劉術(shù)明,賈承健,孫彥偉,康桂玲

(山東省物化探勘查院,山東 濟(jì)南 250013)

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，鐵礦資源需求量顯著增加，沂水縣北躲莊礦區(qū)鐵礦床產(chǎn)于泰山巖群柳杭組頂部，為沉積變質(zhì)型鐵礦床，礦體有一定規(guī)模，品位較高，開采技術(shù)條件簡(jiǎn)單，而且在區(qū)域上找礦前景較好[注]①山東省物化探勘查院，山東省沂水縣北躲莊礦區(qū)深部及外圍鐵礦詳查報(bào)告，2013年。。

1 成礦地質(zhì)背景

1.1 地層

區(qū)內(nèi)地層簡(jiǎn)單，只出露新太古代泰山巖群柳杭組地層包體和新生代第四紀(jì)松散堆積物[1]。柳杭組地層主要出露在北躲莊村以東，呈條帶狀分布，出露面積較大，均以包體形式賦存于傲徠山超單元二長(zhǎng)花崗巖體中，呈大小不等的透鏡狀或長(zhǎng)條狀，巖性為黑云角閃石英片巖夾磁鐵石英(或透輝石)巖[2]。與二長(zhǎng)花崗巖體接觸界線清楚，產(chǎn)狀與區(qū)域片麻理產(chǎn)狀一致。

1.2 構(gòu)造

礦區(qū)位于沂沭斷裂帶內(nèi)汞丹山凸起之上，區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，礦區(qū)發(fā)育韌性剪切帶和脆性斷裂構(gòu)造(圖1)[3]。

1.2.1 韌性剪切帶

南起北躲莊村，北至峨山口，呈NE向展布，區(qū)內(nèi)長(zhǎng)約10km。在秦家莊東側(cè)被秦家莊-下楊林?jǐn)嗔彦e(cuò)開，右行平移約700m。該剪切帶構(gòu)造巖的原巖為古元古代傲徠山超單元松山單元弱片麻狀中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖，其圍巖片麻理與韌性剪切帶糜棱面理基本一致。剪切帶寬800～1000m，構(gòu)造變形強(qiáng)烈，形成以白云母石英片巖為主的構(gòu)造巖，豐富的s-c面理，密集的拉伸線理，各種不對(duì)稱褶皺發(fā)育。

1.2.2 脆性斷裂構(gòu)造

區(qū)內(nèi)脆性斷裂構(gòu)造較發(fā)育，主要發(fā)育近EW向和NE向斷裂，規(guī)模較大有：近EW向的秦家莊-下楊林?jǐn)嗔眩琋E向吳家樓子-下蔡家溝斷裂。

1.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿巖發(fā)育，主要分布古元古代傲徠山超單元條花峪單元和松山單元及紅門超單元三官寨單元[4]，另有少量小規(guī)模的偉晶巖脈、閃長(zhǎng)玢巖脈、霏細(xì)斑巖脈、正長(zhǎng)斑巖脈、石英脈出露[3]。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦體特征

鐵礦體賦存于泰山巖群柳杭組的頂部[5]，地表有露頭，勘探工程控制3個(gè)含礦帶(圖2)，含礦帶編號(hào)自北向南依次為Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，每個(gè)含礦帶中的礦體按從上向下依次編號(hào)，共圈定了7個(gè)礦體，分別為Ⅰ1，Ⅰ2，Ⅱ1，Ⅱ2，Ⅱ3，Ⅲ1，Ⅲ2號(hào)礦體(表1)，其中Ⅱ1，Ⅱ2為主礦體(圖3)，資源量占72.46%，礦體特征分述如下：

1—第四系；2—白堊紀(jì)青山群；3—震旦紀(jì)土門群；4—泰山巖群；5—紅門超單元三官寨單元；6—傲徠山超單元松山單元；7—傲徠山超單元虎山單元；8—傲徠山超單元條花峪單元；9—嶧山超單元寧子洞單元；10—嶧山超單元水牛單元；11—鐵礦體；12—區(qū)域大斷裂；13—次生斷裂；14—韌性剪切帶；15—礦區(qū)范圍圖1 沂水縣北垛莊礦區(qū)區(qū)域地質(zhì)略圖

含礦帶對(duì)應(yīng)礦區(qū)位置礦體編號(hào)控制鉆孔個(gè)數(shù)礦體間距(m)Ⅰ北部Ⅰ11Ⅰ2113.6Ⅱ中西部Ⅱ17Ⅱ2614.44Ⅱ3136.10Ⅲ西南部Ⅲ13Ⅲ244.42

1—第四系；2—泰山巖群；3—松山單元二長(zhǎng)花崗巖；4—含礦帶編號(hào)；5—地層界線；6—勘探線位置及編號(hào)；7—見礦鉆孔位置；8—未見礦鉆孔位置圖2 北垛莊礦區(qū)礦體分布簡(jiǎn)圖

圖3 沂水縣北垛莊礦區(qū)第4勘探線剖面圖

2.1.1 Ⅱ1礦體

位于工作區(qū)中西部，第3號(hào)和第5勘探線之間，由7個(gè)鉆孔控制。礦體呈似層狀產(chǎn)出，平面形態(tài)呈不規(guī)則透鏡體狀，礦體出露于地表，礦體走向長(zhǎng)度約500m，地表出露長(zhǎng)度約350m，沿傾向延伸180～360m。礦體產(chǎn)狀較穩(wěn)定，礦體傾向110°～120°，傾角47.5°～82°，礦體南翼傾角較緩，中、北部較陡。礦體賦存標(biāo)高在+180～-87.6m之間，厚度1.35～7.81m，平均4.15m，厚度變化系數(shù)為66.51%，礦體形態(tài)復(fù)雜程度為中等；礦體含夾石0～3層，夾石厚度0～0.78m，平均0.76m；礦體品位較穩(wěn)定，TFe品位29.45%～37.03%，平均35.98%；mFe品位19.42%～22.46%，平均21.32%，mFe品位變化系數(shù)為5.00%，礦體有用組分分布均勻程度為均勻。

2.1.2 Ⅱ2礦體

礦體位于工作區(qū)中西部，第3和第5勘探線之間，由6個(gè)鉆孔控制；礦體呈似層狀產(chǎn)出，平面形態(tài)呈不規(guī)則透鏡體狀，礦體出露地表，礦體走向長(zhǎng)度約530m，地表出露長(zhǎng)度約350m，沿傾向延伸110～400m。礦體產(chǎn)狀較穩(wěn)定，傾向110°～120°，傾角47.5°～77°，礦體南翼傾角較緩，中、北部較陡，該礦體向深部仍有延伸趨勢(shì)。礦體賦存標(biāo)高在+180～-115.2m之間，厚度1.85～5.21m，平均4.10m，厚度變化系數(shù)為46.42%，礦體形態(tài)復(fù)雜程度為簡(jiǎn)單；礦體含夾石0～3層，夾石厚度0～4.12m，平均1.50m；礦體品位較穩(wěn)定，沿走向變化不大，沿傾向局部變化較大，TFe品位29.85%～35.813%，平均品位33.25%；mFe品位20.09%～21.31%，平均品位為20.77%，mFe品位變化系數(shù)為2.18%，礦體有用組分分布均勻程度為均勻。

2.1.3 其他礦體

Ⅰ1，Ⅰ2礦體位于礦區(qū)北部，為單工程控制的低品位礦體，Ⅰ1下距Ⅰ2礦體13.6m；Ⅱ3為由單工程控制的零星礦體，上距Ⅱ2礦體36.10m；Ⅲ1和Ⅲ2位于礦區(qū)南部，分別由3個(gè)、4個(gè)鉆孔控制，Ⅲ1下距Ⅲ2礦體24.42m，各礦體地質(zhì)特征見表2。

表2 礦區(qū)其他礦體特征

2.2 礦石類型

根據(jù)礦石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和礦物組成，將區(qū)內(nèi)礦石分為磁鐵角閃石英巖型和磁鐵透輝石巖型2種自然類型。磁鐵角閃石英巖型礦石呈灰黑色，半自形粒狀變晶結(jié)構(gòu)，條帶狀構(gòu)造；磁鐵透輝石巖型礦石呈黑綠色，不等粒柱粒狀變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。

2.3 礦石質(zhì)量

2.3.1 礦石的礦物成分

礦石中的礦石礦物主要為磁鐵礦，含量10%～25%；角閃石英巖型磁鐵礦，自形粒狀，呈條帶狀定向排列，分布于透閃石之間，粒徑為0.05～0.6m；透輝石巖型的磁鐵礦，雜亂分布于透輝石之間，有交代透輝石呈晶形假象現(xiàn)象，粒徑一般為0.2～0.7mm。脈石礦物為石英、透閃石、透輝石和少量的鋯石、磷灰石，其中石英條帶狀展布，條帶狀構(gòu)造較明顯。

2.3.2 礦石的化學(xué)成分

礦石中有益組分TFe沿礦體的走向品位變化不大，礦體多數(shù)樣品含量在30%～35%之間變化，平均33.07%；mFe含量較均勻，一般在18%～23%之間變化，平均品位20.06%。

礦石中有害組分S，P含量低，對(duì)礦石質(zhì)量無(wú)影響。

2.4 礦體圍巖及夾石

礦體賦存在泰山巖群柳杭組頂部與松山單元二長(zhǎng)花崗巖接觸界線處，Ⅰ1，Ⅱ1和Ⅲ1礦體頂板一般為黑云母角閃片巖，局部為長(zhǎng)石石英偉晶巖、砂質(zhì)粘土，厚度6.1～293.9m，底板一般為透輝石巖，局部為長(zhǎng)石石英偉晶巖、黑云母石英片巖，厚度2.3～60.3m；Ⅰ2，Ⅱ2，Ⅱ3和Ⅲ2頂板一般為透輝石巖，局部為長(zhǎng)石石英偉晶巖、黑云母石英片巖，厚度2.3～46.9m，底板為花崗巖，局部為透輝石巖或長(zhǎng)石石英偉晶巖，厚度7.6～34.5m。

礦體含夾石0～3層，夾石厚度1.42～8.0m，巖性主要為含磁鐵透輝石巖和含磁鐵角閃石英巖。

2.5 礦床成因探討及找礦標(biāo)志

2.5.1 礦床成因

鐵礦體賦存于泰山巖群柳杭組上部的磁鐵石英角閃巖中，呈層狀、似層狀產(chǎn)出，礦石條帶狀構(gòu)造明顯；泰山巖群的原巖為基性火山巖夾火山碎屑巖，在區(qū)域變質(zhì)作用中，由于熱力及定向壓力的作用，產(chǎn)生了重結(jié)晶及片理化作用，并促使鐵質(zhì)富集，形成磁鐵礦層，礦床成因類型為沉積變質(zhì)型礦床之變質(zhì)鐵硅建造鐵礦。

2.5.2 找礦標(biāo)志

該礦床類型較簡(jiǎn)單，找礦標(biāo)志明顯：①礦石抗風(fēng)化能力較強(qiáng)，在地貌上多形成正地形。②礦體賦存層位為泰山巖群柳杭組地層中，該組即為找礦標(biāo)志層。③礦體經(jīng)風(fēng)化淋濾后，多發(fā)生褐鐵礦化現(xiàn)象，使礦體地表露頭多呈紅褐色，特征明顯，易于發(fā)現(xiàn)。④區(qū)內(nèi)鐵礦體圍巖主要為泰山巖群柳杭組地層和白云母石英構(gòu)造片巖，均屬弱磁性體，而磁鐵礦具有強(qiáng)磁性，故礦體與圍巖存在明顯的磁性差異。礦體的強(qiáng)磁性是一個(gè)重要的找礦標(biāo)志[6]。

3 結(jié)論

該礦區(qū)內(nèi)地層簡(jiǎn)單，只出露新太古代泰山巖群柳杭組地層包體和新生代第四紀(jì)松散堆積物。該區(qū)位于沂沭斷裂帶內(nèi)汞丹山凸起之上，受沂水-湯頭斷裂的影響，區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造比較復(fù)雜。在基底中發(fā)育有韌性剪切帶和脆性斷裂構(gòu)造。韌性剪切帶南起北躲莊村，北至峨山口，呈NE向展布，區(qū)內(nèi)長(zhǎng)約10km，該韌性剪切帶構(gòu)造變形強(qiáng)烈，形成一系列的構(gòu)造巖，豐富的s-c面理，密集的拉伸線理，各種不對(duì)稱褶皺發(fā)育。區(qū)內(nèi)脆性斷裂構(gòu)造較發(fā)育，規(guī)模較大有近EW向的秦家莊-下楊林?jǐn)嗔?，NE向吳家樓子-下蔡家溝斷裂；區(qū)內(nèi)巖漿巖發(fā)育，主要分布古元古代傲徠山超單元條花峪單元和松山單元及紅門超單元三官寨單元，另有少量小規(guī)模的偉晶巖脈、閃長(zhǎng)玢巖脈、霏細(xì)斑巖脈、正長(zhǎng)斑巖脈、石英脈出露。礦區(qū)內(nèi)礦體連續(xù)性較好，延深較大，品位較高，主礦體Ⅱ1，Ⅱ2礦體向深部仍有延伸；Ⅲ1，Ⅲ2礦體未控制到邊部；Ⅳ，Ⅴ號(hào)磁異常沒有勘查工程控制，因此，該礦區(qū)資源量仍有擴(kuò)大前景，而且下部礦體的頂板及夾石大部分為貧鐵礦，mFe品位多在10%～15%之間，市場(chǎng)條件較好的情況下可進(jìn)行綜合利用。

參考文獻(xiàn):

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