山東新泰單家莊-葦池硫鐵礦地質特征及找礦方向

王帥

摘? 要：單家莊-葦池地區(qū)出露地層主要為新太古代泰山巖群雁翎關組以片巖、斜長角閃巖為主的變質巖系，該區(qū)為一單斜構造，地層普遍發(fā)育小褶曲和揉皺，僅局部有小規(guī)模斷層發(fā)育，區(qū)內巖漿巖主要為新太古代新甫山序列、嶧山序列、傲徠山序列的酸性巖體及偉晶巖脈。區(qū)內共發(fā)現4個礦體，均賦存在雁翎關組地層中，受雁翎關組北西向層間裂隙帶控制。本礦床為中低溫熱液充填交代型硫鐵礦礦床。

關鍵詞：硫鐵礦;地質特征;找礦標志;單家莊

中圖分類號：P618.31? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）05-0076-02

硫鐵礦是我國目前煉制硫酸和硫磺的主要礦物原料[1]。硫酸、硫磺廣泛用于化學、冶金、國防等工業(yè)部門。隨著經濟的快速發(fā)展，對硫資源的需求日益增長。

硫鐵礦在山東分布地域較廣，魯東和魯西地區(qū)均有出露，以魯東為主，魯西地區(qū)分布較少[2]。魯西地區(qū)的硫鐵礦主要分布在魯中隆起中部的新太古代早期含磁黃鐵礦、黃鐵礦基性火山-沉積建造中，如新泰石河莊硫鐵礦[3]、萊蕪鵬山硫鐵礦、平邑東近臺硫鐵礦等，其礦床類型主要為中低溫熱液充填交代型硫鐵礦礦床。本區(qū)成礦地質條件類似，本文旨在通過工作中對該區(qū)取得資料的綜合研究，探討成礦規(guī)律及找礦標志，以指導找礦工作。

1 地質背景

該區(qū)大地構造位置位于華北板塊、魯西隆起區(qū)、魯中隆起、新甫山-萊蕪斷隆、新甫山凸起。區(qū)域上地層分為兩大部分，一為新太古界泰山巖群構成的基底巖層，由雁翎關組、山草峪組組成;另一部分為古生界、新生界組成的蓋層，主要為寒武系和第四系。雁翎關組是區(qū)域上硫鐵礦化帶順層發(fā)育的層位，尤其中上部局部硫鐵礦富集形成工業(yè)礦體。區(qū)域基底構造以緊密線形褶皺構造為主，表現形式為一系列的向斜和背斜，其走向為北西向，另外廣泛發(fā)育節(jié)理、裂隙和小揉皺;蓋層以局部發(fā)育高角度斷層和斷陷盆地為主。區(qū)域上巖漿巖主要為新太古代新甫山序列、嶧山序列、傲徠山序列的酸性巖體。區(qū)域上的礦產主要包括硫鐵礦、石英巖、長石及蛇紋巖礦，局部有鐵、金、鎳和重晶石等的低品位礦化。

2 地質特征

2.1 地層

區(qū)內出露地層主要為新太古代泰山巖群雁翎關組，局部少量發(fā)育寒武系和第四系。

新太古代雁翎關組廣泛分布于礦區(qū)，為一套以片巖、斜長角閃巖為主的變質巖系。呈單斜產出，總體走向北西-南東，傾向南西，傾角76°～87°。分為三段：下段以黑綠色細粒斜長角閃巖、綠泥（透閃）陽起片巖角閃變粒巖夾黑云變粒（片）巖為主，局部含有蛇紋巖，厚度大于85m;中段巖性以黑灰色中細粒斜長角閃巖、黃綠色透閃陽起片巖為主，夾有角閃片巖、綠泥（陽起）透閃片巖、黑云變粒巖等，厚約380m;上段主要巖性為斜長角閃巖、綠泥陽起片巖，夾角閃片巖、黑云變粒巖，厚度大于281m。該組中上部硫鐵礦礦體呈似層狀斷續(xù)分布，嚴格受層位控制。

寒武系只發(fā)育于礦區(qū)最北部，為一套白云質灰?guī)r、砂質、粉砂質、鈣質頁巖為主的沉積巖。

第四系主要在溝谷中發(fā)育，主要為含礫砂土、沖積砂、砂礫等。

2.2 構造

該區(qū)為新甫山背斜南翼的組成部分，區(qū)內雁翎關組地層表現為一單斜（褶皺）構造，地層東老西新，總體走向310°～340°，傾向南西，傾角一般75°以上，局部地段倒轉向北東傾。在此基礎上區(qū)內普遍發(fā)育小褶曲和揉皺，僅局部有小規(guī)模斷層發(fā)育。

褶曲和揉皺：礦區(qū)內片巖中存在較為普遍，局部集中發(fā)育，具有疊加現象。其軸向多呈北西-南東向，與區(qū)域構造線方向一致。軸面產狀大部分較陡，反映了區(qū)域上垂直軸面方向的多次應力變形，而且這種變形多發(fā)生在區(qū)域變質過程中的塑性-半塑性狀態(tài)下，因此本區(qū)具有明顯位移的斷層不十分發(fā)育。

斷裂：區(qū)內斷層不發(fā)育，只是局部存在，總體表現為具有明顯位移的斷層少見和不具明顯位移的節(jié)理、裂隙等廣泛發(fā)育。見斷裂2條，其一呈北西-南東向略向西凸的壓扭性斷層，延伸百余米，傾向南西，傾角42°;其二沿花崗巖巖體與雁翎關組接觸帶發(fā)育，斷層面產狀較陡，并且向西延伸進入雁翎關組，規(guī)模較小。

2.3 巖漿巖

區(qū)內出露巖漿巖主要為新太古代新甫山序列、嶧山序列、傲徠山序列的酸性巖體，在區(qū)內呈北西向展布。新甫山序列主要發(fā)育片麻狀中細粒（含黑云）奧長花崗巖，嶧山序列主要發(fā)育片麻狀花崗閃長巖，傲徠山序列主要發(fā)育二長花崗巖。

礦區(qū)巖脈主要為偉晶巖脈，在雁翎關組變質地層中廣泛出露，多沿北西向裂隙貫入，一般長幾米到百余米，厚1～5米，形狀不規(guī)則，多呈支脈狀、透鏡狀、彎曲脈狀，傾向北東，傾角70°～80°，少數30°左右。

2.4 礦化蝕變帶特征

礦區(qū)內硫鐵礦化帶發(fā)育于單家莊-葦池之間的雁翎關組地層上部，走向310°～328°，長4600米左右，傾向南西，傾角近直立，延深大于180m，其發(fā)育嚴格受層位控制。地表明顯存在氧化帶，氧化帶主要由褐鐵礦及少量長石構成，呈黑褐色，紅褐色，隱晶膠狀結構，蜂窩狀-塊狀構造。據已有工程控制，氧化帶深度8～16米，受地形影響較大，地勢相對陡的地段較淺，地勢平坦處較深。

3 礦床地質特征

3.1 礦體特征

區(qū)內共發(fā)現4個礦體，編號為Ⅰ～Ⅳ，分述如下：

Ⅰ號礦體：發(fā)育于礦區(qū)北部單家莊村東，礦體走向322°，延長約400米，傾向232°左右，傾角80°～86°，延深約180米。礦體呈似層狀-薄透鏡狀，向邊部具有分枝現象。礦體深部沿走向逐漸縮短，最北部1線地表以下未見礦。礦體厚度一般0.78～2.89米，平均為2.58米，最厚4.00米;礦體品位一般含硫（S%）8.50%～20.00%，平均為14.98%，最低8.29%，最高23.35%，沿走向厚度變化系數23.44%～76.09%，自中部向邊部逐漸變薄;品位變化系數為0.00%～49.34%，自中部向邊部逐漸變低。沿傾向厚度有逐漸變薄之勢，變化系數為20.12%～82.07%;品位沿傾向逐漸變低，變化系數為0.71%～52.87%。

Ⅱ號礦體：分布于雌山以東，走向310°～330°，延長近400米，傾向南西220°～240°，傾角86°左右，延深大于100米左右。礦體呈似層狀-薄透鏡狀，厚度一般1.50～2.00米，平均1.75米，最大2.00米，最小1.50米，沿走向變化系數為0.00～17.50%，有向深部變厚的趨勢，品位一般含硫（S%）16.56%～26.26%，最低16.56%，最高26.26%，變化系數1.38%～36.94%。

Ⅲ號礦體：位于雁翎關村西北部，礦體走向總體為322°，延長350米左右，傾向232°，傾角78°～86°，延深大于100米。礦體厚度有自地表向下變厚的趨勢，一般1.00～3.00米，最厚3.00米，最薄1.00米，走向變化系數為0.00%～33.33%。礦體品位自中部向兩側變低，一般含硫（S%）13.78%～18.60%，最高21.30%，最低13.78%，品位變化系數為2.18%～35.31%。

Ⅳ號礦體，為隱伏礦體，見于單家莊一帶鉆孔中，與Ⅰ號礦體平行排列，產狀232°∠87°，傾向延深100米左右，厚度2.18米，品位含硫（S%）8.42%。

3.2 礦石特征

礦石礦物主要為磁黃鐵礦和黃鐵礦，有少量的黃銅礦、閃鋅礦、磁鐵礦;脈石礦物以普通角閃石、透灰石、斜長石為主，含有少量的碳酸鹽類、綠泥石、石榴子石、石英等。

礦石的結構以細?；◢徸兙ЫY構、鱗片花崗變晶結構為主，局部可見變余花崗變晶結構，硫化物礦物呈半自形-它形粒狀，粒徑一般0.1～1.0mm。礦石構造以浸染狀、細脈狀為主，蜂窩狀和塊狀次之。

礦石含硫品位（S%）8.00%～28.96%，平均16.01%，一般是礦體中部比邊部品位高，淺部較深部品位高，塊狀和蜂窩狀礦石品位較高。其它伴生有益組分為Fe、Cu、Ni、Co等，但含量均不能達到綜合回收的要求。有害組分主要是As、Pb、Zn、C，但含量均遠遠低于工業(yè)利用允許的最大含量。

礦石自然類型分塊狀磁黃鐵礦、蜂窩狀黃鐵礦、細脈狀黃鐵礦和浸染狀磁黃鐵礦4種，工業(yè)類型屬低硫型硫鐵礦。

3.3 圍巖蝕變

礦體頂、底板圍巖主要為斜長角閃巖，局部為綠泥陽起片巖、綠泥透閃片巖。圍巖蝕變主要為褐鐵礦化、硅化、碳酸鹽化，地表可見褐鐵礦鐵帽。

4 礦床成因及找礦標志

4.1 礦床成因

本區(qū)礦體均賦存在雁翎關組地層中，受雁翎關組北西向層間裂隙帶控制，結合相鄰礦區(qū)資料分析，該區(qū)成礦應為巖漿熱液沿雁翎關組層間裂隙充填，并與含鐵較高的雁翎關組變質巖系交代成礦。根據本區(qū)控礦地質條件，結合礦化特征、礦物組合及圍巖蝕變特點，認為本礦床為中低溫熱液充填交代型硫鐵礦礦床。

4.2 找礦標志

依據該區(qū)控礦因素、礦化類型，結合區(qū)域和礦區(qū)地質特征，總結找礦標志為：（1）雁翎關組為本區(qū)硫鐵礦賦礦地層，其層間裂隙為區(qū)內容礦構造;（2）褐鐵礦化、硅化、碳酸鹽化等蝕變?yōu)楸緟^(qū)重要找礦標志;（3）地表礦脈氧化帶所形成的鐵帽是重要的找礦標志。

參考文獻：

[1]趙明，陳春琳，高鵬，孫小紅.我國硫資源供需狀況及需求預測[J].化工礦產地質，2014，36（03）：173-181.

[2]朱杰，宮述林.山東硫鐵礦礦床[M]∥孔慶友，等.山東礦床.濟南：山東科學技術出版社，2002：580-593.

[3]朱祥坤，李志紅，唐索寒，李延河.早前寒武紀硫鐵礦礦床Fe同位素特征及其地質意義——以山東石河莊和河北大川為例[J].巖石礦物學雜志，2008（05）：429-434.