山东莱芜孤山铁矿地质特征及成矿模式探讨

张念朋

（山东省第五地质矿产勘查院，山东 泰安 271000）

山东莱芜接触交代型（矽卡岩型）铁矿是山东著名的铁矿类型，已发现的矿山、金牛山、崅峪、铁铜沟4个矿田已探明的资源量超过4.9亿t[1，2]，孤山铁矿位于金牛山矿田的西部，是典型的接触交代型铁矿。

1 区域地质背景

矿区大地构造位置位于华北板块（Ⅰ）鲁西隆起区（Ⅱ）鲁中隆起（Ⅲ）新甫山-莱芜断隆（Ⅳ）泰莱凹陷（Ⅴ）的北部边缘，北临泰山凸起（Ⅴ）。区域几乎全被第四系覆盖，仅在孤山周边出露寒武纪长清群馒头组地层；区域构造位于区域北部泰莱盆地与泰山凸起的接触部位，为莱芜弧形断裂带的西翼组成部分，隐伏于第四系之下；区域岩浆岩分布于区域北侧和孤山附近，岩性为古元古代的二长花岗岩和中生代闪长岩。

2 矿区地质

矿区几乎全被第四系覆盖，根据钻孔资料绘制了矿区基岩地质图（见图1）。

图1 矿区基岩磁异常综合图

2.1 地层

矿区地层为奥陶纪马家沟群碳酸盐岩，分布于区内背斜西侧，地层产状随接触带走向而变化，南部地层走向315°，倾向SW；北部转为走向45°，倾向NW，倾角30°～35°。岩性主要为灰色富含泥质薄层含燧石条帯状石灰岩、灰白色致密坚硬状大理岩等。

2.2 构造

矿区位于一小型背斜的转折端处，该背斜南翼从孤山东南向东延续至大王庄，北翼在矿区中部位置呈NE45°～50°方向延伸，其形态与岩体侵位有关，背斜核部岩性为矽卡岩。区内断裂构造不发育。

2.3 岩浆岩

分布于区内背斜东侧，岩性为中生代燕山期侵位的闪长岩体，岩石呈灰白色略带暗绿色，全晶质中至粗粒结构，块状构造。钻孔中可见辉石斑晶，近地表风化呈疏松状。主要矿物成份为中长石、普通角闪石、普通辉石等。呈岩床状产出，近接触带有蚀变现象。

2.4 磁异常

矿区磁异常（图1）显示，该区ΔT值在200nT～1000nT之间，按异常下限ΔT值600nT可圈出4处磁异常，编号C1～C4，磁异常分布位置与矽卡岩带基本吻合，铁矿体产于磁异常梯度带较陡处，这正符合铁矿在磁异常中的产出部位[3]。

3 矿床特征

3.1 矿体特征

矿区有10个矿体，编号Ⅰ～Ⅹ，其中Ⅰ～Ⅳ号矿体已采完，剩余矿体中Ⅴ号矿体规模最大。

Ⅴ号矿体：位于矿区中部，产于矽卡岩带靠蚀变闪长岩一侧，控制矿体赋存标高+185.62～+138m，向深部还有延伸。矿体空间形态总体为似层状，局部有囊状凸起。矿体倾向300°，倾角35°左右，走向长50m～60m，深部沿NE走向和NW倾向有较大延深，倾角变缓至20°左右。矿体真厚度3.08m～6.19m，平均4.58m，厚度变化系数为30%，矿体形态简单。矿体TFe品位29.15%～61.34%，平均品位39.25%，品位变化系数为15%。

Ⅵ～Ⅹ号矿体特征见表1。

3.2 矿石质量

3.2.1 矿石的矿物成分、结构、构造

（1）矿石主要矿物成分。矿石的矿物成份以磁铁矿为主，少量赤铁矿、褐铁矿，含有微量黄铁矿。脉石矿物除方解石外，还有透辉石、黑云母及蛇纹石、绿泥石等。

（2）矿石结构、构造。矿石以粒状结构，镶嵌结构为主，构造有细脉状构造、块状构造、浸染状构造、蜂窝状构造等。

表1 Ⅵ～Ⅹ号矿体特征一览表

表2 孤山铁矿矿床的成矿模式表

3.2.2 矿石化学成分

矿石中TFe最高含量为61.34%，最低含量为19.77%，Ⅴ～Ⅹ号矿体品位变化系数均＜50%，矿体矿化连续，有用组分分布均匀。

一般有害成份S、P、SiO2沿倾向、走向变化较稳定，平均品位S：0.019%，P：0.050%，SiO2：8.29%，均不超过有害成份允许含量。其它如Cu：0.044%，Co：0.008%等化学元素含量均低于有益组分回收要求。

3.3 矿石类型

矿石的自然类型为致密块状磁铁矿石，矿石的工业类型为需选铁矿石。

4 控矿因素及矿化蚀变

4.1 控矿因素

孤山铁矿主要控矿因素有以下三个方面：①地层因素，矿体产于奥陶纪马家沟群碳酸盐岩地层边部，该地层高钙、低铝、低镁、低硅酸盐对铁矿成矿最为有利，是莱芜、济南等地热液交代型铁矿成矿条件较好的围岩[4]；②构造因素，矿体产于一小型背斜构造的转折端部位，走向及产状严格受背斜控制；③岩浆岩因素，含有成矿物质的中生代燕山期闪长岩体侵入奥陶纪马家沟群碳酸盐岩内，在接触部位发生热液交代作用析出铁矿体。

4.2 矿化蚀变

区内围岩蚀变明显，表现为马家沟组碳酸盐岩的普遍大理石化，碳酸盐岩与闪长岩接触带的矽卡岩化，及其产生的磁铁矿化、金云母化、蛇纹石化、绿泥石化、黄铁矿化等。

5 矿床成因及找矿标志

5.1 矿床成因

矿区地质构造为一软弱地带，构成成矿热液的良好通道，为矿床的形成提供了良好的构造条件。燕山期闪长岩岩浆沿构造侵入奥陶纪马家沟群地层内，在岩浆基本凝固之后，富含Fe、Me的岩浆残余溶液沿接触带或节理裂隙破裂带上升，并在有利的围岩条件和构造部位，发生接触交代作用形成磁铁矿。故矿床类型为接触交代型磁铁矿床。

5.2 找矿标志

本矿矽卡岩化最强烈的地段，热液蚀变现象也最显著，同时磁铁矿化强度也最大。因此，围岩蚀变构成显著找矿标志。矿区内与成矿直接有关的围岩为马家沟群厚层碳酸盐岩，这种富镁质碳酸盐岩在成矿过程中发挥了重要的作用，为找矿的地层标志。矿区处于小背斜转折端，岩体顶面下凹部位往往形成矿体，是找矿的构造标志。本矿床属于磁铁矿床，矿体处产生600nT～1000nT正磁异常，因此磁异常是一个重要的找矿标志。

6 成矿模式

通过对矿床特征、矿化蚀变、控矿因素、地球物理特征及矿床成因的概括总结，建立了孤山铁矿矿床的成矿模式表（表 2）。