝石、金云母、綠泥石、碳酸鹽礦物，其次為長石、石英及普通輝石。致密塊狀礦石主要由磁鐵礦及少量脈石礦物組成，鐵品位較高；條帶狀、斑雜狀和侵染狀礦石含脈石礦物較多，鐵品位較低。全區(qū)TFe平均品位45.68%，平均磁性鐵占有率96%，屬磁性鐵礦石。

3 礦床控礦因素分析

（1）圍巖的控礦因素。侯家莊礦床中，與侵入巖體接觸的圍巖主要是馬家溝群碳酸鹽巖層。上部圍巖主要為五陽山組，下部則為北庵莊組、土峪組。其中五陽山組、北庵莊組以厚層純灰?guī)r為主，夾數(shù)層泥質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)白云質(zhì)灰?guī)r及白云巖，而土峪組以泥質(zhì)灰?guī)r為主。其控礦作用主要表現(xiàn)在三方面：①碳酸鹽巖為鈣鎂質(zhì)的，一方面巖石性脆易碎，滲透性強(qiáng)，為礦液活動提供了良好的通道和空間；二是鈣鎂含量高，化學(xué)性質(zhì)活潑，有利于礦液的滲透和交代。②碳酸鹽巖在高溫下容易分解，其中的CaO參與了矽卡巖礦物的形成，并導(dǎo)致鐵質(zhì)從礦液中分離聚集；而CO2則起到了氧化劑的作用，使Fe2+形成氧化物即磁鐵礦而沉淀。③碳酸鹽巖的純度及厚度與礦體的厚度、礦石質(zhì)量密切相關(guān)。在相同的構(gòu)造條件下容易形成較厚礦體，礦石的TFe品位亦比較高；而土峪組以泥質(zhì)灰?guī)r為主，含Si、Al成分較高，Ca、Mg含量相對較低，不利于交代成礦，即便成礦，礦石質(zhì)量也較差。

（2）構(gòu)造控礦因素。金嶺短軸背斜是區(qū)域控礦構(gòu)造，為金嶺閃長巖雜巖體的侵入提供了空間條件，而金嶺巖體的侵入又進(jìn)一步促進(jìn)了背斜的最后形成，二者的形態(tài)、分布范圍相輔相成，為鐵礦床的形成創(chuàng)造了重要條件。而直接的控礦構(gòu)造則是接觸帶，礦體賦存于閃長巖體與圍巖的接觸帶上，接觸帶的形態(tài)、產(chǎn)狀直接制約著礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀以及厚度變化，在接觸帶由陡變緩的凹陷部位更有利于成礦，礦體厚度也比較大。

（3）巖漿巖控礦因素。該區(qū)巖漿巖屬中性～中偏堿性巖體。巖體在成礦過程中的重要作用，就是提供了大量的鐵質(zhì)來源。鐵質(zhì)來源有二：一是殘余巖漿期后熱液本身含有一定的鐵分；而更主要的鐵質(zhì)則來源于已凝固的中性～中偏堿性侵入巖雜巖體。

在巖漿演化的后期，發(fā)生強(qiáng)烈的堿質(zhì)交代作用，其顯著特征表現(xiàn)為巖石的退色現(xiàn)象，由灰色、深灰色演變?yōu)榛野咨?、灰紅色，暗色礦物減少以至消失；在化學(xué)成分上表現(xiàn)為K2O、Na2O含量增高，而鐵質(zhì)顯著降低。經(jīng)過堿質(zhì)交代作用，近接觸帶巖體中的鐵質(zhì)被析出，進(jìn)入含礦熱液，與石灰?guī)r接觸交代形成磁鐵礦體。礦床由淺至深，堿質(zhì)交代強(qiáng)度逐漸減弱，范圍亦逐漸變窄。致使深部礦體厚度明顯減小，規(guī)模遠(yuǎn)不如淺部，再向深部以至無礦。

4 結(jié)語

礦體賦存于閃長巖與奧陶系馬家溝群石灰?guī)r的接觸帶上，總體呈扁豆?fàn)?，致密塊狀礦石品位較高。中性閃長巖是成礦母巖；馬家溝群地層中的灰?guī)r為圍巖，以厚層純灰?guī)r為主的層位有利于交代成礦；接觸帶是直接的控礦構(gòu)造，巖體內(nèi)凹陷的部位有利于成礦，接觸帶形態(tài)、產(chǎn)狀愈復(fù)雜，對成礦愈有利。礦化與圍巖蝕變密切相關(guān)，尤其是矽卡巖化及鉀鈉化與礦體在空間上緊密共生。厚度大、蝕變強(qiáng)烈的蝕變帶，往往是成礦的有利地段。