山东省沂源县韩旺矿区铁矿矿床特征与矿床成因浅析

江 睿

（山东省第一地质矿产勘查院，山东 济南 250000）

1 矿区地质背景

韩旺铁矿区位于华北陆块（Ⅰ）鲁西隆起（Ⅱ）鲁中隆起区（Ⅲ）马牧池-沂源断隆（Ⅳ）马牧池凸起（Ⅴ）的东部边缘、沂沭断裂带西侧，属于韩旺断裂带范畴。地层属华北地层区（Ⅰ）鲁西地层分区（Ⅱ）鲁西地层区（Ⅲ）。矿区地层主要为泰山岩群变质岩系、寒武系页岩、灰岩层及第四系冲洪积层。构造以断裂为主，主要是韩旺-石桥断层。岩浆岩主要为伟晶花岗岩，其次为闪长玢岩。本矿床含矿岩系为泰山岩群雁翎关组顶部含铁片岩系，含铁岩系主要为含铁角闪石英片岩。

2 变质岩及变质作用

（1）变质岩。矿区变质岩不发育，以变质地层为主，变质侵入岩较少。变质岩石类型以区域变质岩为主。区域变质岩主要有角闪岩相、绿片岩相，变质作用时代自新太古代—古、中元古代。变质地层和变质侵入岩体构成了古老结晶基底，其中的变质地层均属雁翎关组，呈不规则带状展布，具条带状构造。条带与长轴方向一致，且与区域构造线一致，呈NNW向展布。岩石类型为角闪片岩类、含铁片岩类。

（2）变质作用。该区发育有动力变质作用、接触交代变质作用及区域变质作用三种变质作用。其中接触交代变质作用及动力变质作用在矿区内不发育，不作叙述，重点介绍区域变质作用。

根据区内变质侵入岩和雁翎关组变质地层中的变质矿物及变质共生矿物组合特征，矿区区域变质作用主要分三个变质相：新太古代早期角闪岩相、新太古代晚期至古元古代早期绿帘角闪岩相、古元古代绿片岩相。形成于新太古代早期的角闪岩相，变质温压为T=600℃，P=0.5GPa，形成时间在2700Ma左右。该期是泰山岩群变质岩系的主要形成时期，与早期构造变形有十分密切的关系，是同构造的，变质类型属于区域热动力型。绿帘角闪岩相形成于新太古代晚期至古元古代早期，变质温压为T=470℃～510℃，P=0.4GPa～0.5GPa，时间在2600Ma～2400Ma之间。矿区内较大范围均发生本期次变质作用，发育在新太古代—古元古代早期的深成岩当中，并且在雁翎关组变质作用之上叠加，导致雁翎关组发生退变。古元古代的绿片岩相变质温压为T=420℃～440℃，P=0.4GPa，该期作用导致古元古代傲徕山期深成侵入岩普遍发生变质，且影响了前两期次的变质作用，在矿区内发育最广泛。

3 矿床地质特征

韩旺铁矿含矿岩系为泰山岩群雁翎关组顶部含铁片岩，层位稳定，其顶、底板岩石为斜长角闪岩。含铁岩系主要有含铁角闪石英片岩。铁矿层为岩系中的富铁部位。矿床由一个大矿带组成，矿带包括十多层分枝复合、尖灭再现的复杂多变的矿层。

矿床结构较复杂，除了特定的成矿地质条件外，另一个重要的原因是伟晶花岗岩大面积顺层侵入。在剖面中大多反映为厚度差异较大的数层伟晶花岗岩贯入矿带，再加上晚期脉岩的穿切，矿体的结构更为复杂。正是由于上述原因造成各剖面之间矿层无法相互对应，即使是厚大矿层也难以对应。矿体与顶底板围岩的关系大多为整合接触，界线清晰，易识别。较薄且夹层多的单层矿，以及矿体内部复杂的结构，是矿床的显著特点。

矿体呈多层带状，排列紧密。矿体与上下盘地层的产状基本一致。矿带呈北西—南东向伸展，总体走向大约330°±，倾向南西，倾角在30°～60°，平均倾角50°±，在倾向和走向上皆表现为幅度不大的波状弯曲。矿带厚一般为13m～20m，平均17.75m，矿体顶部出露于地表，出露处最大标高312m，控制标高100m～-300m，厚度变化系数22.74%，矿体厚度具上厚下薄的特点，但在控制范围内矿体仍未尖灭，仍有向下延伸的趋势。矿带TFe品位一般30%～39%，最低19.61%，最高56.81%，平均35.59%，品位变化系数11.24%，较为稳定。单矿层较薄、夹层多，矿体内部结构复杂，是本矿床突出特点，单矿层厚度一般2m～25m，此外，数十公分的矿层为数颇多，单矿层品位一般27%～40.65%，平均35%±。

矿体沿走向（330°）mFe品位变化较小，mFe品位变化曲线平缓，呈平缓折线状（见图1），mFe品位最高为23.72%，mFe品位最低为18.23%。沿走向（330°）矿体厚度变化较大，矿体最厚25.81m，最薄为1.76m（见图2）。

图1 矿体沿走向（330°）mFe品位变化曲线

图2 矿体沿走向（330°）矿体厚度变化曲线

4 矿石质量

（1）矿石结构构造。矿石呈粒状变晶结构，条带状、条纹状构造，角闪石类矿物、磁铁矿及石英呈条带状、条纹状构造。条带一般宽0.5mm～8.0mm。

（2）矿石的矿物成分。根据以往资料和岩矿鉴定结果，磁铁矿为矿石中的主要金属矿物，赤铁矿、褐铁矿及铁的氧化物次之，以及少量黄铜矿、黄铁矿等。含铁脉石矿物有普通角闪石、铁闪石、黑云母、绿泥石等，不含铁矿物为石英、次为长石、碳酸盐岩，另有少量锆石、磷灰石、榍石等。

（3）矿石的化学成分。矿所含主要有益组分为铁，另有含量较低的其它稀有分散元素，未发现具综合价值的其他元素。含极微量的钛、铬、钒、镍、钴、镓等。

矿石TFe品位一般在30%～39%之间，最高品位56.81%，最低19.61%，平均品位34.28%，品位变化系数11.07%。mFe品位一般在20%～25%之间，最高品位35.31%，最低品位15.03%，平均22.65%，品位变化系数20.42%。矿石中含有较多的硅酸铁矿物，硅酸铁含量较高，一般含量在2%～9%之间，平均5.14%。碳酸铁、硫化铁和赤铁含量较低，分别平均为1.23%、2.01%、3.17%。

基本分析和组合分析资料表明，矿石中的有害元素磷的含量低而稳定，最低为0.018%，最高为0.124%，平均0.08%。硫的含量最低0.05%，最高0.77%，平均0.28%。造渣元素硅、铝、钙、镁的含量较稳定，以SiO2含量最高，最低为32.06%，最高为44.95%，平均40.37%。Al2O3、CaO、MgO的平均含量分别为0.87%、3.77%、2.24%。（CaO+MgO）/（SiO2+Al2O3）平 均 值 为0.15，属于酸性铁矿石。

5 矿床成因

（1）矿床控矿因素。雁翎关组含铁片岩是铁矿床的赋矿岩层，围岩大多为斜长角闪岩及斜长角闪片岩。雁翎关组地层控制矿体的形态、产状及规模。

（2）矿床成因探讨。雁翎关组地层属滨海相陆源碎屑沉积夹基性火山熔岩及基性火山碎屑沉积的一套岩石组合，大量角闪质硅酸盐类存在于含矿层与围岩当中，多为角闪片岩、含铁角闪石英片岩所组成的绿色变质岩系，岩性逐渐过渡，常呈层状产出。矿层内部明显的条纹特征是火山岩多次间隙喷发和分异的证据，这是由于周期性沉积所产生的。矿化带中的粒状矿物定向排列，构造具有明显的条带状构造，并见有塑性变形和混合岩化现象，都是长期区域变质的产物。

矿化带中发育绿泥石化、碳酸盐化、硅化等蚀变作用，并常被磁铁矿充填交代，这种现象表明了中低温热液活动的特征。

综上，基性火山喷发物是矿石中主要物质成分的来源，原始铁矿层通过海水以化学沉积方式沉积分异而成，在外界物理化学条件改变的情况下，经热液及区域变质作用，条带状铁建造（BIF）受不同程度的变质作用，在特定的地质条件下形成磁铁角闪石英片岩，矿床类型属于中低温沉积变质磁铁矿床。

6 找矿标志

（1）地貌标志。磁铁矿体成矿部位地形多呈正地形，并且地表常见带状褐土。具有强赤铁矿化、褐铁矿化的残留岩石亦表明存在着铁矿体，是重要的直接找矿标志。

（2）赋矿地层。铁矿体大多赋存于雁翎关组地层顶部，矿体产状、分布受雁翎关组地层控制。

（3）物探异常。磁铁矿中矿石矿物以磁铁矿为主，易引起强磁异常。地表磁异常的形态及异常值强弱不仅反映磁铁矿体大小特征，还与矿体埋深及品位等因素有一定关系，故磁异常也是发现磁铁矿床的重要依据。