山东新泰单家庄-苇池硫铁矿地质特征及找矿方向

王帅

摘  要：单家庄-苇池地区出露地层主要为新太古代泰山岩群雁翎关组以片岩、斜长角闪岩为主的变质岩系，该区为一单斜构造，地层普遍发育小褶曲和揉皱，仅局部有小规模断层发育，区内岩浆岩主要为新太古代新甫山序列、峄山序列、傲徕山序列的酸性岩体及伟晶岩脉。区内共发现4个矿体，均赋存在雁翎关组地层中，受雁翎关组北西向层间裂隙带控制。本矿床为中低温热液充填交代型硫铁矿矿床。

关键词：硫铁矿;地质特征;找矿标志;单家庄

中图分类号：P618.31       文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）05-0076-02

硫铁矿是我国目前炼制硫酸和硫磺的主要矿物原料[1]。硫酸、硫磺广泛用于化学、冶金、国防等工业部门。随着经济的快速发展，对硫资源的需求日益增长。

硫铁矿在山东分布地域较广，鲁东和鲁西地区均有出露，以鲁东为主，鲁西地区分布较少[2]。鲁西地区的硫铁矿主要分布在鲁中隆起中部的新太古代早期含磁黄铁矿、黄铁矿基性火山-沉积建造中，如新泰石河庄硫铁矿[3]、莱芜鹏山硫铁矿、平邑东近台硫铁矿等，其矿床类型主要为中低温热液充填交代型硫铁矿矿床。本区成矿地质条件类似，本文旨在通过工作中对该区取得资料的综合研究，探讨成矿规律及找矿标志，以指导找矿工作。

1 地质背景

该区大地构造位置位于华北板块、鲁西隆起区、鲁中隆起、新甫山-莱芜断隆、新甫山凸起。区域上地层分为两大部分，一为新太古界泰山岩群构成的基底岩层，由雁翎关组、山草峪组组成;另一部分为古生界、新生界组成的盖层，主要为寒武系和第四系。雁翎关组是区域上硫铁矿化带顺层发育的层位，尤其中上部局部硫铁矿富集形成工业矿体。区域基底构造以紧密线形褶皱构造为主，表现形式為一系列的向斜和背斜，其走向为北西向，另外广泛发育节理、裂隙和小揉皱;盖层以局部发育高角度断层和断陷盆地为主。区域上岩浆岩主要为新太古代新甫山序列、峄山序列、傲徕山序列的酸性岩体。区域上的矿产主要包括硫铁矿、石英岩、长石及蛇纹岩矿，局部有铁、金、镍和重晶石等的低品位矿化。

2 地质特征

2.1 地层

区内出露地层主要为新太古代泰山岩群雁翎关组，局部少量发育寒武系和第四系。

新太古代雁翎关组广泛分布于矿区，为一套以片岩、斜长角闪岩为主的变质岩系。呈单斜产出，总体走向北西-南东，倾向南西，倾角76°～87°。分为三段：下段以黑绿色细粒斜长角闪岩、绿泥（透闪）阳起片岩角闪变粒岩夹黑云变粒（片）岩为主，局部含有蛇纹岩，厚度大于85m;中段岩性以黑灰色中细粒斜长角闪岩、黄绿色透闪阳起片岩为主，夹有角闪片岩、绿泥（阳起）透闪片岩、黑云变粒岩等，厚约380m;上段主要岩性为斜长角闪岩、绿泥阳起片岩，夹角闪片岩、黑云变粒岩，厚度大于281m。该组中上部硫铁矿矿体呈似层状断续分布，严格受层位控制。

寒武系只发育于矿区最北部，为一套白云质灰岩、砂质、粉砂质、钙质页岩为主的沉积岩。

第四系主要在沟谷中发育，主要为含砾砂土、冲积砂、砂砾等。

2.2 构造

该区为新甫山背斜南翼的组成部分，区内雁翎关组地层表现为一单斜（褶皱）构造，地层东老西新，总体走向310°～340°，倾向南西，倾角一般75°以上，局部地段倒转向北东倾。在此基础上区内普遍发育小褶曲和揉皱，仅局部有小规模断层发育。

褶曲和揉皱：矿区内片岩中存在较为普遍，局部集中发育，具有叠加现象。其轴向多呈北西-南东向，与区域构造线方向一致。轴面产状大部分较陡，反映了区域上垂直轴面方向的多次应力变形，而且这种变形多发生在区域变质过程中的塑性-半塑性状态下，因此本区具有明显位移的断层不十分发育。

断裂：区内断层不发育，只是局部存在，总体表现为具有明显位移的断层少见和不具明显位移的节理、裂隙等广泛发育。见断裂2条，其一呈北西-南东向略向西凸的压扭性断层，延伸百余米，倾向南西，倾角42°;其二沿花岗岩岩体与雁翎关组接触带发育，断层面产状较陡，并且向西延伸进入雁翎关组，规模较小。

2.3 岩浆岩

区内出露岩浆岩主要为新太古代新甫山序列、峄山序列、傲徕山序列的酸性岩体，在区内呈北西向展布。新甫山序列主要发育片麻状中细粒（含黑云）奥长花岗岩，峄山序列主要发育片麻状花岗闪长岩，傲徕山序列主要发育二长花岗岩。

矿区岩脉主要为伟晶岩脉，在雁翎关组变质地层中广泛出露，多沿北西向裂隙贯入，一般长几米到百余米，厚1～5米，形状不规则，多呈支脉状、透镜状、弯曲脉状，倾向北东，倾角70°～80°，少数30°左右。

2.4 矿化蚀变带特征

矿区内硫铁矿化带发育于单家庄-苇池之间的雁翎关组地层上部，走向310°～328°，长4600米左右，倾向南西，倾角近直立，延深大于180m，其发育严格受层位控制。地表明显存在氧化带，氧化带主要由褐铁矿及少量长石构成，呈黑褐色，红褐色，隐晶胶状结构，蜂窝状-块状构造。据已有工程控制，氧化带深度8～16米，受地形影响较大，地势相对陡的地段较浅，地势平坦处较深。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

区内共发现4个矿体，编号为Ⅰ～Ⅳ，分述如下：

Ⅰ号矿体：发育于矿区北部单家庄村东，矿体走向322°，延长约400米，倾向232°左右，倾角80°～86°，延深约180米。矿体呈似层状-薄透镜状，向边部具有分枝现象。矿体深部沿走向逐渐缩短，最北部1线地表以下未见矿。矿体厚度一般0.78～2.89米，平均为2.58米，最厚4.00米;矿体品位一般含硫（S%）8.50%～20.00%，平均为14.98%，最低8.29%，最高23.35%，沿走向厚度变化系数23.44%～76.09%，自中部向边部逐渐变薄;品位变化系数为0.00%～49.34%，自中部向边部逐渐变低。沿倾向厚度有逐渐变薄之势，变化系数为20.12%～82.07%;品位沿倾向逐渐变低，变化系数为0.71%～52.87%。

Ⅱ号矿体：分布于雌山以东，走向310°～330°，延长近400米，倾向南西220°～240°，倾角86°左右，延深大于100米左右。矿体呈似层状-薄透镜状，厚度一般1.50～2.00米，平均1.75米，最大2.00米，最小1.50米，沿走向变化系数为0.00～17.50%，有向深部变厚的趋势，品位一般含硫（S%）16.56%～26.26%，最低16.56%，最高26.26%，变化系数1.38%～36.94%。

Ⅲ号矿体：位于雁翎关村西北部，矿体走向总体为322°，延长350米左右，倾向232°，倾角78°～86°，延深大于100米。矿体厚度有自地表向下变厚的趋势，一般1.00～3.00米，最厚3.00米，最薄1.00米，走向变化系数为0.00%～33.33%。矿体品位自中部向两侧变低，一般含硫（S%）13.78%～18.60%，最高21.30%，最低13.78%，品位变化系数为2.18%～35.31%。

Ⅳ号矿体，为隐伏矿体，见于单家庄一带钻孔中，与Ⅰ号矿体平行排列，产状232°∠87°，倾向延深100米左右，厚度2.18米，品位含硫（S%）8.42%。

3.2 矿石特征

矿石矿物主要为磁黄铁矿和黄铁矿，有少量的黄铜矿、闪锌矿、磁铁矿;脉石矿物以普通角闪石、透灰石、斜长石为主，含有少量的碳酸盐类、绿泥石、石榴子石、石英等。

矿石的结构以细粒花岗变晶结构、鳞片花岗变晶结构为主，局部可见变余花岗变晶结构，硫化物矿物呈半自形-它形粒状，粒径一般0.1～1.0mm。矿石构造以浸染状、细脉状为主，蜂窝状和块状次之。

矿石含硫品位（S%）8.00%～28.96%，平均16.01%，一般是矿体中部比边部品位高，浅部较深部品位高，块状和蜂窝状矿石品位较高。其它伴生有益组分为Fe、Cu、Ni、Co等，但含量均不能达到综合回收的要求。有害组分主要是As、Pb、Zn、C，但含量均远远低于工业利用允许的最大含量。

矿石自然类型分块状磁黄铁矿、蜂窝状黄铁矿、细脉状黄铁矿和浸染状磁黄铁矿4种，工业类型属低硫型硫铁矿。

3.3 围岩蚀变

矿体顶、底板围岩主要为斜长角闪岩，局部为绿泥阳起片岩、绿泥透闪片岩。围岩蚀变主要为褐铁矿化、硅化、碳酸盐化，地表可见褐铁矿铁帽。

4 矿床成因及找矿标志

4.1 矿床成因

本区矿体均賦存在雁翎关组地层中，受雁翎关组北西向层间裂隙带控制，结合相邻矿区资料分析，该区成矿应为岩浆热液沿雁翎关组层间裂隙充填，并与含铁较高的雁翎关组变质岩系交代成矿。根据本区控矿地质条件，结合矿化特征、矿物组合及围岩蚀变特点，认为本矿床为中低温热液充填交代型硫铁矿矿床。

4.2 找矿标志

依据该区控矿因素、矿化类型，结合区域和矿区地质特征，总结找矿标志为：（1）雁翎关组为本区硫铁矿赋矿地层，其层间裂隙为区内容矿构造;（2）褐铁矿化、硅化、碳酸盐化等蚀变为本区重要找矿标志;（3）地表矿脉氧化带所形成的铁帽是重要的找矿标志。

参考文献：

[1]赵明，陈春琳，高鹏，孙小红.我国硫资源供需状况及需求预测[J].化工矿产地质，2014，36（03）：173-181.

[2]朱杰，宫述林.山东硫铁矿矿床[M]∥孔庆友，等.山东矿床.济南：山东科学技术出版社，2002：580-593.

[3]朱祥坤，李志红，唐索寒，李延河.早前寒武纪硫铁矿矿床Fe同位素特征及其地质意义——以山东石河庄和河北大川为例[J].岩石矿物学杂志，2008（05）：429-434.