孫茂田，安仰生，張忠濤

(山東省魯南地質(zhì)工程勘察院，山東 兗州 272100)

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蒼嶧鐵礦帶地質(zhì)特征及找礦遠(yuǎn)景分析

孫茂田，安仰生，張忠濤

(山東省魯南地質(zhì)工程勘察院，山東 兗州 272100)

蒼嶧鐵礦帶是山東省重要的鐵礦帶之一，已開展了多年的地質(zhì)勘探工作，但對(duì)成礦帶缺少總體的地質(zhì)認(rèn)識(shí)。該文通過分析蒼嶧成礦帶地質(zhì)背景和礦區(qū)地質(zhì)特征、構(gòu)造特征、航磁異常特征，總結(jié)了成礦規(guī)律及找礦遠(yuǎn)景。研究表明：蒼嶧鐵礦帶新太古代泰山巖群山草峪組發(fā)育，以黑云變粒巖為主，夾斜長角閃巖、角閃巖、磁鐵石英巖、磁鐵角閃石英巖，屬條帶狀石英型磁鐵礦建造。區(qū)內(nèi)形成了一系列緊密的復(fù)式褶皺，自北向南發(fā)育太白向斜、石閻背斜、辛莊向斜和后大窯北背斜等。鐵礦帶具有明顯剩余重力高值異常，據(jù)此劃分了5個(gè)鐵礦帶，分別為Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ鐵礦帶，指出成礦帶深部和航磁異常邊部是新的找礦方向，為該區(qū)的找礦工作提供了借鑒。

蒼嶧鐵礦帶；磁異常；地質(zhì)特征；找礦前景；山東

蒼嶧鐵礦帶位于棗莊市東北部，西起棗莊市的卓山—稅郭，東至蘭陵縣的太平村—項(xiàng)城鎮(zhèn)的宋樓，總長度約36km。自20世紀(jì)50年代開始，陸續(xù)開展了不同程度的地質(zhì)勘探工作。但由于成礦帶長，且由多個(gè)單位參與地質(zhì)勘探，對(duì)于整個(gè)成礦帶缺少總體的地質(zhì)認(rèn)識(shí)。該文通過對(duì)區(qū)內(nèi)礦體特征、構(gòu)造特征、巖石物性特征的分析梳理，指出下一步的找礦方向，對(duì)該區(qū)深部及外圍探礦具有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義①②。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

蒼嶧鐵礦成礦帶位于魯西隆起區(qū)南緣尼山-白彥斷塊凸起與陶棗斷陷盆地之間[1]。區(qū)內(nèi)出露地層有新太古代泰山巖群山草峪組；新元古代青白口紀(jì)-南華紀(jì)黑山官組、二青山組、佟家莊組；古生代寒武紀(jì)及新生代第四系；其中新太古代泰山巖群山草峪組是(鞍山式)鐵礦的賦存層位。第四系分布于山前平地及溝谷低凹區(qū)，主要發(fā)育長清群李官組、朱砂洞組、饅頭組等沉積地層。

巖漿巖主要以巖脈形式產(chǎn)出，巖性為閃長巖、石英閃長巖、煌斑巖、正長巖。構(gòu)造分為基底和蓋層構(gòu)造[2]?；讟?gòu)造對(duì)區(qū)內(nèi)鐵礦體起控制作用；蓋層構(gòu)造多為成礦后期的線型構(gòu)造，對(duì)區(qū)內(nèi)礦體的連續(xù)性起到了破壞作用(圖1)。

1.1 地層

泰山巖群山草峪組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。其中磁鐵石英角閃巖、磁鐵角閃石英巖為(鞍山式)鐵礦的含礦巖石[3]，黑云變粒巖與黑云角閃片巖為礦體圍巖。片麻理發(fā)育，地層總體走向280°～295°，傾向S，傾角70°～80°，厚度約973m。

黑山官組主要發(fā)育在白水牛石斷層以東，產(chǎn)出較穩(wěn)定，厚度一般為0.60～5.85m，區(qū)內(nèi)最大厚度為6.39m，與二青山組呈角度不整合接觸。

二青山組分3個(gè)巖性段，與南華紀(jì)佟家莊組呈平行不整合接觸。一段巖性為暗紫色、灰白—灰紫色含海綠石厚層石英砂巖、厚層石英砂巖、含長石石英砂巖，中細(xì)粒狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造。主要礦物成分為石英和少量長石及海綠石。巖石中發(fā)育小型槽狀交錯(cuò)層理和正粒序?qū)永?，厚度?0.10～16.71m。二段巖性為蛋青色中薄層泥晶灰?guī)r、細(xì)晶灰?guī)r，水平層理發(fā)育，厚度一般為18.75～35.75m。三段巖性為紫紅色鈣質(zhì)頁巖夾黃綠色頁巖、砂質(zhì)頁巖，局部夾薄層泥灰?guī)r，厚度58.60～249.02m。

佟家莊組發(fā)育2個(gè)巖性段，與寒武紀(jì)長清群李官組呈角度不整合接觸。一段巖性為灰色薄層泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)頁巖，厚度24.90～80.60m。二段巖性為黃綠色、肝紫色頁巖夾薄層泥灰?guī)r，厚度47.70～250.03m。

區(qū)內(nèi)寒武紀(jì)主要發(fā)育長清群李官組、朱砂洞組地層，東部溝西、宋樓礦區(qū)發(fā)育饅頭組，共計(jì)3個(gè)巖組7個(gè)巖性段。地層總體走向NNE，傾向E，傾角8°～15°。

李官組發(fā)育2個(gè)巖性段，與朱砂洞組呈整合接觸。一段為中粗粒狀石英砂巖，粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀、層狀構(gòu)造，主要成分為石英和少量的鐵質(zhì)，厚度37.08～105.9m。二段為薄層紫紅色頁巖、黃灰色泥灰?guī)r，局部發(fā)育薄層含膏泥灰?guī)r；結(jié)構(gòu)疏松，易碎，厚度5.90～52.93m。

朱砂洞組主要分布在東部的溝西、宋樓礦區(qū)，在白水牛石斷層以西有部分出露。發(fā)育3個(gè)巖性段，下灰?guī)r段巖性為灰色厚層云斑灰?guī)r、炭質(zhì)灰?guī)r，局部夾含膏泥灰?guī)r，結(jié)構(gòu)疏松，易碎，厚度為15.32～60.05m。余糧村頁巖段為肝紫色薄層易碎頁巖，頁理發(fā)育，主要成分為泥質(zhì)和鐵質(zhì)，厚度為12.21～86.52m。上灰?guī)r段巖性為灰色厚層云斑灰?guī)r、鮞狀灰?guī)r，層狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造；厚度為0～106.1m，與上覆饅頭組呈整合接觸。

第四系巖性為褐黃色含礫砂質(zhì)粘土，砂質(zhì)粘土；主要分布于山前平地或溝谷中，為殘、坡積物及淤積物，一般厚0～9.22m，在溝西礦段最厚可達(dá)11.26m。

1.2 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。自北向南分別為太白向斜、石閆背斜、新莊向斜、后大窯北背斜，褶皺構(gòu)造的發(fā)育控制著礦帶東部礦體的分布。自北向南依次發(fā)育太白向斜、石閆背斜、辛莊向斜、后大窯北背斜。斷裂構(gòu)造多為棗莊斷裂的派生構(gòu)造，按其走向可分為NWW，NNE，NEE向3組，規(guī)模不等，多為高角度正斷層，對(duì)區(qū)內(nèi)鐵礦體的形成和連續(xù)性起到控制作用。

1.2.1 基底構(gòu)造

(1)太白向斜：為一向W傾伏的不對(duì)稱緊密褶皺，西起太平村東至宋樓鐵礦區(qū)，全長約13.6km。走向285°～315°，軸面傾向N，傾角80°，兩翼傾角北陡南緩，北翼傾角65°～88°，南翼傾角33°～75°。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。草主山礦段至東部的宋樓礦段位于太白向斜的東段，通過鉆探揭露，礦體在1000m深仍沒有交會(huì)，南、北翼在局部均有倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

(2)石閆背斜：位于太白向斜之南，多地被沉積蓋層所覆蓋，西自上桃園的F1斷層?xùn)|經(jīng)石門、小閆莊礦段至白水牛石斷裂，長度達(dá)12km以上，為一平緩大致對(duì)稱的褶皺。兩翼傾角33°～52°。背斜樞紐自西向東平緩傾伏，傾伏角約3°～4°，背斜軸的位置在基線以北220～260m，呈近直線延伸，走向283°～290°。以小閆莊礦段為例，在52線背斜頂部的標(biāo)高比F5以東地段蓋基結(jié)合面標(biāo)高低359.8m。在第34勘探線，通過地層對(duì)比，褶皺仍然存在，但褶曲幅度較小，礦體頂部埋深標(biāo)高比52線低約150m(圖2)。因此推測(cè)在F1以西、F5以東的深部仍可能存在厚大礦體。

圖2 小閆莊礦段礦體聯(lián)合剖面圖(《山東省蒼嶧鐵礦地質(zhì)補(bǔ)充勘探報(bào)告》小閆莊礦段勘查線剖面圖編繪，1976年)

(3)新莊向斜：位于石閆背斜之南，規(guī)模較小。為一向西傾伏的不對(duì)稱緊密褶皺，褶皺走向近EW,軸面傾向S，傾角75°，長度大于5.0km，其東部為沉積蓋層所覆蓋，向東具閉合趨勢(shì)。兩翼傾角北緩南陡，北翼傾角45°～70°，南翼傾角較陡，局部具直立或倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象，總體呈西段北傾，東段倒轉(zhuǎn)南傾的特征，傾角72°～89°。核部及兩翼均為泰山巖群山草峪組變質(zhì)地層，賦存有沉積變質(zhì)型鐵礦體(圖3)。

(4)后大窯北背斜：位于辛莊向斜之南，規(guī)模較小。為一向東傾伏的不對(duì)稱緊密褶皺，褶皺走向近EW,軸面傾向S，傾角約75°，長度大于6.0km，其東部為沉積蓋層和第四系所覆蓋，兩翼傾角北陡南緩，北翼傾角75°～85°，局部具直立或倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象，總體呈西段北傾，東段倒轉(zhuǎn)南傾特征，傾角72°～89°，南翼傾角較緩，傾角65°～75°。核部及兩翼均為泰山巖群山草峪組變質(zhì)地層，賦存有沉積變質(zhì)型鐵礦體。

1.2.2 蓋層構(gòu)造

由于受區(qū)域性棗莊斷裂影響，區(qū)內(nèi)線性斷裂發(fā)育多為高角度正斷層，對(duì)礦體影響較大的斷層主要有棗莊斷裂F、上桃園斷層F1、平山前斷層F5白水牛石斷層F7等。

(1)棗莊斷裂：為區(qū)域性斷裂，分布在礦區(qū)南部，東西斜貫全區(qū)，走向289°，寬30～50m，最寬處達(dá)500m。傾向S，傾角60°～80°，長約77km。由于第四系覆蓋，區(qū)內(nèi)斷續(xù)出露，上盤地層為寒武系，下盤地層為新太古界泰山巖群、土門群?？刂浦V區(qū)含礦巖組泰山巖群山草峪組地層的分布，同時(shí)也是棗莊凹陷和尼(卓)山凸起的分界斷裂。

圖3 蒼嶧鐵礦帶東段褶皺構(gòu)造分布圖(據(jù)蘭陵縣白水牛石、羊莊、東新興鐵礦詳查報(bào)告編繪)

(2)上桃園斷層F1：分布于太平村西200m處，走向N，NE；傾向W，NW，傾角70°～75°；為高角度正斷層，長度約9km，垂直斷距達(dá)230m。上盤為寒武紀(jì)長清群李官組石英砂巖、南華紀(jì)地層；下盤為新太古界泰山巖群山草峪組變質(zhì)地層，斷層切穿了含礦地層及鐵礦體，對(duì)礦體有明顯的破壞作用。

(3)平山前斷層F5：分布于平山至東石門一帶，走向0°～25°，傾角45°～60°，傾向W，為一長度約6km的正斷層；上盤為南華紀(jì)佟家莊組上灰?guī)r段、南華紀(jì)二青山組，下盤為新太古界泰山巖群山草峪組變質(zhì)地層，垂直斷距約240m。

(4)白水牛石斷裂(F7)：位于白水牛石至后大窯北東礦區(qū)，走向近SN，縱貫全區(qū)，區(qū)域延伸長17.5km。斷層傾向W，傾角60°～70°，為高角度正斷層，水平斷距200m左右，垂直斷距247m。斷層破碎帶寬15～40m，構(gòu)造角礫巖發(fā)育，泥質(zhì)、硅鎂質(zhì)膠結(jié)良好，并發(fā)育有4m的斷層泥。斷層切穿了含礦地層及鐵礦帶，對(duì)礦體起明顯的破壞作用(圖4)。

圖4 斷層對(duì)礦體影響程度示意圖

1.3 物性特征

1.3.1 巖(礦)石的磁性特征

區(qū)內(nèi)以100～800nT共圈出19個(gè)航磁異常，異常平面形態(tài)呈帶狀，寬度1300～2500m，異常帶總體走向?yàn)?10°～120°，峰值變化梯度較大，具有明顯的礦致異常特征[4]。其中以500～700nT圈出的磁異常有15處，經(jīng)鉆探驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，均為由磁鐵礦體引起的磁異常；以100～500nT圈出的磁異常由于磁性較弱、埋深較大，未經(jīng)驗(yàn)證異常有4處(M13，M14，M16，M18)。由于受深部斷裂構(gòu)造影響，M13，M14異常磁異常長軸方向呈140°走向，M15～M17磁異常均為受新莊向斜和后大窯北背斜褶皺構(gòu)造控制的Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ含礦帶所引起；M18，M19磁異常為蘭陵鐵礦所引起。

1.3.2 巖(礦)石的磁性特征

“鞍山式”鐵礦磁性最強(qiáng)，變質(zhì)巖系次之，其與沉積蓋層有著明顯的磁性差異。據(jù)此特點(diǎn)，將區(qū)內(nèi)巖(礦)石分為3種類型，即強(qiáng)磁性的磁鐵礦石類、磁性不均勻的變質(zhì)巖類和弱磁性或無磁性的沉積巖類(表1)[4-5]。

表1 巖(礦)石磁性參數(shù)統(tǒng)計(jì)

據(jù):山東省蒼山縣王埝溝鐵礦詳查報(bào)告，2006年。

(1)強(qiáng)磁性的磁鐵礦石類。強(qiáng)磁性的磁鐵礦石類具有較強(qiáng)的感磁和剩磁，磁感強(qiáng)度(K)的變化范圍在(3000～20000)10-64πSI之間，剩磁強(qiáng)度(Jr)的變化范圍為(1000～15000)10-3A/m。因此，當(dāng)鐵礦體具有一定規(guī)模時(shí)，均能引起較強(qiáng)的局部磁異常。

(2)磁性不均勻的變質(zhì)巖類。變質(zhì)巖類磁性差異較大，斜長角閃巖、黑云變粒巖磁性相對(duì)較高，磁化率在(0～3000)10-64πSI間變化，剩余磁強(qiáng)度為(0～2000)10-3A/m。此類巖石磁性極不均勻，在實(shí)測(cè)資料中往往表現(xiàn)為變化幅度大的雜亂磁場(chǎng)現(xiàn)象。

(3)弱磁性或無磁性的沉積巖類。區(qū)內(nèi)頁巖、泥質(zhì)灰?guī)r和砂巖的磁性微弱，磁化率一般在(0～650)10-64πSI間變化，剩余磁強(qiáng)度為(0～4)10-3A/m。此類巖石在實(shí)測(cè)場(chǎng)中，一般表現(xiàn)為平穩(wěn)的磁場(chǎng)特征。由于斷層構(gòu)造帶內(nèi)巖石破碎而致使其磁性降低，或巖層發(fā)生明顯位移，在斷層帶上往往出現(xiàn)“帶狀低負(fù)異?！被虼帕€的同向扭曲(圖5)。

圖5 蒼嶧鐵礦帶△T航磁異常圖(據(jù)《山東省中南部△T航磁異常圖》編繪，山東省地調(diào)院2009年)

2 礦帶地質(zhì)特征

蒼嶧鐵礦帶全長36km，成礦帶寬度約2～4km。西至卓山，東至向城鎮(zhèn)的宋樓村，北西至師山口村，南東至東新興鎮(zhèn)村北。根據(jù)礦體特征[6-8]和構(gòu)造特征,將成礦帶以上桃園斷裂、白水牛石斷裂為界分為3個(gè)成礦區(qū)。①號(hào)成礦區(qū)包括卓山、劉嶺、師山口礦段；②號(hào)成礦區(qū)包括太平村、小閆莊、黃牛嶺、西石門、草主山、幸福嶺礦段；③號(hào)成礦區(qū)自西向東包括白水牛石、辛莊、后大窯北、王埝溝、鳳凰山、大青山、東新興、溝西、宋樓和西官莊礦段。其中東部小閆莊、草主山、幸福嶺、草主山、幸福嶺、大青山、溝西、宋樓、和西官莊礦段為全隱伏礦體，礦體嚴(yán)格受基底褶皺構(gòu)造和蓋層斷裂構(gòu)造控制[9]。根據(jù)礦體平面分布特征，自北向南共分5個(gè)鐵礦帶。

2.1 第Ⅰ鐵礦帶

第Ⅰ鐵礦帶為該區(qū)主要成礦帶，是太白向斜的北翼，自西向東各礦段均有出露，長度約15km。其中太平村礦區(qū)至王埝溝礦區(qū)最厚，約20～110m，一般10～106m；礦帶自北向南由3個(gè)含礦層組成，鐵礦體由磁鐵角閃石英巖和含磁鐵黑云角閃片巖組成。工程控制深度在太平村礦段以西為150～250m左右；太平村礦段以東至白水牛石礦區(qū)控制最大深度300～950m，各礦區(qū)均有出露(圖6、圖7)。第Ⅰ鐵礦帶走向在280°左右，傾向S，SW，傾角70°～75°，礦體呈層狀、似層狀平行展布。第Ⅰ鐵礦帶包含3個(gè)鐵礦層，自北向南依次為N①號(hào)、N②號(hào)、N③號(hào)鐵礦層。

1—第四系；2—二青山組石英砂巖；3—山草峪組變質(zhì)巖；4—第Ⅰ鐵礦帶礦體及編號(hào)；5—第Ⅱ鐵礦帶礦體及編號(hào)；；6—鉆孔位置及編號(hào)；7—基點(diǎn)位置及編號(hào)；；9—采礦權(quán)位置圖6 草主山礦區(qū)勘查線剖面圖

1—第四系；2—寒武紀(jì)地層；3—南華紀(jì)地層；4—山草峪組變質(zhì)地層；5—第Ⅱ鐵礦帶礦體編號(hào)；6—第Ⅰ鐵礦帶礦體編號(hào)；7—基點(diǎn)位置及編號(hào)；8—鉆孔位置及編號(hào)；圖7 王埝溝礦區(qū)勘查線剖面圖

N①號(hào)鐵礦層出露不穩(wěn)定，主要分布在卓山至太平村一帶，而東石門-白水牛石至王埝溝-溝西礦區(qū)為隱伏礦體，向東變薄尖滅。向西至卓山，全長約27km，厚度0.1～18m。礦體平均品位TFe30.74%，mFe20.90%。N②號(hào)鐵礦層位于N①號(hào)鐵礦層的南側(cè)，相距15～20m，分布穩(wěn)定，長度在10.5～13.2km,厚度3.3～25.5m;礦體平均品位TFe 31.08%，mFe 22.14%。N③號(hào)鐵礦層位于N②號(hào)鐵礦層的南側(cè)，相距5～10m，平行展布，長度10.5～13.2km，厚度0.7～21m；礦體平均品位TFe 30.49%;mFe 21.54%。鐵礦體在深部有變厚的趨勢(shì)(圖6、圖7)，有倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象，在地表1000m以下仍未閉合。

2.2 第Ⅱ鐵礦帶

Ⅱ號(hào)鐵礦帶位于Ⅰ號(hào)礦帶的南側(cè)，與Ⅰ號(hào)鐵礦帶平行分布，相距300～450m，是太白向斜的南翼、石閆背斜的北翼；上桃園以西出露長度約14km，以東則被沉積蓋層所覆蓋，總厚度約5～15m。礦帶由S①，S②號(hào)2個(gè)鐵礦體組成，礦層間距約5～8m,走向280°～300°。在上桃園斷層以西向S，SW傾，斷層以東傾向N，NE，傾角65°～75°，礦體在傾向上有尖滅再現(xiàn)現(xiàn)象(圖6)。S①號(hào)鐵礦層平均厚度6.02m，礦體平均品位TFe 29.12%，mFe 17.69%；S②號(hào)鐵礦層平均厚度7.86m，礦體平均品位TFe 30.31%，mFe 18.29%；鐵礦體厚度自白水牛石斷層向東逐漸變薄，到東部宋樓礦區(qū)的18線礦體厚度只有2m左右。

2.3 第Ⅲ鐵礦帶

礦帶位于第Ⅱ礦帶的南側(cè)，距第Ⅱ鐵礦帶最近1.6km(太平村西)最遠(yuǎn)處在辛莊村東南處3.4km，一般1.6～3.4km；含礦帶西端王家?guī)X村東，南東方向至新莊村東，礦體連續(xù)出露9.6km,斷續(xù)出露13.5km；礦帶由上泥溝、平山后、黃牛嶺、北辛莊北礦段組成，與第Ⅱ鐵礦帶大致平行，傾向SW，S，傾角在兩端較緩，約65°；中間平山后礦段較陡，約75°。由2個(gè)含礦帶組成，總厚度約25m，單層厚度約5～15m,中間發(fā)育4～10m的黑云角閃片巖。其中①號(hào)礦體平均品位TFe 31.50%，mFe 18.60%；②號(hào)礦體礦體平均品位TFe 31.78%，mFe 20.13%；礦體礦化連續(xù)，有用組分變化均勻。

2.4 第Ⅳ鐵礦帶

鐵礦帶位于第Ⅲ鐵礦帶的南側(cè)，最近點(diǎn)位于王家?guī)X村南，相距480m，最遠(yuǎn)點(diǎn)在新莊村南東(北新莊南礦段)，相距2.9km(新莊向斜的南翼)；礦體斷續(xù)出露，西部分布于卓山礦區(qū)、東部分布于北辛莊南礦區(qū)，地表出露長度3.05km,揭露長度8.3km。礦體走向95°～105°，傾向S，SW，傾角71°～75°。厚度2.78m；平均品位TFe29.56%，mFe21.61%，礦體呈層狀、似層狀產(chǎn)出。

2.5 第Ⅴ鐵礦帶

鐵礦帶位于第Ⅳ礦帶的南側(cè)，最遠(yuǎn)點(diǎn)位于東長汪礦區(qū)南側(cè)，直線距離5.17km，最近點(diǎn)位于前大窯北東新興礦區(qū)，距離1.0km。主要分布在東長汪、后利增、東新興礦段，礦體連續(xù)出露長度最大3.2km,斷續(xù)出露7.47km；與第Ⅳ鐵礦帶大致平行，走向近EW向；傾向SW，S,傾角在兩端較緩約65°～70°，中間后利增礦段礦體較陡約70°～85°，由3個(gè)含礦體組成?？偤穸燃s15m，單層厚度約5～10m,中間發(fā)育4～10m的黑云角閃片巖。自北向南依次分布①號(hào)、②號(hào)、③號(hào)礦體：其中①號(hào)體最小，地表出露長度最大1.5km，最小0.85km，斷續(xù)出露3.8km；礦體呈層狀、似層狀產(chǎn)出，最大厚度7.46m；平均厚度4.2m，平均品位TFe 28.27%，mFe 15.35%。②號(hào)礦體為該礦帶主要含礦層，地表出露長度6.9km，在礦帶東部被第四系所覆蓋。礦體斷續(xù)出露，最小長度為50m。礦體呈層狀、似層狀、透鏡狀產(chǎn)出；最大厚度10.03m，平均厚度6.55m；礦體平均品位TFe 26.34%，mFe 15.32%。③號(hào)礦體為該礦帶的主要含礦層，礦體連續(xù)出露，地表出露長度2.3km，礦體呈層狀、似層狀、透鏡狀產(chǎn)出；礦體最大厚度8.11m，平均厚度4.53m。礦體平均品位TFe29.11%，mFe 17.33%；礦體礦化連續(xù)，有用組分變化均勻。

3 礦石特征

3.1 礦石的礦物成分

礦石中金屬礦物主要有磁鐵礦，偶見褐鐵礦、黃鐵礦及磁黃鐵礦、假象赤鐵礦、黃銅礦等；脈石礦物主要有石英、角閃石、輝石、磷灰石、黑云母、陽起石、普通角閃石、方解石及少量綠簾石、鈦鐵礦、綠泥石、石榴子石、金紅石、斜長石等。

3.2 礦物特征及賦存狀態(tài)

磁鐵礦呈鋼灰色、灰黑色，主要分布于角閃石或石英晶粒之間，少量分布于角閃石之內(nèi)或其邊緣。他形—半自形粒狀，粒徑0.01～1.0mm，個(gè)別可達(dá)4mm，集合體呈浸染狀、團(tuán)粒狀、條帶狀、薄層狀，部分顆粒長軸方向與條帶一致，個(gè)別顆粒被壓扁拉長。含量20%～40%。

假象赤鐵礦呈針狀及葉片狀，沿磁鐵礦邊緣及片理交代磁鐵礦，含量2%左右。

磁黃鐵礦含量少，呈他形粒狀及不規(guī)則的脈狀，分布于磁鐵礦及角閃石中。

黃鐵礦多與磁鐵礦共生或充填于磁鐵礦裂隙中，零星分布，呈黃色、乳黃色，不規(guī)則粒狀，粒徑0.01～0.4mm，個(gè)別0.6mm，含量1%左右。

黃銅礦：不規(guī)則粒狀，粒徑0.01～0.12mm，零星可見，局部呈星點(diǎn)狀分布，偶見與黃鐵礦共生，銅黃色，較光滑，含量極少。

赤鐵礦：呈星點(diǎn)狀分布，不規(guī)則粒狀，粒徑0.1～0.4mm。

石英：呈不規(guī)則粒狀，粒徑0.05～2mm，少部分小粒徑者填隙于角閃石及磁鐵礦之間，大部分粗顆粒集合體呈薄層狀，晶粒間緊密鑲嵌，粒晶間往往充填有角閃石等，晶內(nèi)也常包裹有纖狀角閃石。含量17%～44%。

角閃石：他形—半自形柱狀，粒徑0.02～4mm,定向—半定向排列,集合體呈薄層狀或條帶狀,綠色—黃綠色，有褪色現(xiàn)象，多色性明顯，解理發(fā)育，橫斷面上可見呈菱形相交的2組解理，部分被黑云母交代，見有鐵質(zhì)析出，含量20%～60%。

輝石：半自形柱狀、粒狀，粒徑一般0.01～3.5mm，最大可達(dá)6mm。具半定向排列，集合體呈條帶狀，晶粒之間接觸較為緊密。解理發(fā)育，橫斷面可見近90°相交的2組解理，并見有鐵質(zhì)析出。

磷灰石：短柱狀，橫斷面呈六邊形，粒徑0.01～0.4mm，分布于石英晶粒間或磁鐵礦邊部。無色，正中突起，干涉色為一級(jí)灰，含量<1%。

黑云母：不規(guī)則片狀，粒徑0.05～0.4mm，不均勻分布，綠棕色、黃棕色，多色性明顯，見有鐵質(zhì)析出。

金紅石：不規(guī)則的細(xì)粒狀，粒徑小于0.15mm，零星分布，常與磁鐵礦共生。

石榴子石：呈粉紅色，不規(guī)則粒狀，粒徑0.05～0.30mm，分布于角閃石內(nèi)或其邊緣，交代角閃石而成，內(nèi)部常見角閃石交代殘留。裂隙發(fā)育，見有鐵質(zhì)析出。

方解石：不規(guī)則粒狀，粒徑一般在0.3mm以下，個(gè)別可達(dá)3mm，小顆粒集合體呈層狀、條帶狀，由于含有泥質(zhì)、氧化鐵質(zhì)而呈褐黃色，大顆粒者集合體呈脈體，為后期形成，較干凈明亮。

3.3 礦石結(jié)構(gòu)特征

礦石結(jié)構(gòu)具條帶狀結(jié)構(gòu)，散粒狀結(jié)構(gòu)、斑狀結(jié)構(gòu)和交代結(jié)構(gòu)。條帶狀結(jié)構(gòu)：礦石中磁鐵礦顆粒結(jié)晶成條紋條帶，與石英、角閃石平行相間排列，呈黑白相間的條帶狀結(jié)構(gòu)。

散粒狀結(jié)構(gòu)：礦石中的磁鐵礦、石英及少量的黃鐵礦等呈不規(guī)則粒狀分布于礦石中，組成礦石粒狀變晶結(jié)構(gòu)。斑狀結(jié)構(gòu)：磁鐵礦呈他形—半自形不等粒狀分布于角閃石、石英顆粒間，形成斑狀結(jié)構(gòu)。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，從而形成礦石的交代結(jié)構(gòu)。

4 礦床成因

新太古代時(shí)，魯西地區(qū)沉積了一套巨厚的含泥質(zhì)、鈣泥質(zhì)、泥砂質(zhì)細(xì)砂巖及基性火山巖建造，局部火山噴發(fā)的硅鐵質(zhì)，經(jīng)海水搬運(yùn)分異沉淀，鐵質(zhì)礦物得到了初步富集。經(jīng)中溫中壓環(huán)境下的區(qū)域變質(zhì)作用，原巖物質(zhì)發(fā)生重結(jié)晶，鐵質(zhì)進(jìn)一步富集，形成了磁鐵礦、角閃石、黑云母、石英等礦物，構(gòu)成黑云變粒巖，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、角閃磁鐵石英巖等，形成鐵礦賦礦層位[9]。

礦體中的礦物成分與圍巖大致同時(shí)沉積形成，由于變質(zhì)過程中沒有發(fā)生大規(guī)模的物質(zhì)遷移及交代，原始沉積層理得以保存，而形成明顯的條帶狀構(gòu)造，巖石中尤其是黑云變粒巖中局部見有變余砂狀結(jié)構(gòu)，顯示礦體圍巖屬副變質(zhì)巖。

礦石及磁鐵角閃片巖中的磁鐵礦，不僅平行于脈石礦物的條帶分布，而且常呈細(xì)脈狀穿插角閃石、石英，同時(shí)在磁鐵礦中見有角閃石包裹體，并具熔蝕現(xiàn)象，說明礦床中鐵質(zhì)僅有小規(guī)模的遷移現(xiàn)象。

在局部褶皺強(qiáng)烈部位，受構(gòu)造動(dòng)力變質(zhì)作用影響，鐵質(zhì)發(fā)生遷移和交代，而形成致密的塊狀構(gòu)造。此類礦石的磁鐵礦中見有被交代的角閃石殘余。

該區(qū)含礦巖層經(jīng)歷了3期區(qū)域變質(zhì)作用，第一期以進(jìn)變質(zhì)為特點(diǎn)，達(dá)低角閃巖相，屬于中偏高溫變質(zhì)作用之角閃巖相；第二期變質(zhì)作用屬退變質(zhì)，地體的推覆抬升，溫度與壓力增高，普遍表現(xiàn)為退變質(zhì)，該期變質(zhì)作用較為普遍，具有過渡特點(diǎn)，一般表現(xiàn)為高綠片巖相；第三期以更低的退變質(zhì)為主，屬于區(qū)域低溫動(dòng)力變質(zhì)作用，為低綠片巖相。在區(qū)域變質(zhì)溫壓條件作用下，使鐵質(zhì)進(jìn)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。

綜上所述，海底基性火山巖噴發(fā)為成礦提供了豐富的成礦物質(zhì)，經(jīng)海水搬運(yùn)分異沉淀，鐵質(zhì)得到了初步富集，在區(qū)域變質(zhì)中溫、中壓條件下，原巖物質(zhì)發(fā)生重結(jié)晶作用，鐵質(zhì)進(jìn)一步富集，形成以磁鐵礦、角閃石、石英等為主要礦物成分的層狀鐵礦體，礦床類型屬“鞍山式”沉積變質(zhì)鐵礦床。

5 找礦標(biāo)志及找礦前景

5.1 找礦標(biāo)志

新太古代泰山巖群山草峪組變質(zhì)地層為尋找“鞍山式”鐵礦的有利層位。依據(jù)航磁成果，通過工程驗(yàn)證，證實(shí)局部高磁異常區(qū)可作為尋找同類型鐵礦的間接找礦標(biāo)志[10-16]。

5.2 找礦前景分析

M13，M14，M16，M18異常區(qū)和卓山以西正磁異常區(qū)是尋找磁鐵礦盲礦體的有利地區(qū)。小閆莊背斜向西傾伏，由于受F1斷裂構(gòu)造影響，在卓山至師山口一帶的深部有望找到更大盲礦體。由于受白水牛石斷裂影響，新莊向斜、后大窯北背斜受褶皺構(gòu)造控制的磁鐵礦體，在斷層西部被錯(cuò)向深部。目前所開發(fā)利用的鐵礦體為新莊向斜、后大窯北背斜的東端，西端則被沉積蓋層所覆蓋。因此，該區(qū)是尋找鐵礦盲礦體的有利地區(qū)。受太白向斜控制的第一含礦帶在太平村至溝西礦段，在東部溝西礦區(qū)，目前最大控制深度為-1400m，向下仍未封閉，而太平村至王埝溝礦段長度約8km，最大控制標(biāo)高為-900m，一般控制標(biāo)高為-400m～-500m，深部探礦仍有很大空間。

6 結(jié)論

(1)蒼嶧鐵礦帶由5個(gè)鐵礦帶組成，整體呈西部收攏、東部發(fā)散的“帚狀”分布。Ⅰ，Ⅱ號(hào)鐵成礦帶規(guī)模最大，礦帶中鐵礦體走向、厚度穩(wěn)定、有用組分分布均勻。延深較大，是主礦體的組成部分。Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ號(hào)鐵成礦帶主要分布在蒼嶧鐵礦帶的東部，礦帶在走向、傾向上變化較大，單礦體厚度不穩(wěn)定。有用組分分布不均勻，具尖滅在現(xiàn)的特點(diǎn)，具體表現(xiàn)在蒼嶧鐵礦帶東部的后利增、東新興兩礦區(qū)。

(2)礦體連續(xù)性分析，鐵礦體在走向、傾向上具有受褶皺構(gòu)造和斷裂構(gòu)造控制的特點(diǎn)。導(dǎo)致鐵礦帶在上桃園斷裂(F1)、平山后斷裂(F4)、后利增斷裂(F5)、白水牛石斷裂(F7) 自西向東在走向上具不同程度的臺(tái)階式抬升。在蒼嶧鐵礦帶東部王埝溝鐵礦區(qū)、北新莊鐵礦區(qū)、東新興鐵礦區(qū)表現(xiàn)為鐵礦帶的重復(fù)出現(xiàn)。

(3)新太古代魯西地區(qū)沉積了一套巨厚的含泥質(zhì)、鈣泥質(zhì)、泥砂質(zhì)細(xì)砂巖及基性火山巖建造、局部火山噴發(fā)的硅鐵質(zhì)沉積層，后經(jīng)海水搬運(yùn)分異沉淀，鐵質(zhì)礦物得到了初步富集。沉積層在中溫中壓環(huán)境的區(qū)域變質(zhì)作用下，使鐵質(zhì)進(jìn)一步活化富集，形成了以磁鐵礦、角閃石、黑云母、石英等礦物為主的磁鐵石英角閃巖、角閃磁鐵石英巖、黑云變粒巖等為主的泰山巖群山草峪組層狀含鐵變質(zhì)地層。其中磁鐵石英角閃巖、角閃磁鐵石英巖構(gòu)成了以磁鐵礦、角閃石、石英等為主要礦物成分的層狀鐵礦體。

(4)蒼嶧鐵礦帶具有規(guī)模大、礦體多、延深大、有用組分分布均勻、礦體在走向和傾向上產(chǎn)出穩(wěn)定的特點(diǎn)，且Ⅰ，Ⅱ號(hào)主礦帶在走向、傾向上受太白向斜和石閆背斜構(gòu)造控制，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ礦帶受新莊向斜、后大窯北背斜控制的特點(diǎn)。目前在鐵礦帶東部的溝西鐵礦區(qū)，經(jīng)工程驗(yàn)證在-1400m標(biāo)高以下，仍發(fā)現(xiàn)有可供開發(fā)利用的鐵礦體。因此該區(qū)在蒼嶧鐵礦帶中部、平山后斷裂(F4)西側(cè)至卓山鐵礦區(qū)，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ礦帶在白水牛石斷裂(F7)以西至卓山鐵礦區(qū)的深部具有良好的找礦前景，有望取得新的突破。

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Geological Characteristics and Prospecting Future in Cangyi Iron Deposit

SUN Maotian, AN Yangsheng, ZHANG Zhongtao

(Lunan Geo-engineering Exploration Institute, Shandong Yanzhou 272100, China)

Cangyi iron ore belt is one of the important iron ore belts in Shandong province. Geological exploration work has been carried out for many years, but lack of overall understanding of the geological metallogenic belt. Through analysis on geological background and geological characteristics, tectonic features, aeromagnetic anomaly characteristics of Cangyi mineralization belt, metallogenic regularity and prospecting have been summarized. It is showed that ancient Taishan rock group shancaoyu formation formation developed well. It is mainly composed of biotite granulite, accompanied with amphibolite, amphibolite, magnetite quartzite and magnetite hornblende quartz rocks. It belongs to banded quartz magnetite type construction. A series of close double fold were formed in this area. They are Taibai syncline, Shiyan anticline, Xinzhuang syncline and Houdayaobei anticline from north to south. Iron belt has obvious residual gravity high anomaly. Thus, 5 iron ore belts have been divided, they areⅠ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴore belt. It is pointed out that the metallogenic belt in deep and aeromagnetic anomaly edge are new prospecting direction. It will provide some references for the prospecting work.

Cangyi iron deposit; magnetic anomaly; geological characteristics; prospecting; Shandong province

2016-05-06；

2017-01-17；編輯：陶衛(wèi)衛(wèi)

孫茂田(1963—)，男，山東東平人，工程師，主要從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作；E-mail:yzsunmaotian@163.com

P618.31

A

孫茂田，安仰生，張忠濤.蒼嶧鐵礦帶地質(zhì)特征及找礦遠(yuǎn)景分析[J].山東國土資源，2017,33(4)：6-14. SUN Maotian, AN Yangsheng, ZHANG Zhongtao. Geological Characteristics and Prospecting Future in Cangyi Iron Deposit[J].Shandong Land and Resources, 2017,33(4)：6-14.

①山東省魯南地質(zhì)工程勘察院，李長有、安仰生、孫茂田等，山東省蒼山縣王埝溝鐵礦普查、詳查、勘探，2009年。

②山東省魯南地質(zhì)工程勘察院，李長有、安仰生、孫茂田、安茂國、申濤等，山東省蒼山縣溝西-西官莊鐵礦詳查、勘探，2012年。