山东省东平县旧县地区铁矿成因及找矿远景探讨

魏 斌，于本秀，张学明

（山东省地质矿产勘查开发局第五地质大队，山东 泰安 271000）

我国铁矿资源丰富，资源总量居世界第三位，查明的铁矿资源储量居世界第五位。铁矿是山东省的传统优势矿种，铁矿的经济规模和从业人数位列全省矿业前三位，铁矿查明资源/储量也较丰富。山东省东平—汶上铁矿成矿带是鲁西地区重要的鞍山式（沉积变质型）铁矿成矿带，成矿带内已发现彭集、大牛、李官集等大中型铁矿床，探明铁矿石资源量超过12亿t。研究区位于东平—汶上成矿带的北部，分析旧县铁矿床特征及矿床成因，对在类似地区寻找同类型铁矿具有极高的指导意义。

1 区域地质背景

研究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）、泰山—济南断隆、泰山凸起西南部。区内大面积出露古生代寒武—奥陶纪地层及第四纪地层；构造主要为大吉城—旧县断裂；岩浆岩仅发育中生代沂南序列铜汉庄单元。

图1 区域地质简图

2 研究区地质特征

研究区内地层主要出露寒武—奥陶纪九龙群，山间低洼地带发育第四纪地层，泰山岩群隐伏于寒武纪地层之下，山草峪组为区内主要的赋矿层位；NNE向F1断裂从区内穿过，断裂东侧出露1闪长玢岩岩株。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

研究区内共圈定了2个铁矿体，分别编号为I矿体、Ⅱ矿体，其中Ⅱ矿体为区内主矿体（图2）。Ⅱ号矿体赋存于泰山岩群山草峪组中下部，为研究区内的主矿体，矿体赋存标高-356m～-993m，矿体埋深512m～1144m。矿体呈层状，走向NW，倾向NE，倾角87°左右。沿倾向控制延深约640m，沿走向延伸约433m。矿体真厚度1.44m～7.86m，平均真厚度4.43m。矿体mFe品位15.12%～36.30%，平均20.22%；TFe品位17.43%～39.43%，平均23.60%。

图2 旧县地区第3勘探线剖面图

3.2 矿石质量

（1）矿石物质成分。矿石的主要岩性为磁铁石英岩和角闪磁铁石英岩。磁铁石英岩主要矿物成分为石英、黑云母、角闪石、磁铁矿、斜长石等，粒径一般在1.00mm～1.50mm之间；角闪磁铁石英岩主要矿物成分为角闪石、石英、磁铁矿及极少许磷灰石，粒径1.00mm左右。

（2）矿石结构构造。矿石的主要结构类型有半自形—他形粒状变晶结构、半自形—自形粒状变晶结构。矿石构造主要为条纹—条带状构造，由磁铁矿与角闪石和石英等矿物呈集合体组成条纹或条带相间，条带宽度一般为0.1cm～1cm，少数2cm以上。

4 矿床成因探讨

（1）控矿地质条件。研究区内铁矿主要为地层控矿，铁矿赋存于新太古代泰山岩群山草峪组中下部，为沉积变质型铁矿，山草峪组是鲁西地区沉积变质型铁矿重要的赋矿层位，具有专属性；区内仅发育F1断裂构造，断层离铁矿体较远，对矿体无影响。

（2）成矿物质来源。条带状铁建造（Banded Iron-Formation，简称BIF），是形成于前寒武纪的海相化学沉积岩，BIF铁矿床是国内外最重要的铁矿床类型，目前国际上广泛采用将BIF型铁矿分为：阿尔戈马（与海相火山有关）和苏比利尔湖型（与沉积作用有关）。鲁西地区沉积变质型铁矿属于阿尔戈马型[1]，前寒武纪早期含铁石英岩的形成与火山活动有着密切联系，火山活动是Fe和Si的主要来源。火山活动促使Si和Fe随着地壳深部及上地幔的热液喷出，由于沉积时间的不同，形成明暗相间、深浅不一的铁质层、硅质层。铁矿体形成于地壳早期阶段，都赋存在火山喷发旋回间歇期发育的沉积岩中。

（3）矿床成因。在整个前寒武纪长达3000Ma漫长地史时期中都有条带状铁矿的形成，这其中成矿活动最活跃的则是2400Ma～1800Ma。在北美2600Ma～1800Ma是条带状铁矿的主要成矿时期。前苏联、澳大利亚、巴西、南非等地的条带状铁矿区也都是在2600Ma～1800Ma时期成矿的。全球2600Ma以前，或在1800Ma以后形成的条带状铁矿，其发育规模和数量则少的多。这种非常具特点的时间性分布，表明条带状铁矿的形成与前寒武纪地壳地质构造活动有着极为密切的联系。火山活动促使硅和铁随着地壳深部及上地幔的热液喷出，由于沉积时间的不同，形成明暗相间、深浅不一的铁质层、硅质层。后经成岩作用、及区域变质作用等地质事件，矿物发生重结晶及片理化作用，形成磁铁矿、石英等主要成岩矿物，而且定向排列，形成明显的条纹、条带状构造含矿岩石，即磁铁石英岩型铁矿床。

5 矿床成矿基本规律和远景评价

（1）矿床成矿基本规律。在新太古代鲁西地区沉积了一套巨厚层含泥、铁质细砂岩含铁砂质建造，伴随有基性火山熔岩喷发，铁质矿物经海水搬运迁移，得到了初步富集。铁矿在形成过程中经历了三期变质作用。在区域变质温压条件作用下，使铁质进一步活化富集，形成泰山岩群山草峪组层状含铁变质岩组合，局部形成层状磁铁矿体。研究区下覆泰山岩群山草峪组地层，根据区域成矿规律该组地层是寻找沉积变质型“鞍山式”铁矿的有利层位。该层位在山东已找到多处磁铁矿床，研究区南部的东平—汶上成矿带上的彭集、梁林、大牛、石河王和北部的洪范池等铁矿均赋存于该层位。矿床具层控特性。多呈层状、似层状产出。其产状大体与围岩片麻理产状一致，矿体沿走向多呈带状展布，其尖灭再现分支复合现象明显。泰山岩群分布区的磁性异常也是寻找该类型矿床的重要标志。

（2）远景评价。该成矿带已探明铁矿资源量已超过12亿t，大中型铁矿有彭集铁矿、梁林铁矿、大牛铁矿、水河铁矿、化肥厂铁矿、冯家庄铁矿、洪范池铁矿等数个铁矿。研究区内隐伏有大规模山草峪组地层，主要岩石类型为黑云母变粒岩、黑云斜长片麻岩、斜长角闪岩及角闪石英岩等。该组地层是区域上的重要赋矿层位，彭集—水河铁矿成矿带已探明的铁矿均赋存于该地层中、下部。从1：10000高精度磁测图和航磁异常图分析，研究区内磁异常峰值800nT，强度和规模均较大。综合分析认为，通过进一步工作，有望扩大矿体规模。

6 结语

（1）东平旧县地区铁矿位于东平—汶上成矿带的北部，区内主要发育露寒武—奥陶纪九龙群和第四纪地层，泰山岩群隐伏于寒武纪地层之下，泰山岩群山草峪组为区内主要的赋矿层位。铁矿赋存于新太古代泰山岩群山草峪组中下部，为沉积变质型铁矿。

（2）矿体多呈多呈层状、似层状产出，沿已有磁铁矿体走向追索是寻找“鞍山式”铁矿的重要标志，泰山岩群分布区的磁性异常也是寻找该类型矿床的重要标志。