山東省沂源縣韓旺礦區(qū)鐵礦礦床特征與礦床成因淺析

江 睿

（山東省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 濟(jì)南 250000）

1 礦區(qū)地質(zhì)背景

韓旺鐵礦區(qū)位于華北陸塊（Ⅰ）魯西隆起（Ⅱ）魯中隆起區(qū)（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(cè)，屬于韓旺斷裂帶范疇。地層屬華北地層區(qū)（Ⅰ）魯西地層分區(qū)（Ⅱ）魯西地層區(qū)（Ⅲ）。礦區(qū)地層主要為泰山巖群變質(zhì)巖系、寒武系頁巖、灰?guī)r層及第四系沖洪積層。構(gòu)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(guān)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(zhì)巖及變質(zhì)作用

（1）變質(zhì)巖。礦區(qū)變質(zhì)巖不發(fā)育，以變質(zhì)地層為主，變質(zhì)侵入巖較少。變質(zhì)巖石類型以區(qū)域變質(zhì)巖為主。區(qū)域變質(zhì)巖主要有角閃巖相、綠片巖相，變質(zhì)作用時(shí)代自新太古代—古、中元古代。變質(zhì)地層和變質(zhì)侵入巖體構(gòu)成了古老結(jié)晶基底，其中的變質(zhì)地層均屬雁翎關(guān)組，呈不規(guī)則帶狀展布，具條帶狀構(gòu)造。條帶與長軸方向一致，且與區(qū)域構(gòu)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(zhì)作用。該區(qū)發(fā)育有動(dòng)力變質(zhì)作用、接觸交代變質(zhì)作用及區(qū)域變質(zhì)作用三種變質(zhì)作用。其中接觸交代變質(zhì)作用及動(dòng)力變質(zhì)作用在礦區(qū)內(nèi)不發(fā)育，不作敘述，重點(diǎn)介紹區(qū)域變質(zhì)作用。

根據(jù)區(qū)內(nèi)變質(zhì)侵入巖和雁翎關(guān)組變質(zhì)地層中的變質(zhì)礦物及變質(zhì)共生礦物組合特征，礦區(qū)區(qū)域變質(zhì)作用主要分三個(gè)變質(zhì)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(zhì)溫壓為T=600℃，P=0.5GPa，形成時(shí)間在2700Ma左右。該期是泰山巖群變質(zhì)巖系的主要形成時(shí)期，與早期構(gòu)造變形有十分密切的關(guān)系，是同構(gòu)造的，變質(zhì)類型屬于區(qū)域熱動(dòng)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(zhì)溫壓為T=470℃～510℃，P=0.4GPa～0.5GPa，時(shí)間在2600Ma～2400Ma之間。礦區(qū)內(nèi)較大范圍均發(fā)生本期次變質(zhì)作用，發(fā)育在新太古代—古元古代早期的深成巖當(dāng)中，并且在雁翎關(guān)組變質(zhì)作用之上疊加，導(dǎo)致雁翎關(guān)組發(fā)生退變。古元古代的綠片巖相變質(zhì)溫壓為T=420℃～440℃，P=0.4GPa，該期作用導(dǎo)致古元古代傲徠山期深成侵入巖普遍發(fā)生變質(zhì)，且影響了前兩期次的變質(zhì)作用，在礦區(qū)內(nèi)發(fā)育最廣泛。

3 礦床地質(zhì)特征

韓旺鐵礦含礦巖系為泰山巖群雁翎關(guān)組頂部含鐵片巖，層位穩(wěn)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(gè)大礦帶組成，礦帶包括十多層分枝復(fù)合、尖滅再現(xiàn)的復(fù)雜多變的礦層。

礦床結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，除了特定的成礦地質(zhì)條件外，另一個(gè)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(shù)層偉晶花崗巖貫入礦帶，再加上晚期脈巖的穿切，礦體的結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜。正是由于上述原因造成各剖面之間礦層無法相互對(duì)應(yīng)，即使是厚大礦層也難以對(duì)應(yīng)。礦體與頂?shù)装鍑鷰r的關(guān)系大多為整合接觸，界線清晰，易識(shí)別。較薄且夾層多的單層礦，以及礦體內(nèi)部復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，是礦床的顯著特點(diǎn)。

礦體呈多層帶狀，排列緊密。礦體與上下盤地層的產(chǎn)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(xiàn)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(biāo)高312m，控制標(biāo)高100m～-300m，厚度變化系數(shù)22.74%，礦體厚度具上厚下薄的特點(diǎn)，但在控制范圍內(nèi)礦體仍未尖滅，仍有向下延伸的趨勢(shì)。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(shù)11.24%，較為穩(wěn)定。單礦層較薄、夾層多，礦體內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，是本礦床突出特點(diǎn)，單礦層厚度一般2m～25m，此外，數(shù)十公分的礦層為數(shù)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(zhì)量

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

（2）礦石的礦物成分。根據(jù)以往資料和巖礦鑒定結(jié)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(xué)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(fā)現(xiàn)具綜合價(jià)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(shù)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(shù)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(wěn)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(wěn)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(guān)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(guān)組地層控制礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀及規(guī)模。

（2）礦床成因探討。雁翎關(guān)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(zhì)硅酸鹽類存在于含礦層與圍巖當(dāng)中，多為角閃片巖、含鐵角閃石英片巖所組成的綠色變質(zhì)巖系，巖性逐漸過渡，常呈層狀產(chǎn)出。礦層內(nèi)部明顯的條紋特征是火山巖多次間隙噴發(fā)和分異的證據(jù)，這是由于周期性沉積所產(chǎn)生的。礦化帶中的粒狀礦物定向排列，構(gòu)造具有明顯的條帶狀構(gòu)造，并見有塑性變形和混合巖化現(xiàn)象，都是長期區(qū)域變質(zhì)的產(chǎn)物。

礦化帶中發(fā)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(xiàn)象表明了中低溫?zé)嵋夯顒?dòng)的特征。

綜上，基性火山噴發(fā)物是礦石中主要物質(zhì)成分的來源，原始鐵礦層通過海水以化學(xué)沉積方式沉積分異而成，在外界物理化學(xué)條件改變的情況下，經(jīng)熱液及區(qū)域變質(zhì)作用，條帶狀鐵建造（BIF）受不同程度的變質(zhì)作用，在特定的地質(zhì)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(zhì)磁鐵礦床。

6 找礦標(biāo)志

（1）地貌標(biāo)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(qiáng)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(biāo)志。

（2）賦礦地層。鐵礦體大多賦存于雁翎關(guān)組地層頂部，礦體產(chǎn)狀、分布受雁翎關(guān)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(qiáng)磁異常。地表磁異常的形態(tài)及異常值強(qiáng)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(guān)系，故磁異常也是發(fā)現(xiàn)磁鐵礦床的重要依據(jù)。