山東淄博小高家地區(qū)地質(zhì)特征及鐵礦找礦方向

李玉華

摘? 要：小高家地區(qū)位于金嶺鐵礦區(qū)北部，出露地層主要為月門溝群、石盒子群、白青山群等，區(qū)內(nèi)斷裂和褶皺構(gòu)造發(fā)育，斷裂以北北東向斷層為主，褶皺主要為金嶺短軸背斜，區(qū)內(nèi)金嶺巖體大面積出露，為一中基性多階段形成的雜巖體，在其與灰?guī)r接觸帶上賦存鐵礦體，區(qū)內(nèi)圈定1個(gè)鐵礦體，其成因類型為與中-基性侵入巖有關(guān)的接觸交代型鐵礦床。

關(guān)鍵詞：鐵礦;地質(zhì)特征;找礦標(biāo)志;小高家

中圖分類號(hào)：P618.31? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2019）06-0061-02

鐵是鋼鐵工業(yè)的基本原料，廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門和人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€(gè)方面。我國(guó)鐵資源儲(chǔ)量居世界第4位，然而鐵礦石品位普遍較低，且較多鐵礦開采難度高，難以滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要，鐵資源長(zhǎng)期依賴進(jìn)口。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷高速發(fā)展，其需求量不斷增加，加強(qiáng)鐵礦勘查開發(fā)十分迫切。山東鐵礦分布廣泛，在全省多數(shù)地市均有分布，但多數(shù)礦床主要集中在魯西地區(qū)的泰安、萊蕪、臨沂、淄博等地[1]。其中與中-基性侵入巖有關(guān)的接觸交代型鐵礦床，是山東省一種主要的富鐵礦類型，主要分布在萊蕪、濟(jì)南、金嶺三個(gè)地區(qū)，對(duì)其勘查和研究的程度較高[2][3]，主要形成于中生代燕山晚期閃長(zhǎng)巖類巖石與奧陶紀(jì)馬家溝群厚層灰?guī)r的接觸帶上，該區(qū)即位于金嶺鐵地區(qū)。本文旨在通過對(duì)工作中取得資料的綜合研究，探討成礦規(guī)律及找礦標(biāo)志，以指導(dǎo)找礦工作。

1 地質(zhì)背景

該區(qū)大地構(gòu)造位置位于華北板塊、魯西隆起區(qū)、魯中隆起、魯山-鄒平斷裂、鄒平-周村凹陷。區(qū)域出露地層主要有新太古代泰山巖群、古生代九龍群、馬家溝群、月門溝群、石盒子群、白堊紀(jì)青山群、第四系等。區(qū)域基底構(gòu)造以緊密線型構(gòu)造為主，褶皺發(fā)育，北西向展布，斷裂也較發(fā)育，但常被覆蓋而構(gòu)造形跡不明顯;蓋層構(gòu)造以斷裂為主，褶皺次之，主要發(fā)育有北東-北北東向、南北向、北西向三組斷裂。區(qū)域巖漿巖發(fā)育，主要為中生代燕山晚期沂南序列閃長(zhǎng)巖類巖體。區(qū)域鐵礦資源豐富，其他尚有煤、硬質(zhì)粘土、鋁土礦、石灰石等。

2 地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)地層呈環(huán)帶狀分布，主要出露石炭-二疊紀(jì)月門溝群、二疊紀(jì)石盒子群、白堊紀(jì)青山群、第四系等，分述如下：（1）月門溝群：發(fā)育本溪組、太原組、山西組。本溪組：下部為紫紅色、黃綠色及灰色鐵質(zhì)粘土巖、鋁土頁(yè)巖，夾“G”層鋁土礦;中部為薄層砂巖與粘土頁(yè)巖互層，夾薄層灰?guī)r;上部為徐家莊灰?guī)r，是小高家鐵礦體的控礦圍巖之一。太原組：下部以灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖為主;中部以淺灰色中粒長(zhǎng)石石英砂巖及灰色砂質(zhì)頁(yè)巖為主，夾薄層灰?guī)r及煤層;上部以灰色泥質(zhì)粉砂巖及深灰色沙質(zhì)泥巖為主，夾薄層灰?guī)r及煤層。山西組：是一套以灰綠色-深灰色為主的陸相砂頁(yè)巖，自上而下由粗變細(xì)，沉積韻律明顯。（2）石盒子群：區(qū)內(nèi)發(fā)育萬山莊組、奎山組、孝婦河組，為一套陸相雜色砂頁(yè)巖。（3）青山群：為一套中性火山碎屑巖、熔巖，多被第四系覆蓋。（4）第四系在區(qū)內(nèi)分布廣泛，主要為洪積、沖積、坡積層，以亞砂土、亞粘土為主，夾有砂礫石層。

2.2 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)斷裂和褶皺構(gòu)造發(fā)育，分述如下：（1）斷裂。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造以北北東向斷層為主，其中規(guī)模較大的玉皇山斷層位于礦區(qū)中部，沿北北東方向延伸20km，穿過金嶺巖體。斷層面西傾，傾角75°，局部直立甚至東傾。垂直落差較小，一般50m左右，而水平斷距300～400m，屬壓扭性斷層。（2）褶皺。金嶺短軸背斜：位于礦區(qū)中部，軸向45°，背斜核部為金嶺巖體所占據(jù)，兩翼依次為石炭系及二疊系砂頁(yè)巖。接觸帶附近巖層產(chǎn)狀較陡，傾角一般30°～50°，向外側(cè)逐漸變緩，傾角一般20°～30°。金嶺短軸背斜與金嶺巖體的形態(tài)產(chǎn)狀、分布范圍一致，背斜為巖體侵入創(chuàng)造了空間條件，而巖漿侵入又促進(jìn)了背斜的最后形成，兩者是鐵礦床形成的重要成礦條件。小高家鐵礦即位于金嶺短軸背斜的北東傾沒端。湖田向斜：與金嶺短軸背斜是一對(duì)同生褶曲，軸向互相平行，背斜的東南翼即為向斜的西北翼，核部為二疊系地層，翼部為石炭系，兩翼傾角一般20°～30°，東翼較緩。

2.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)出露的侵入巖體主要是金嶺巖體，位于礦區(qū)中部，平面形態(tài)為橢圓形，北東方向展布，長(zhǎng)17km，中心最大寬度7km，面積約70km2。據(jù)鉆孔及物探推算巖體中心最大厚度約2000m，向邊緣逐漸變薄，呈不規(guī)則的巖蓋產(chǎn)出。其形成時(shí)代為燕山晚期，巖體內(nèi)有從基底帶上來的斜長(zhǎng)片麻巖、角閃片麻巖、花崗片麻巖的捕虜體，且Cr、Ni、Co等元素含量較高，可以認(rèn)為巖漿源來自上地幔。

巖體的巖性比較復(fù)雜，是一個(gè)中偏基性-中性-中偏堿性的雜巖體，為多個(gè)階段侵入的產(chǎn)物。雜巖體可分四個(gè)階段形成：第一個(gè)階段輝長(zhǎng)巖，第二個(gè)階段黑云母閃長(zhǎng)巖與角閃閃長(zhǎng)巖，第三階段閃長(zhǎng)巖類，包括邊緣相的閃長(zhǎng)玢巖及蝕變閃長(zhǎng)巖，第四階段脈巖類，包括石英正長(zhǎng)巖、偉晶巖、煌斑巖、輝綠巖等，多呈脈狀產(chǎn)出，穿插于圍巖、巖體及礦體之中。

2.4 接觸交代變質(zhì)作用

由于巖漿侵入，沿接觸帶發(fā)生了強(qiáng)烈的接觸交代熱變質(zhì)作用，形成了一個(gè)寬大的蝕變帶。按照空間關(guān)系及蝕變作用特點(diǎn)，蝕變可分為三帶。

（1）內(nèi)蝕變帶。其范圍限于巖體邊部至接觸帶附近，蝕變作用由接觸帶向巖體內(nèi)部逐漸減弱，無明顯的界限。該帶寬度不一，一般幾十米至幾百米。主要特征是鉀、鈉化強(qiáng)烈，致使原巖改變顏色，是成礦中重要交代過程，也是鐵質(zhì)來源的主要途徑。（2）接觸變質(zhì)蝕變帶。此帶是巖體與圍巖的接觸帶，蝕變十分強(qiáng)烈，形成大量的矽卡巖礦物，并形成磁鐵礦體，二者是同一交代過程中的不同產(chǎn)物。矽卡巖礦物主要有透輝石、綠簾石、石榴子石、透閃石、納長(zhǎng)石、陽(yáng)起石、金云母等。該蝕變帶一般在構(gòu)造有利的地段比較發(fā)育，范圍廣而厚度大。在接觸帶彎曲而與假整合面復(fù)合的部位，蝕變帶厚度一般為200～300m，礦體厚度也明顯變大。（3）外蝕變帶。在接觸蝕變帶的外側(cè)，寬200～300m，其特征是圍巖巖石發(fā)生熱變質(zhì)或自變質(zhì)作用，礦物重結(jié)晶而形成變質(zhì)巖，如碳酸鹽巖變?yōu)榇罄韼r或結(jié)晶灰?guī)r，頁(yè)巖則變?yōu)榻菐r或角頁(yè)巖，砂巖變?yōu)槭r或變余砂巖。另外，圍巖蝕變還有碳酸鹽化、硅化及絹云母化、黃鐵礦化等，蝕變程度均較輕，與礦體無明顯空間關(guān)系及成因關(guān)系。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

區(qū)內(nèi)圈定1個(gè)鐵礦體，編號(hào)為Ⅰ號(hào)。礦體控制長(zhǎng)度391m，寬度340m，平均鉛垂厚度23.04m。礦體賦存在侵入體與圍巖的接觸帶上，形態(tài)產(chǎn)狀隨著接觸帶的變化而變化，礦體總體走向344°，傾向北東，傾角5°～15°。礦體總體呈透鏡狀，南部礦體較大，往北礦體形態(tài)逐漸變小，整體空間形態(tài)向北西方向側(cè)伏，側(cè)伏角15°～20°，總體上礦體屬緩傾斜近水狀態(tài)的礦體。礦體埋藏深度較大，頂板埋深在440.01～500.50m之間，頂、底板標(biāo)高穩(wěn)定。

3.2 礦石特征

礦石礦物主要為磁鐵礦，其次有少量的黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦，極少量的硫鎳鈷礦、赤鐵礦、假象赤鐵礦等。脈石礦物主要有透輝石、方解石、蛇紋石，其次有橄欖石、透閃石、石榴子石、石英、長(zhǎng)石、金云母、綠簾石及少量的陽(yáng)起石、方柱石、黑云母、螢石、榍石、符山石等。

礦石結(jié)構(gòu)主要為自形-半自形晶粒狀結(jié)構(gòu)，磁鐵礦粒度0.08～6.80mm，其中0.03～1.50mm的粒級(jí)占90%，還見有少數(shù)板狀結(jié)構(gòu)，常見有壓碎結(jié)構(gòu)、環(huán)帶結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)及包含結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造以塊狀為主，浸染狀次之。塊狀礦石品位較高，全鐵一般在50%左右;浸染狀構(gòu)造礦石，含較多的矽卡巖礦物，礦石品位較低，主要分布在礦體邊緣。

礦石中有益組分主要為鐵，品位13.74～59.89%，平均品位51.36%。其他有益組分均達(dá)不到伴生要求，有害組分主要為磷，含量較低，不影響礦石質(zhì)量。

礦石類型單一，為磁鐵礦石，磁性鐵占為94.4%。原生礦石硫含量較低，屬低硫磁鐵礦。

3.3 圍巖蝕變

礦體的頂板圍巖主要是矽卡巖，少數(shù)是角巖，底板圍巖主要大理巖，少數(shù)是矽卡巖。矽卡巖以透輝石矽卡巖為主，也見透閃石矽卡巖、綠泥石矽卡巖及石榴子石矽卡巖，與礦體的界線比較明顯，肉眼可以區(qū)分。大理巖為灰?guī)r熱變質(zhì)重結(jié)晶的結(jié)果，具強(qiáng)烈的矽卡巖化及不同程度的礦化。

4 礦床成因及找礦標(biāo)志

4.1 礦床成因

綜合區(qū)內(nèi)的地質(zhì)成礦條件，小高家鐵礦與王旺莊礦床[4]類似，礦體賦存于閃長(zhǎng)巖類巖體與碳酸鹽巖接觸帶，接觸交代、熱液蝕變十分普遍強(qiáng)烈，結(jié)合礦化特征、礦物組合及圍巖蝕變特點(diǎn)，認(rèn)為本礦床為與中-基性侵入巖有關(guān)的接觸交代型鐵礦床。

4.2 找礦標(biāo)志

依據(jù)該區(qū)控礦因素、礦化類型，結(jié)合區(qū)域和礦區(qū)地質(zhì)特征，總結(jié)找礦標(biāo)志為：（1）巖漿巖：從區(qū)域找礦的角度講，燕山晚期閃長(zhǎng)巖類巖體是該類礦床的成礦母巖。從局部找礦方面考慮，應(yīng)特別注意巖體產(chǎn)狀的變化部位，如接觸帶的轉(zhuǎn)折處、巖體分枝部位以及巖體形態(tài)復(fù)雜化的地段，往往是找礦的有望部位。（2）圍巖：碳酸鹽巖是成礦的有利圍巖，特別是中厚層純灰?guī)r，是主要賦礦圍巖。（3）接觸帶：燕山晚期閃長(zhǎng)巖類巖體與灰?guī)r的接觸帶，是找礦的直接標(biāo)志。特別接觸帶與其他構(gòu)造復(fù)合的部位，有可能找到較大的工業(yè)礦體。（4）蝕變：礦化與蝕變是密切相關(guān)的。矽卡巖帶及鉀鈉化帶都是找礦的直接標(biāo)志。厚度大、蝕變強(qiáng)烈的蝕變帶，往往是成礦的有利地段。（5）物探磁異常：此類礦床具有很強(qiáng)的磁性，能引起較高的磁異常，加強(qiáng)對(duì)磁異常的分析研究，正確的判斷區(qū)別磁鐵礦異常與巖體異常，是尋找隱伏盲礦體的有效方法。

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