山东省苍山县沟西—西官庄铁矿成矿规律探讨

徐兴军， 王 娥

(广东省核工业地质局二九三大队，广东 广州 510800)

沟西—西官庄铁矿区位于苍山县城西约20 km处，西距枣庄市约25 km，面积约为5.28 km2，行政区划属苍山县尚岩镇、新兴镇(曾广汀等，1998)。根据以往地质工作初步确定其赋存有隐伏的鞍山式低品位铁矿，经过对行苍山县沟西－西官庄地区进行的详查评价工作，进一步查明该区的成矿地质条件，了解该区隐伏铁矿体产出的形态、规模、产状、厚度、分布及矿石品位等特征，对其中的7个矿体进行资源储量估算，共提交铁矿石资源量约1.63亿吨。

1 区域地质背景

苍山县沟西铁矿区位于鲁西隆起区南缘尼山—白彦断块凸起与陶枣断陷盆地之间，区内经历了漫长的地质历史，多期次的构造运动在区内留下了在丰富的构造形迹，在基底岩系中往往形成基底褶皱构造，盖层分布明显受断裂构造的控制。

1.1 地层

矿区地层由老到新主要为新太古代泰山岩群山草峪组，新元古代土门群青白口纪黑山官组和二青山组、震旦纪佟家庄组，古生代寒武纪长清群李官组、朱砂洞组、馒头组(安仰生等，2008)。新太古代泰山岩群山草峪组是(鞍山式)铁矿的赋存层位，主要分布在矿区的中西部。第四系分布于山前平地及沟谷两侧。

1.2 构造

区内构造按其特征与形式可分为基底构造和盖层构造两种，两者对铁矿床形成均有不同程度的影响。

1.2.1 基底构造

区内泰山岩群变质地层经过强烈的变质变形作用形成了一系列紧密的复式褶皱。其主要发育太白向斜，为一向西倾伏的不对称紧密褶皱，走向285°～315°，轴面倾向北，倾角 80°，两翼倾角北陡南缓，北翼倾角 65°～88°，南翼倾角 33°～75°。长度大于12 km，核部由黑云变粒岩组成，东部为盖层所覆盖。向斜枢纽自东向西平缓倾伏，倾伏角约3°～6°。向斜两翼赋存有沉积变质型铁矿带。沟西—西官庄铁矿段位于太白向斜的东段，为全隐伏区。

1.2.2 盖层构造

区内盖层总体为一向北东缓倾的单斜构造。断裂构造主要发育近东西向、北东向两组，均为高角度正断层。区内发育 F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7七条北东向断层和近东西向枣庄断裂(F8)。其中影响矿段内的断层F5、F6、F7三条，断层斜切矿体，对矿体的连续性具破坏作用。

图1 沟西－西官庄地区地质地形简图(据鲁南地质勘察院，2011)Fig.1 Ditch West-West Guanzhuang geological topographic diagram

表1 区域地层表Table1 The regional stratigraphy characteristics in Ditch West-West Guanzhuang

(1)枣庄断裂(F8)。枣庄断裂为区域性主干断裂，矿区南部通过，主要经过西官庄矿区。走向近东西，断裂带宽度一般30～50 m，最宽处达500 m，带内发育构造角砾岩。断裂倾向南，倾角60°～80°，为高角度正断层，延伸长度约77 km。由于第四系覆盖，区内断续出露，上盘地层为寒武纪，下盘地层为太古代泰山岩群、元古代土门群及寒武纪地层，控制着区域含矿岩系泰山岩群山草峪组的分布。经钻孔揭露证实，虽为矿后断层，但因其南倾背离矿体，对区内矿体未造成破坏，对区内矿体的连续性和开采影响不大。

(2)北东向断层。区内发育有北东向断层构造七条，分布于矿区中北部，编号分别为F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7。断层性质相同，多为高角度正断层，产状相近，断层多切穿了含矿地层及铁矿带，对矿体起不同程度的破坏作用。

F1、F2分布于详查区西北部，其中F1断层走向25°，延伸长度约1.4 km，F2 断层走向 35°，延伸长度约2.5 km，两断层多为第四系覆盖，局部出露，倾向北西，倾角65°，临区钻探揭露其水平断距10～25 m，垂直断距15～50 m，断层向下延深较小，对矿体破坏不明显。

F3、F4分布于详查区西部，其中F3断层走向35 ～60°，延伸长2.1 km，F4 断层走向 35°，延伸长1.2 km，两断层出露地表，平行产出，倾向北西，倾角约60°。断层错断南部矿体，水平断距10～25 m，近断裂处矿体走向略有改变，扭曲现象明显，矿石较破碎，矿石质量无明显变化。

F5断层位于详查区中西部，沟西矿段内ZK101孔内发现构造角砾岩，断层走向45°～60°，倾向北西，倾角65°～80°，为高角度正断层。断层延伸长度约6.0 km，且区内多被第四系覆盖。其水平断距20～80 m，垂直断距10～60 m，断层截穿矿体，破坏了矿体的连续性，对矿体有一定的破坏作用。

F6断层位于沟西矿段中偏东部、西官庄矿段中部，延伸长度约 5.7 km，走向 35 ～50°，倾向北西，倾角49～80°，为正断层。断层破碎带宽1～12 m，主要由两盘地层碎裂岩组成，局部发育断层泥及角砾岩，角砾成分主要为石英砂岩、页岩、黑云变粒岩等，角砾多呈次棱角状或次圆状，少量呈透镜状，泥质、钙质胶结，胶结程度较差。断层两盘地层垂直断距较大，达110 m，水平断距22～80 m，断层切穿了矿区含矿地层及南北两矿带，对区内盖层和矿体具明显错动作用，破坏了矿体的连续性。

F7断层位于详查区中东部，总体走向45°～60°，倾向北西，倾角52～80°，为高角度正断层。断层多为第四系覆盖，中部出露地表，延伸长度约4.5 km。断层两盘地层垂直断距约10～80 m，水平断距10～60 m，对区内盖层及矿带具明显错动作用，破坏了矿体的连续性。

2 矿体特征

2.1 分布特征

本矿床位于苍峄铁矿带东段(亦太白向斜东段)，矿石平均品位 TFe 30.71%，mFe 18.99%，为低品位的贫铁矿石，是典型的沉积变质型(鞍山式)铁矿。矿体赋存于泰山岩群山草峪组变质地层中，岩性主要为黑云变粒岩，局部夹磁铁石英角闪岩、磁铁角闪石英岩、黑云角闪片岩等。

矿区共分两个矿段，均全隐伏矿床，发育两条主矿带4个矿体，矿带发育2个矿体，分别为北翼(N)两带N①、N②;南翼(S)两带 S①、S②两个矿体。

南北两翼矿体平行展布，形态相似，呈层状、似层状产出，工程控制长度均达2 000 m。其间以黑云变粒岩为主，少量黑云角闪片岩及含磁铁黑云角闪片岩等。矿带均沿走向或倾向呈舒缓波状延展，具膨胀收缩的特征，自西向东呈变窄趋势，但南翼矿体自西向东呈变窄趋势。

其中北翼(N)矿带为矿床主矿带，其铁矿石资源量占本矿段估算总资源量的75.08%，发育N①、N②2个矿体，矿带内2个矿体的平均厚度之和为19.63m。矿 带 平 均 品 位 TFe31.51%，mFe 19.48%。N①和N②两矿体间距一般4～30 m，矿带走向285°～315°，倾向南，倾角 61°～87°局部近直立;矿带沿走向或倾向呈舒缓波状延展，产出稳定，局部具膨胀狭缩现象。N①、N②矿体分布于9－10线之间，其中由N①34个见矿工程控制;N②号矿体由33个见矿工程控制。

南翼(S)矿带工程控制长度2 000 m，其铁矿石资源量占本次估算总资源量的7.9%，发育S①、S②两个矿体，间距一般5～16 m，其间以黑云变粒岩为主，少量黑云角闪片岩及含磁铁黑云角闪片岩等。两矿体厚度具明显的互补性，矿带两矿体平均厚度之和10.33 m。矿体走向285°～315°，倾向北，倾角 65°～87°，局部直立。矿带平均品位 TFe 28.28%，mFe 17.14%。S ①、S②矿体分布于 9 －10线之间，其中S①由16个见矿工程控制;S②号矿体由17个见矿工程控制。

图2 沟西矿段矿体工程布置图(据鲁南地质勘察院，2011)Fig.2 Engineering layout of West ditch ore block

图3 西官庄矿段矿体工程布置图(据鲁南地质勘察院，2011)Fig.3 Eengineering layout of West Guanzhuang ore

西官庄矿段赋存于后大窑背斜南翼东段，为全隐伏铁矿床，发育一条主矿带①、②、③三个矿体。

各矿体近平行展布，矿体呈层状、似层状产出，产状与地层产状一致，产出较稳定。矿体赋存标高为－132～－392 m。矿段平均品位TFe 28.96%，mFe 18.06%。矿体岩性以黑云变粒岩为主，少量黑云角闪片岩及含磁铁黑云角闪片岩等。矿段范围内沿走向控制长度1 800 m，控制斜深526 m，矿段内两矿体平均厚度之和为4.80 m。其中主矿体①、②矿体间距1.60～6.10 m，且两矿体西端均被F4断层错断，对矿体错动较小，中部被F5断层错断。其中①矿体由10条勘查线19个见矿钻孔控制，赋存于－132～－652 m标高间，工程控制间距200×116～281 m(走向 ×斜深)，工程控制长度1 800 m，工程控制最大斜深526 m。矿体厚度一般1.36 ～2.61 m，最大厚度 6.40 m，最小厚度 1.23 m，平均厚度2.16 m，厚度变化系数56.04%，厚度变化较稳定。②号矿体由10条勘查线22个见矿钻孔控制，赋存于－132～－662 m标高间，工程控制间距200×114～282 m，工程控制长度1 800 m，工程控制最大斜深526 m。矿体厚度一般1.50～3.61 m，最大厚度 5.63 m，最小厚度 1.26 m，平均厚度2.64 m。厚度变化系数42.90%，厚度变化稳定。

③号矿体位于①矿体南侧约267 m，为单孔控制的透镜状小矿体，其形态结构相对比较简单。

2.2 矿石特征

根据岩矿鉴定和野外观察，矿石中金属矿物主要有磁铁矿、磁黄铁矿、假象赤铁矿、黄铁矿及褐铁矿等;非金属矿物主要有角闪石、石英、黑云母、铁闪石、透闪石、方解石、辉石，及少量绿帘石、绿泥石、石榴子石、磷灰石、金红石等(徐超等，2009)。

矿石在区域内显现多种结构。有条带状结构，磁铁矿颗粒连晶成条纹条带，与石英、角闪石平行相间排列，呈黑白相间。有散粒状结构，磁铁矿呈半自形或他形粒状，大多分布于角闪石、黑云母、石英中;也有斑状结构，磁铁矿呈他形—半自形不等粒状，主要分布于角闪石、石英颗粒间;也有交代结构，磁铁矿颗粒中包裹着角闪石的残晶，假象赤铁矿沿磁铁矿的边缘或解理进行交代。

矿石构造主要由磁铁矿、石英、角闪石等粒状、柱状矿物集合体各自集中，相间分布，构成条带状构造。也有少量矿石中角闪石、石英、磁铁矿等粒状矿物混杂分布，各矿物成分定向性不明显或半定向，各矿物成分分布相对均匀，形成块状构造。

矿体围岩主要为深灰色的黑云变粒岩，细粒他形—半自形粒状变晶结构，弱片麻状构造。其次为深绿—灰绿色黑云角闪片岩，粒状、柱状、片状变晶结构，片状构造。另外含少量白云母、磷灰石，偶见黄铁矿。偶见磁铁石英角闪岩、含磁铁黑云角闪片岩及黑云角闪片岩和黑云变粒岩等岩性的夹石。

矿体中的矿物成分与围岩大致是同时期沉积形成，根据岩石中的黑云变粒岩中局部见有变余砂状结构，可见矿体围岩属副变质岩。

3 矿床成因

区域受构造的影响，局部抬升地段出露泰山群山草峪组，区内七条北东向断层构造呈带状分布，总体控制了区内铁矿体的展布。

鲁西地区基底由新太古代泰山岩群、TTG岩性和古元代造山花岗体组成，其原岩为一套性火山岩，含泥质细砂岩夹含泥硅铁质岩建造，经海水搬运分异沉淀，铁质得到了初步富集。又因为区内泰山岩群岩性主要由斜长角闪岩和黑云变粒岩组成，并和TTG岩系一起遭受了中－浅程度的变质作用(宋明春等，2001)。根据多年来对鲁西地区泰山岩群的研究，结合区域变质岩特征及同位素年龄资料，鲁西地区新太古代变质岩系原岩经历了三期变质作用。第一期区域变质作用为中压、中温中级变质，变质程度为低角闪岩相;第二期区域变质作用为中压、中低温变质，变质程度为高绿片岩相;第三次为退变质作用，属低绿片岩相，但表现不明显(孙忠朴等，2009))。

在中温中压的环境下，经区域变质作用，原岩物质发生重结晶，形成了磁铁矿，角闪石，云母、石英等矿物，构成黑云母长英变粒岩，黑云母角闪片岩，条带状黑云角闪石英片岩，磁铁石英角闪岩等，形成本区铁矿赋矿层(孙忠朴等，2009)。这为铁质富集和铁矿赋矿层位的形成打下了基础，从而形成了沉积变质铁矿。

4 结束语

矿区内岩矿石中的金属矿物主要有磁铁矿、磁黄铁矿等，矿体为全隐伏产出，且赋存于太白向斜南北两翼泰山岩群山草峪组变质地层中。由于在这样沉积式变质铁矿床中，矿床与沉积盖层及围岩有着很大的磁性差异。因此可在区域内开展高精度磁测工作，寻找隐伏矿体，为矿床的总体规划做好前期工作，指导探矿工程的布设，更大可能的防止漏矿。

安仰生，韩廷宝，主邦君，等.2008.山东苍山王埝沟铁矿床地质特征及找矿方法探讨[J].山东国土资源，24:7－8.

宋明春，李洪奎.2001.山东省区域地质构造演化探讨[J].山东地质，17(6):12－21.

孙忠朴，李君阁.2009.苍山铁矿地质条件分类刍议[J].金属矿山，(z1):339－341.

徐超，孙燕，王强，等.2009.山东省土山铁矿床特征及开采技术条件[J].矿物学报，(z1):739－740.

闫贺龙.2011.GIS技术在成矿预测中的应用[D].河南理工大学硕士论文.

曾广汀，吕昶，徐金芳.1998.山东铁矿地质[M].济南:山东科学技术出版社.

张旭，甘延景，梁栋彬，等.2009.高精度重力磁法在苍山县沟西铁矿勘查中的应用[J].山东田土资源，25(3):28－30.