山东省东平县吴庄矿区地质特征及成矿规律探讨

王志鹏

（山东省鲁南地质工程勘察院（山东省地勘局第二地质大队），山东 济宁 272100）

吴庄地区铁矿位于山东省东平县城西南，其总面积为4.07km2。在市区内交通较为便利。当前的金属矿还还属于详细勘查阶段，探矿权人为山东盛鑫矿业有限公司。

1 成矿地质背景

本研究矿区位于华北板块，鲁西隆起区的鲁中隆起带，东平～肥城断隆内东平凸起的南部。新太古代泰山岩群变质岩结晶基底覆存于第四系之下；盖层以古生代寒武系、奥陶系的碳酸盐岩为主；区内构造以断裂为主，其中以北西向和近南北向断裂规模较大；区内岩浆岩不发育，仅在钻孔中见有中生代燕山期脉状侵入体。第四系覆盖下主要地层为新太古代泰山岩群山草峪组，主要岩性为变粒岩，其次黑云斜长片麻岩、磁铁角闪石英岩、片岩等，该矿层均属于区域变质作用以及混合岩化作用，片麻里的发育走向为308°～327°，倾向南西，倾角72°～78°。该区为金属矿的赋存层位。区内主要有两处高磁异常，以400nT以上等值线可圈定以大高庄、马家代村为中心的2个较大异常带，其长轴总体方向为320°。大高庄磁异常分两个带，北东带和南西带，北东带峰值为400nT，南西带异常峰值达600nT。另在两个异常带间的200nT低值区圈出了规模较小的Ⅲ和Ⅳ号矿带；马家代村磁异常400nT范围长约11km，宽约800m，呈长条状展布，异常峰值高达800nT。等值线局部发生同向弯曲，推测由断裂所致。矿化类型为“沉积变质型”铁矿，见矿层位为新太古代泰山岩群山草峪组的含铁变质岩系，说明磁异常为矿致异常。

2 矿床地质特征

（1）矿床地质特征。吴庄铁矿为全隐伏矿体，由4个矿体组成，分别为Ⅰ-Ⅳ矿体，其中Ⅰ-1、Ⅱ-1矿体为区内主矿体，Ⅲ-1、Ⅲ-2、Ⅲ-4矿体为次矿体；其余的Ⅰ-2、Ⅰ-3、Ⅲ-3、Ⅳ-1矿体为小矿体。矿体的展布形式为平行方式，呈现出层状赋存在泰山的群山草峪组地层当中，矿层产状与地层的产状的形态基本一致。所研究的矿区主要成分是磁铁角闪石英矿，其顶底板围岩是以黑云角闪片矿为主。矿体赋存标高-48mm～-560m；埋深48m～588m。区内矿体总体走向325°，倾向南西，倾角58°～83°；矿床平均品位：TFe：30.11%，mFe：22.52%，品位变化系数TFe：11.2%，mFe：17.5%。矿体与顶底板围岩界线分明，无过渡现象。矿体内偶见夹石，矿化较连续。

（2）Ⅰ-1矿体。该矿体位于大高庄北东约900m处，分布于13号～2号勘探线间。矿体呈波状弯曲，走向300°～346°，总体为318°，倾向南西，倾角65°～81°；赋存标高-48m～-560m；埋深48m～588m。矿体总长1820m。控制斜深630m。矿体厚度1.78m～11.60m，平均5.59m，厚度变化系数48.62%，厚度变化中等。矿体沿走向厚度由北西向南逐渐变薄，沿倾角方向的厚度也由上而下逐渐变薄。矿体品位TFe：23.68%～33.94%，平均品位：29.48%，品位变化系数TFe：11.64%；mFe：15.31%～31.45%，平均品位变化系数21.15%，属有用组分分布均匀的矿体。虽然沿倾向Ⅰ-1矿体品位自上而下有降低的趋势，但向深部未封闭，还有较大找矿潜力。

（3）矿石化学成分.矿床内有益组分为TFe、mFe，矿床内单样品TFe最高品位40.97%，最低品位22.99%，平均为TFe 30.11%；mFe最高品位31.46%，最低品位15.08%；平均为mFe22.52%。伴生有益组分TiO2最高品位0.39%，最低品位0.04%，平均为0.08%；含量较低，达不到工业综合回收利用要求。矿石中主要有害杂质SiO2含量较高，SiO2最高含量59.29%，；其余有害组分As、SO3、P2O5含量较低。矿石中Al2O3、CaO、MgO等，平均含量均不超过5%。其它元素微量。

（4）矿石类型。该矿区矿石主要类型为铁矿，并以磁铁矿为主。根据所研究的矿石当中，所出现的矿脉主要是以脉石矿物为主，矿区矿石为石英型；按结构构造划分，为条带～条纹状矿石。矿石工业类型属于需选铁矿石工业类型的弱磁性贫铁矿石。

3 成矿规律探讨

（1）成矿规律。矿区位于汶上-东平铁矿成矿带内部，成矿带呈北西318°方向展布，带内不同规模的高磁异常。①控矿地层。吴庄铁矿体赋存于泰山岩群山草峪组内，矿床类型属沉积变质型，赋矿层位较单一。②成矿物质来源。根据山谷组含金属矿矿物共生组合、岩石结构特征和化学特征，铁获得初步浓缩，温度条件下的中压在区域变质原岩材料发生再结晶，铁的进一步浓缩，形成以磁铁矿、角闪石、为主要矿床。因此，该矿床属于沉积变质铁矿，即BIF型铁矿床。③含铁建造。研究地区沉积处，产生了巨大厚质矿层基性的火山岩，并在喷发后局部形成金属矿，经过多年的海水运移、分异以及降水初步富集。④成矿时代[1]。通过对黑云变粒岩内锆石进行SHRIMP U-Pb测年，显示为(2572+16)Ma，（2544+6）Ma，该地层形成于（2750至2540）Ma，结合含矿层位综合分析，认为吴庄矿区铁矿成矿时代为新太古代。⑤矿化阶段。矿床矿化大致划分为五期：沉积期；变质期（绿帘～角闪岩相）；变形期（褶皱变形）；韧性剪切和蚀变期；抬升期。⑥成矿空间。东平～汶上铁矿带呈同背斜褶皱形态，在北西方向的复背的两翼及核部，赋存了寒铁矿层，是研究区内最重要的控矿与容矿的构造地。吴庄铁矿属于此背斜西翼部分。金属矿矿区内条带状矿石英矿矿层与金属矿矿层的构造呈现出相同的褶皱状，⑦物探异常。武庄地区铁矿呈北西向带状分布。其矿化的程度越高，磁性就越强，其密度也随之加大。根据矿体固有的特性，高磁重的异常寻找，是该矿床的主要手段。

（2）成矿模式。沉积后矿的建造，以及矿层的组合都具有不同形式，主要建立起三种成矿模式，分别为“苍峄式”、“韩旺式”、“东汶式”。通过对武庄金属矿矿带的成矿时代、含金属元素地层、矿体组合、含矿层位及区内矿床地质地球物理特征的分析，认为武庄铁矿带属于“东文式”成矿模式。“东汶式”铁矿主要分布于汶上至东平一带，矿体一般赋存与北西走向，倾向南西的同斜复式构造。

4 结论

该矿床为新太古代泰山山草余组含铁岩系层控沉积变质矿床。晚期区域变质作用富集了成矿物质，重结晶矿物，形成金属矿矿床。矿床主要发育在岩心和双翼的紧密褶皱中。该矿床属于东平～汶上铁矿成矿带，与此成矿带上其他矿山成矿规律类似，分析认为其为“东汶式”沉积变质型铁矿床成矿模式，对后续深部及外围沉积变质型铁矿的找矿工作有一定指导作用。