徐興軍， 王 娥

(廣東省核工業(yè)地質(zhì)局二九三大隊，廣東 廣州 510800)

溝西—西官莊鐵礦區(qū)位于蒼山縣城西約20 km處，西距棗莊市約25 km，面積約為5.28 km2，行政區(qū)劃屬蒼山縣尚巖鎮(zhèn)、新興鎮(zhèn)(曾廣汀等，1998)。根據(jù)以往地質(zhì)工作初步確定其賦存有隱伏的鞍山式低品位鐵礦，經(jīng)過對行蒼山縣溝西－西官莊地區(qū)進(jìn)行的詳查評價工作，進(jìn)一步查明該區(qū)的成礦地質(zhì)條件，了解該區(qū)隱伏鐵礦體產(chǎn)出的形態(tài)、規(guī)模、產(chǎn)狀、厚度、分布及礦石品位等特征，對其中的7個礦體進(jìn)行資源儲量估算，共提交鐵礦石資源量約1.63億噸。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

蒼山縣溝西鐵礦區(qū)位于魯西隆起區(qū)南緣尼山—白彥斷塊凸起與陶棗斷陷盆地之間，區(qū)內(nèi)經(jīng)歷了漫長的地質(zhì)歷史，多期次的構(gòu)造運(yùn)動在區(qū)內(nèi)留下了在豐富的構(gòu)造形跡，在基底巖系中往往形成基底褶皺構(gòu)造，蓋層分布明顯受斷裂構(gòu)造的控制。

1.1 地層

礦區(qū)地層由老到新主要為新太古代泰山巖群山草峪組，新元古代土門群青白口紀(jì)黑山官組和二青山組、震旦紀(jì)佟家莊組，古生代寒武紀(jì)長清群李官組、朱砂洞組、饅頭組(安仰生等，2008)。新太古代泰山巖群山草峪組是(鞍山式)鐵礦的賦存層位，主要分布在礦區(qū)的中西部。第四系分布于山前平地及溝谷兩側(cè)。

1.2 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)構(gòu)造按其特征與形式可分為基底構(gòu)造和蓋層構(gòu)造兩種，兩者對鐵礦床形成均有不同程度的影響。

1.2.1 基底構(gòu)造

區(qū)內(nèi)泰山巖群變質(zhì)地層經(jīng)過強(qiáng)烈的變質(zhì)變形作用形成了一系列緊密的復(fù)式褶皺。其主要發(fā)育太白向斜，為一向西傾伏的不對稱緊密褶皺，走向285°～315°，軸面傾向北，傾角 80°，兩翼傾角北陡南緩，北翼傾角 65°～88°，南翼傾角 33°～75°。長度大于12 km，核部由黑云變粒巖組成，東部為蓋層所覆蓋。向斜樞紐自東向西平緩傾伏，傾伏角約3°～6°。向斜兩翼賦存有沉積變質(zhì)型鐵礦帶。溝西—西官莊鐵礦段位于太白向斜的東段，為全隱伏區(qū)。

1.2.2 蓋層構(gòu)造

區(qū)內(nèi)蓋層總體為一向北東緩傾的單斜構(gòu)造。斷裂構(gòu)造主要發(fā)育近東西向、北東向兩組，均為高角度正斷層。區(qū)內(nèi)發(fā)育 F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7七條北東向斷層和近東西向棗莊斷裂(F8)。其中影響礦段內(nèi)的斷層F5、F6、F7三條，斷層斜切礦體，對礦體的連續(xù)性具破壞作用。

圖1 溝西－西官莊地區(qū)地質(zhì)地形簡圖(據(jù)魯南地質(zhì)勘察院，2011)Fig.1 Ditch West-West Guanzhuang geological topographic diagram

表1 區(qū)域地層表Table1 The regional stratigraphy characteristics in Ditch West-West Guanzhuang

(1)棗莊斷裂(F8)。棗莊斷裂為區(qū)域性主干斷裂，礦區(qū)南部通過，主要經(jīng)過西官莊礦區(qū)。走向近東西，斷裂帶寬度一般30～50 m，最寬處達(dá)500 m，帶內(nèi)發(fā)育構(gòu)造角礫巖。斷裂傾向南，傾角60°～80°，為高角度正斷層，延伸長度約77 km。由于第四系覆蓋，區(qū)內(nèi)斷續(xù)出露，上盤地層為寒武紀(jì)，下盤地層為太古代泰山巖群、元古代土門群及寒武紀(jì)地層，控制著區(qū)域含礦巖系泰山巖群山草峪組的分布。經(jīng)鉆孔揭露證實(shí)，雖為礦后斷層，但因其南傾背離礦體，對區(qū)內(nèi)礦體未造成破壞，對區(qū)內(nèi)礦體的連續(xù)性和開采影響不大。

(2)北東向斷層。區(qū)內(nèi)發(fā)育有北東向斷層構(gòu)造七條，分布于礦區(qū)中北部，編號分別為F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7。斷層性質(zhì)相同，多為高角度正斷層，產(chǎn)狀相近，斷層多切穿了含礦地層及鐵礦帶，對礦體起不同程度的破壞作用。

F1、F2分布于詳查區(qū)西北部，其中F1斷層走向25°，延伸長度約1.4 km，F(xiàn)2 斷層走向 35°，延伸長度約2.5 km，兩斷層多為第四系覆蓋，局部出露，傾向北西，傾角65°，臨區(qū)鉆探揭露其水平斷距10～25 m，垂直斷距15～50 m，斷層向下延深較小，對礦體破壞不明顯。

F3、F4分布于詳查區(qū)西部，其中F3斷層走向35 ～60°，延伸長2.1 km，F(xiàn)4 斷層走向 35°，延伸長1.2 km，兩斷層出露地表，平行產(chǎn)出，傾向北西，傾角約60°。斷層錯斷南部礦體，水平斷距10～25 m，近斷裂處礦體走向略有改變，扭曲現(xiàn)象明顯，礦石較破碎，礦石質(zhì)量無明顯變化。

F5斷層位于詳查區(qū)中西部，溝西礦段內(nèi)ZK101孔內(nèi)發(fā)現(xiàn)構(gòu)造角礫巖，斷層走向45°～60°，傾向北西，傾角65°～80°，為高角度正斷層。斷層延伸長度約6.0 km，且區(qū)內(nèi)多被第四系覆蓋。其水平斷距20～80 m，垂直斷距10～60 m，斷層截穿礦體，破壞了礦體的連續(xù)性，對礦體有一定的破壞作用。

F6斷層位于溝西礦段中偏東部、西官莊礦段中部，延伸長度約 5.7 km，走向 35 ～50°，傾向北西，傾角49～80°，為正斷層。斷層破碎帶寬1～12 m，主要由兩盤地層碎裂巖組成，局部發(fā)育斷層泥及角礫巖，角礫成分主要為石英砂巖、頁巖、黑云變粒巖等，角礫多呈次棱角狀或次圓狀，少量呈透鏡狀，泥質(zhì)、鈣質(zhì)膠結(jié)，膠結(jié)程度較差。斷層兩盤地層垂直斷距較大，達(dá)110 m，水平斷距22～80 m，斷層切穿了礦區(qū)含礦地層及南北兩礦帶，對區(qū)內(nèi)蓋層和礦體具明顯錯動作用，破壞了礦體的連續(xù)性。

F7斷層位于詳查區(qū)中東部，總體走向45°～60°，傾向北西，傾角52～80°，為高角度正斷層。斷層多為第四系覆蓋，中部出露地表，延伸長度約4.5 km。斷層兩盤地層垂直斷距約10～80 m，水平斷距10～60 m，對區(qū)內(nèi)蓋層及礦帶具明顯錯動作用，破壞了礦體的連續(xù)性。

2 礦體特征

2.1 分布特征

本礦床位于蒼嶧鐵礦帶東段(亦太白向斜東段)，礦石平均品位 TFe 30.71%，mFe 18.99%，為低品位的貧鐵礦石，是典型的沉積變質(zhì)型(鞍山式)鐵礦。礦體賦存于泰山巖群山草峪組變質(zhì)地層中，巖性主要為黑云變粒巖，局部夾磁鐵石英角閃巖、磁鐵角閃石英巖、黑云角閃片巖等。

礦區(qū)共分兩個礦段，均全隱伏礦床，發(fā)育兩條主礦帶4個礦體，礦帶發(fā)育2個礦體，分別為北翼(N)兩帶N①、N②;南翼(S)兩帶 S①、S②兩個礦體。

南北兩翼礦體平行展布，形態(tài)相似，呈層狀、似層狀產(chǎn)出，工程控制長度均達(dá)2 000 m。其間以黑云變粒巖為主，少量黑云角閃片巖及含磁鐵黑云角閃片巖等。礦帶均沿走向或傾向呈舒緩波狀延展，具膨脹收縮的特征，自西向東呈變窄趨勢，但南翼礦體自西向東呈變窄趨勢。

其中北翼(N)礦帶為礦床主礦帶，其鐵礦石資源量占本礦段估算總資源量的75.08%，發(fā)育N①、N②2個礦體，礦帶內(nèi)2個礦體的平均厚度之和為19.63m。礦 帶 平 均 品 位 TFe31.51%，mFe 19.48%。N①和N②兩礦體間距一般4～30 m，礦帶走向285°～315°，傾向南，傾角 61°～87°局部近直立;礦帶沿走向或傾向呈舒緩波狀延展，產(chǎn)出穩(wěn)定，局部具膨脹狹縮現(xiàn)象。N①、N②礦體分布于9－10線之間，其中由N①34個見礦工程控制;N②號礦體由33個見礦工程控制。

南翼(S)礦帶工程控制長度2 000 m，其鐵礦石資源量占本次估算總資源量的7.9%，發(fā)育S①、S②兩個礦體，間距一般5～16 m，其間以黑云變粒巖為主，少量黑云角閃片巖及含磁鐵黑云角閃片巖等。兩礦體厚度具明顯的互補(bǔ)性，礦帶兩礦體平均厚度之和10.33 m。礦體走向285°～315°，傾向北，傾角 65°～87°，局部直立。礦帶平均品位 TFe 28.28%，mFe 17.14%。S ①、S②礦體分布于 9 －10線之間，其中S①由16個見礦工程控制;S②號礦體由17個見礦工程控制。

圖2 溝西礦段礦體工程布置圖(據(jù)魯南地質(zhì)勘察院，2011)Fig.2 Engineering layout of West ditch ore block

圖3 西官莊礦段礦體工程布置圖(據(jù)魯南地質(zhì)勘察院，2011)Fig.3 Eengineering layout of West Guanzhuang ore

西官莊礦段賦存于后大窯背斜南翼東段，為全隱伏鐵礦床，發(fā)育一條主礦帶①、②、③三個礦體。

各礦體近平行展布，礦體呈層狀、似層狀產(chǎn)出，產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀一致，產(chǎn)出較穩(wěn)定。礦體賦存標(biāo)高為－132～－392 m。礦段平均品位TFe 28.96%，mFe 18.06%。礦體巖性以黑云變粒巖為主，少量黑云角閃片巖及含磁鐵黑云角閃片巖等。礦段范圍內(nèi)沿走向控制長度1 800 m，控制斜深526 m，礦段內(nèi)兩礦體平均厚度之和為4.80 m。其中主礦體①、②礦體間距1.60～6.10 m，且兩礦體西端均被F4斷層錯斷，對礦體錯動較小，中部被F5斷層錯斷。其中①礦體由10條勘查線19個見礦鉆孔控制，賦存于－132～－652 m標(biāo)高間，工程控制間距200×116～281 m(走向 ×斜深)，工程控制長度1 800 m，工程控制最大斜深526 m。礦體厚度一般1.36 ～2.61 m，最大厚度 6.40 m，最小厚度 1.23 m，平均厚度2.16 m，厚度變化系數(shù)56.04%，厚度變化較穩(wěn)定。②號礦體由10條勘查線22個見礦鉆孔控制，賦存于－132～－662 m標(biāo)高間，工程控制間距200×114～282 m，工程控制長度1 800 m，工程控制最大斜深526 m。礦體厚度一般1.50～3.61 m，最大厚度 5.63 m，最小厚度 1.26 m，平均厚度2.64 m。厚度變化系數(shù)42.90%，厚度變化穩(wěn)定。

③號礦體位于①礦體南側(cè)約267 m，為單孔控制的透鏡狀小礦體，其形態(tài)結(jié)構(gòu)相對比較簡單。

2.2 礦石特征

根據(jù)巖礦鑒定和野外觀察，礦石中金屬礦物主要有磁鐵礦、磁黃鐵礦、假象赤鐵礦、黃鐵礦及褐鐵礦等;非金屬礦物主要有角閃石、石英、黑云母、鐵閃石、透閃石、方解石、輝石，及少量綠簾石、綠泥石、石榴子石、磷灰石、金紅石等(徐超等，2009)。

礦石在區(qū)域內(nèi)顯現(xiàn)多種結(jié)構(gòu)。有條帶狀結(jié)構(gòu)，磁鐵礦顆粒連晶成條紋條帶，與石英、角閃石平行相間排列，呈黑白相間。有散粒狀結(jié)構(gòu)，磁鐵礦呈半自形或他形粒狀，大多分布于角閃石、黑云母、石英中;也有斑狀結(jié)構(gòu)，磁鐵礦呈他形—半自形不等粒狀，主要分布于角閃石、石英顆粒間;也有交代結(jié)構(gòu)，磁鐵礦顆粒中包裹著角閃石的殘晶，假象赤鐵礦沿磁鐵礦的邊緣或解理進(jìn)行交代。

礦石構(gòu)造主要由磁鐵礦、石英、角閃石等粒狀、柱狀礦物集合體各自集中，相間分布，構(gòu)成條帶狀構(gòu)造。也有少量礦石中角閃石、石英、磁鐵礦等粒狀礦物混雜分布，各礦物成分定向性不明顯或半定向，各礦物成分分布相對均勻，形成塊狀構(gòu)造。

礦體圍巖主要為深灰色的黑云變粒巖，細(xì)粒他形—半自形粒狀變晶結(jié)構(gòu)，弱片麻狀構(gòu)造。其次為深綠—灰綠色黑云角閃片巖，粒狀、柱狀、片狀變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造。另外含少量白云母、磷灰石，偶見黃鐵礦。偶見磁鐵石英角閃巖、含磁鐵黑云角閃片巖及黑云角閃片巖和黑云變粒巖等巖性的夾石。

礦體中的礦物成分與圍巖大致是同時期沉積形成，根據(jù)巖石中的黑云變粒巖中局部見有變余砂狀結(jié)構(gòu)，可見礦體圍巖屬副變質(zhì)巖。

3 礦床成因

區(qū)域受構(gòu)造的影響，局部抬升地段出露泰山群山草峪組，區(qū)內(nèi)七條北東向斷層構(gòu)造呈帶狀分布，總體控制了區(qū)內(nèi)鐵礦體的展布。

魯西地區(qū)基底由新太古代泰山巖群、TTG巖性和古元代造山花崗體組成，其原巖為一套性火山巖，含泥質(zhì)細(xì)砂巖夾含泥硅鐵質(zhì)巖建造，經(jīng)海水搬運(yùn)分異沉淀，鐵質(zhì)得到了初步富集。又因?yàn)閰^(qū)內(nèi)泰山巖群巖性主要由斜長角閃巖和黑云變粒巖組成，并和TTG巖系一起遭受了中－淺程度的變質(zhì)作用(宋明春等，2001)。根據(jù)多年來對魯西地區(qū)泰山巖群的研究，結(jié)合區(qū)域變質(zhì)巖特征及同位素年齡資料，魯西地區(qū)新太古代變質(zhì)巖系原巖經(jīng)歷了三期變質(zhì)作用。第一期區(qū)域變質(zhì)作用為中壓、中溫中級變質(zhì)，變質(zhì)程度為低角閃巖相;第二期區(qū)域變質(zhì)作用為中壓、中低溫變質(zhì)，變質(zhì)程度為高綠片巖相;第三次為退變質(zhì)作用，屬低綠片巖相，但表現(xiàn)不明顯(孫忠樸等，2009))。

在中溫中壓的環(huán)境下，經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用，原巖物質(zhì)發(fā)生重結(jié)晶，形成了磁鐵礦，角閃石，云母、石英等礦物，構(gòu)成黑云母長英變粒巖，黑云母角閃片巖，條帶狀黑云角閃石英片巖，磁鐵石英角閃巖等，形成本區(qū)鐵礦賦礦層(孫忠樸等，2009)。這為鐵質(zhì)富集和鐵礦賦礦層位的形成打下了基礎(chǔ)，從而形成了沉積變質(zhì)鐵礦。

4 結(jié)束語

礦區(qū)內(nèi)巖礦石中的金屬礦物主要有磁鐵礦、磁黃鐵礦等，礦體為全隱伏產(chǎn)出，且賦存于太白向斜南北兩翼泰山巖群山草峪組變質(zhì)地層中。由于在這樣沉積式變質(zhì)鐵礦床中，礦床與沉積蓋層及圍巖有著很大的磁性差異。因此可在區(qū)域內(nèi)開展高精度磁測工作，尋找隱伏礦體，為礦床的總體規(guī)劃做好前期工作，指導(dǎo)探礦工程的布設(shè)，更大可能的防止漏礦。

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