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(xué)明

（山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第五地質(zhì)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(jīng)濟規(guī)模和從業(yè)人數(shù)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(zhì)型）鐵礦成礦帶，成礦帶內(nèi)已發(fā)現(xiàn)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(dǎo)意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)大地構(gòu)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(nèi)大面積出露古生代寒武—奧陶紀(jì)地層及第四紀(jì)地層；構(gòu)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(zhì)簡圖

2 研究區(qū)地質(zhì)特征

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

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

研究區(qū)內(nèi)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(nèi)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(nèi)的主礦體，礦體賦存標(biāo)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(zhì)量

（1）礦石物質(zhì)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(jié)構(gòu)構(gòu)造。礦石的主要結(jié)構(gòu)類型有半自形—他形粒狀變晶結(jié)構(gòu)、半自形—自形粒狀變晶結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造主要為條紋—條帶狀構(gòu)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(shù)2cm以上。

4 礦床成因探討

（1）控礦地質(zhì)條件。研究區(qū)內(nèi)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(zhì)型鐵礦，山草峪組是魯西地區(qū)沉積變質(zhì)型鐵礦重要的賦礦層位，具有專屬性；區(qū)內(nèi)僅發(fā)育F1斷裂構(gòu)造，斷層離鐵礦體較遠，對礦體無影響。

（2）成礦物質(zhì)來源。條帶狀鐵建造（Banded Iron-Formation，簡稱BIF），是形成于前寒武紀(jì)的海相化學(xué)沉積巖，BIF鐵礦床是國內(nèi)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(guān)）和蘇比利爾湖型（與沉積作用有關(guān)）。魯西地區(qū)沉積變質(zhì)型鐵礦屬于阿爾戈馬型[1]，前寒武紀(jì)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(zhì)層、硅質(zhì)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(jì)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(shù)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(jì)地殼地質(zhì)構(gòu)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(zhì)層、硅質(zhì)層。后經(jīng)成巖作用、及區(qū)域變質(zhì)作用等地質(zhì)事件，礦物發(fā)生重結(jié)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(gòu)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(zhì)細砂巖含鐵砂質(zhì)建造，伴隨有基性火山熔巖噴發(fā)，鐵質(zhì)礦物經(jīng)海水搬運遷移，得到了初步富集。鐵礦在形成過程中經(jīng)歷了三期變質(zhì)作用。在區(qū)域變質(zhì)溫壓條件作用下，使鐵質(zhì)進一步活化富集，形成泰山巖群山草峪組層狀含鐵變質(zhì)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(jù)區(qū)域成礦規(guī)律該組地層是尋找沉積變質(zhì)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(chǎn)出。其產(chǎn)狀大體與圍巖片麻理產(chǎn)狀一致，礦體沿走向多呈帶狀展布，其尖滅再現(xiàn)分支復(fù)合現(xiàn)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(biāo)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(shù)個鐵礦。研究區(qū)內(nèi)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(nèi)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(jié)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(nèi)主要發(fā)育露寒武—奧陶紀(jì)九龍群和第四紀(jì)地層，泰山巖群隱伏于寒武紀(jì)地層之下，泰山巖群山草峪組為區(qū)內(nèi)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(zhì)型鐵礦。

（2）礦體多呈多呈層狀、似層狀產(chǎn)出，沿已有磁鐵礦體走向追索是尋找“鞍山式”鐵礦的重要標(biāo)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(biāo)志。