山東省埠后鐵礦地質(zhì)特征及找礦前景

趙憲東，藍(lán)信杰，盧文姬，馮娜，孫圣凱，侯秀鳳，余恩源

（1.中國冶金地質(zhì)總局山東正元地質(zhì)勘查院，山東 濟(jì)南 250101；2.山東黃金集團(tuán)蓬萊礦業(yè)有限公司，山東 煙臺 265600）

山東省埠后鐵礦位于萊州市虎頭崖鎮(zhèn)，1960年發(fā)現(xiàn)，經(jīng)數(shù)年勘查工作，取得了較好找礦成果。該小型鐵礦床賦存于粉子山群小宋組地層中，礦山開采多年，淺部礦體已經(jīng)采空，近幾年對礦床-600m以下的鐵礦體進(jìn)行控制，目的是探尋礦體沿傾斜方向的延深情況。通過詳查工作，在-600m～-734m標(biāo)高Ⅰ1號礦體仍有延伸，且未封閉。在分析以往地質(zhì)資料及礦山生產(chǎn)探礦的基礎(chǔ)上，總結(jié)該礦床的地質(zhì)特征及成礦規(guī)律，為區(qū)域內(nèi)礦山地質(zhì)探礦及找礦工作提供參考。

1 成礦地質(zhì)背景

埠后鐵礦大地構(gòu)造位置位于華北陸塊(Ⅰ級)、魯東隆起(Ⅱ級)、膠北隆起區(qū)(Ⅲ級)、明村-但山凸起(Ⅴ級)的東北部，區(qū)域內(nèi)的地層由老到新依次為：古元古代粉子山群小宋組、祝家夼組、張格莊組和巨屯組，其中小宋組地層沿北東50°～79°展布，南東傾，傾角73°～88°，區(qū)域上類似的鐵礦床均產(chǎn)于古元古代粉子山群地層中，受小宋組二段底部的含鐵巖系控制，如埠后礦區(qū)西南的大浞河、小浞河、洼子等均屬同類型礦床。構(gòu)造以北東東向褶皺（粉子山群倒轉(zhuǎn)向斜），北東向和北西向斷裂構(gòu)造為主，前者有后橋斷裂（顯壓扭性特征）和路旺斷裂，后者有龍王埠斷裂、馮家斷裂、留駕村-海鄭斷裂，為成礦后斷裂，切割地層、巖體及北東向構(gòu)造。

侵入巖在東部分布廣泛，有新太古代棲霞序列回龍夼單元、新莊單元、棗園單元、牟家單元和中生代燕山早期玲瓏序列云山單元。

礦區(qū)地表大都被第四系所覆蓋，局部有小宋組、張格莊組一段、二段露頭，構(gòu)造以斷裂為主，規(guī)模較大的有3條，均為右行平移斷裂。礦區(qū)內(nèi)巖漿巖不發(fā)育，只有少量脈巖出露，在鉆孔及坑道中見有閃長玢巖、煌斑巖、正長閃長巖等，脈巖對礦體無明顯破壞作用。

2 鐵礦床地質(zhì)特征

2.1 鐵礦體地質(zhì)

礦區(qū)范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)了Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅲ1、Ⅳ1四個鐵礦體，其產(chǎn)出嚴(yán)格受層間斷裂破碎帶控制，形態(tài)為層狀，局部為透鏡狀，其中Ⅰ1號為主礦體，是西鐵埠礦區(qū)勘探時查明礦體的東延，區(qū)域內(nèi)沿走向長1800m，本區(qū)長330m，賦存標(biāo)高+15m～-734m，走向49°～73°，局部近東西，傾向南東，局部北西，傾角77°～90°，走向和傾向上均呈舒緩波狀，礦體厚度在0.86m～10.87m之間，平均4.75m，厚度變化系數(shù)65%，厚度變化中等；TFe品位9.65%～60.14%，平均40.53%，品位變化系數(shù)26%，mFe品位1.68%～51.59%，平均品位29.44%，品位變化系數(shù)36%，有用組分分布均勻，礦體向南東側(cè)伏，向深部變厚、邊部品位有降低的趨勢，沿走向和傾向未封閉，圖1為主礦體的聯(lián)合剖面圖，主礦體賦存標(biāo)高+15m～-734m，沿走向和深部未尖滅。

-600m標(biāo)高以下，Ⅰ1號礦體厚度1.65m～4.02m，平均2.82m，厚度變化系數(shù)45%，厚度變化中等；TFe品位15.92%～49.05%，平均30.89%，品位變化系數(shù)29%，mTe品位1.68%～37.42%，平均19.74%，品位變化系數(shù)50%，有用組分分布較均勻。礦體在51線-620m以下有尖滅現(xiàn)象，走向上北東方向（47線東）未封閉，在55線向深部礦化有減弱趨勢。該部分資源量占深部探獲總量的89%。

2.2 礦石質(zhì)量

金屬礦物主要有磁鐵礦，其次有少量的黃鐵礦、磁黃鐵礦和微量的黃銅礦等，非金屬礦物有蛇紋石、透閃石、斜長石、石英、黑云母、滑石、方解石和少量的綠泥石等。

礦石結(jié)構(gòu)主要有中細(xì)粒粒狀結(jié)構(gòu)，鏡下可分為半自形粒狀結(jié)構(gòu)，他形粒狀結(jié)構(gòu)，其次有交代殘余結(jié)構(gòu)、交代港灣結(jié)構(gòu)、文象連晶結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)等；礦石構(gòu)造有網(wǎng)脈狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、團(tuán)塊狀構(gòu)造等，以前兩種構(gòu)造為主。

礦石主要有用組分為TFe，mFe、TFe平均品位分別為32.26%、42.71%，二者之比為75.5%，礦石化學(xué)成分主要為Fe2O3、FeO，其次為SiO2、MgO以及少量的Al2O3、P2O5等，其它元素含量均低于伴生組分綜合回收利用指標(biāo)。根據(jù)礦石化學(xué)分析結(jié)果，礦石類型有2個為酸性，3個為自熔性，各有1個為半自熔性、酸性，總的屬自熔性，表明礦石中鈣鎂硅酸鹽礦物含量增加，鋁硅酸鹽礦物含量相對減少。

礦石自然類型按主要鐵礦物分類為磁性鐵礦石，按主要脈石礦物的種類劃分為閃石型，按結(jié)構(gòu)、構(gòu)造劃分主要為浸染狀、塊狀、網(wǎng)脈狀磁鐵礦石；礦石工業(yè)類型屬需選含硫磁性鐵礦石，適宜磁選。

2.3 礦體圍巖及蝕變

圍巖頂板、底板淺部為斜長片麻巖或白云質(zhì)大理巖，底板中深部為長石石英巖。礦體與圍巖界限較清楚，局部呈漸變過渡關(guān)系[1]。

圖1 主礦體的聯(lián)合剖面圖

本區(qū)接觸交代作用不強(qiáng)烈，但礦床圍巖蝕變比較明顯，主要有蛇紋石化、透閃石化及少量的滑石化、碳酸鹽化、黃鐵礦化等。蛇紋石化是區(qū)內(nèi)主要蝕變類型，構(gòu)成巖性為蛇紋石化大理巖，形成礦體頂、底板的直接圍巖，且頂板厚度遠(yuǎn)大于底板厚度。

2.4 磁異常特征

區(qū)內(nèi)磁異常曲線為略呈弧形展布的梯形帶，以△T1000nT等值線圈定長度為700m，中心△T最高強(qiáng)度為1500nT，以△T1500nT等值線圈定中心△T最高強(qiáng)度為2700nT，異常等值線分布密集，推斷表明△T值越高，異常體埋藏越淺。

3 礦床成因、成礦規(guī)律及找礦標(biāo)志

3.1 礦床成因

礦區(qū)位于沂沭斷裂帶東側(cè)，位于萊州～平度鐵礦成礦帶內(nèi)，主要受古元古代粉子山群小宋組含鐵巖系控制。古元古代粉子山群小宋組是區(qū)內(nèi)主要成礦圍巖，亦是礦源層。其原巖為一套含鐵的基性火山碎屑巖和陸源砂質(zhì)、粉砂質(zhì)沉積建造，其鐵質(zhì)組份與海底基性～中酸性火山噴溢活動關(guān)系密切，幔源物質(zhì)中的鐵質(zhì)以火山噴發(fā)噴溢形式帶入水體中，經(jīng)分解形成硅鐵膠體而沉積，經(jīng)過程度不同的區(qū)域變質(zhì)作用的疊加改造和巖漿活動作用所產(chǎn)生的氣水熱液活化圍巖中的鐵，使之形成含礦氣水熱液，這些含礦氣水熱液由于物理、化學(xué)條件變化，在適當(dāng)?shù)刭|(zhì)構(gòu)造環(huán)境中遷移、富集、沉淀成礦[2]。經(jīng)其后的區(qū)域變質(zhì)作用而重結(jié)晶形成變質(zhì)鐵礦，基性火山碎屑巖變質(zhì)成蛇紋石化大理巖，構(gòu)成磁鐵礦體的頂、底板；經(jīng)過構(gòu)造運(yùn)動后在小宋組巖層中賦存。

3.2 成礦規(guī)律

①礦體一般在中生代燕山早期玲瓏序列云山單元的含黑云二長花崗巖巖體內(nèi)或其附近的古元古代粉子山群底部的小宋組的層間斷裂破碎帶內(nèi)富集，礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀明顯受其控制向南側(cè)伏。②最有利的成礦部位是遠(yuǎn)離巖體外接觸帶的小宋組中部含磁鐵礦巖性段層間破碎帶內(nèi)，尤其是在構(gòu)造轉(zhuǎn)折端處，此部位形成厚大礦體，且品位較高。③小宋組層間破碎帶以外巖層中磁鐵礦含量少，礦體較薄，品位低。④磁鐵礦常以細(xì)粒浸染狀或他形粒狀集合體分布于斜長石、角閃石、石英、方解石等脈石礦物中，礦化較均勻，除Ⅱ1、Ⅱ2號礦體在斜長角閃巖中mFe品位低外，其余礦體品位較高，而當(dāng)?shù)V體中有變粒巖出現(xiàn)時，則礦化弱或無礦化。⑤沿傾斜方向，主礦體的上盤有平行小礦體產(chǎn)出，但規(guī)模較小。

3.3 找礦標(biāo)志

①平度—萊州一帶的鐵礦床星羅棋布，其礦源層為古元古代粉子山群小宋組底部的含鐵巖系，層間斷裂破碎帶為控礦和容礦構(gòu)造，是本區(qū)鐵礦礦床定位的重要標(biāo)志。②礦床礦石中的主要有用礦物為磁鐵礦，具有較強(qiáng)的磁異常，磁異常與規(guī)模及埋深有關(guān)，埋藏淺時磁異常曲線往往為梯形帶，磁異常強(qiáng)度中心△T在1000nT～1500nT之間或1500nT以上，具較強(qiáng)的磁性反應(yīng)，磁異常是重要的找礦標(biāo)志。③埠后鐵礦床賦存于粉子山群小宋組層間破碎帶中，附近中生代燕山早期玲瓏序列云山單元的二長花崗巖巖體分布，中生代巖漿噴發(fā)活動及小宋組中下部巖石組合提供了間接找尋相似鐵礦床的信息。④小宋組內(nèi)出現(xiàn)較強(qiáng)的蛇紋石化大理巖或碳酸鹽化碎裂巖時，大多處于礦體上盤位置，應(yīng)是直接尋找鐵礦標(biāo)志。

4 結(jié)束語

埠后鐵礦床的形成是多種因素共同作用的結(jié)果，古元古代粉子山群小宋組作為礦源層，經(jīng)過漫長的區(qū)域變質(zhì)和巖漿活動的共同作用，促使鐵元素在有利部位沉淀富集，后經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用在小宋組內(nèi)逐漸形成沉積變質(zhì)磁鐵礦床。

主礦體深部未封閉，深部沿北東向即地層展布方向同時按照南東側(cè)伏的規(guī)律繼續(xù)加大生產(chǎn)勘查力度，擴(kuò)大資源遠(yuǎn)景，為礦山可持續(xù)發(fā)展提供資源儲備；同時依據(jù)該礦床的磁異常特征、成礦地質(zhì)條件和礦體成礦規(guī)律，在平度—萊州一帶燕山早期玲瓏序列巖體與古元古代小宋組地層的接觸帶重點(diǎn)是小宋組地層中，找尋相似類型的鐵礦床，具有良好的前景。