山东省汶上县檀家楼铁矿矿床地质特征及找矿前景

2021-07-27张倩

山东国土资源 2021年7期

张倩

(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)

0 引言

2013年以来，山东省鲁南地质工程勘察院分两次在山东省汶上县檀家楼地区开展了铁矿普查工作。利用高精度磁法测量、矿区地质调查、钻探工程控制以及样品分析测试等综合勘查方法，对该区铁矿床进行了较为系统的评价，取得了阶段性的找矿成果。为汶上北部地区开展铁矿找矿工作提供了较为坚实的基础。本文对檀家楼地区铁矿地质特征进行了总结，介绍了檀家楼铁矿床矿体的形态、产状、分布、厚度、矿石特征等。根据矿床成因、类型、矿床特点，分析了檀家楼地区铁矿找矿标志和找矿方向，以期对鲁西地区开展同类型铁矿勘查工作起到积极作用。

1 成矿地质背景

檀家楼地区位于华北板块(Ⅰ)鲁西隆起区(Ⅱ)鲁中隆起(Ⅲ)东平-肥城断隆(Ⅳ)之东平凸起(Ⅴ)的南缘。区域地层主要由新太古代泰山岩群、古生代寒武系以及广泛分布的第四纪地层组成[1]。区域内构造以断裂为主，区域性构造有孙氏店断裂和北坡断裂。区域内新太古代基底变质岩系较为发育，并经历了三期区域变质作用。其岩石类型主要有黑云变粒岩、斜长角闪岩、角闪变粒岩、角闪片岩、黑云石英片岩、阳起透闪片岩等，其原岩为基性火山岩、含泥质细砂岩夹含泥硅铁质建造，该区内山草峪组基性火山物质不甚发育，多发育泥砂质含铁建造(图1)。

1—沂河组；2—临沂组；3—黑土湖组；4—山前组；5—山草峪组；6—雁翎关组；7—峄山序列大众桥单元；8—泰山序列贾村单元；9—实测及推测地质界线；10—隐伏铁矿体；11—实测及推测断层；12—檀家楼铁矿区范围

2 矿区地质特征

2.1 地层

区内均为第四系覆盖，未见基岩出露。经钻孔揭露，第四系之下主要为新太古代泰山岩群山草峪组含铁变质岩系[2]，是该区铁矿的赋矿层位。主要岩石类型为黑云变粒岩，其次为黑云斜长片麻岩、黑云角闪片岩、斜长角闪岩等，夹条纹、条带状磁铁角闪石英岩，其中磁铁角闪石英岩为檀家楼“鞍山式”铁矿的含矿岩石。岩石受区域变质作用影响，有不同程度的混合岩化，片理、片麻理发育[3]。

2.2 构造

区内构造形式以断裂为主，主要为黄庄-前水河断裂、北坡断裂和东疏断裂。

黄庄-前水河断裂被第四系覆盖，磁异常局部显示明显的梯度，且较规整。规模较大，发育有NNW向的次级断裂。从研究区的东北部穿过。北坡断裂，隐伏于北坡一带，穿过矿区的中部，为一组西倾张性断层。东疏断裂，隐伏分布于魏家庄—东疏—大孟集一线，走向330°～350°，断裂性质为早期张性，晚期有压扭性活动。

2.3 岩浆岩

岩浆岩不发育，仅钻孔中见斑状二长花岗岩。岩石浅肉红色，灰白色，多为斑状结构，可见中粒花岗结构，块状构造。主要矿物成分为斜长石、钾长石、石英及少量黑云母，含有极少量的磷灰石，粒径一般在0.3～1.5mm之间，矿物之间往往紧密接触。常见有钾长石、斜长石、石英颗粒呈镶嵌状结构，钾长石多呈自形—半自形板状，可见卡斯巴双晶，由于高岭土化和碳酸盐化等蚀变而显浑浊；斜长石多呈较为自形的板状，可见聚片双晶和卡纳复合双晶，由于高岭土化等蚀变而显得浑浊；石英熔蚀现象普遍，有的呈港湾状，干净明亮，可见波状消光现象。

3 矿体特征

3.1 矿体特征

区内磁铁矿体全隐伏于第四系之下，赋存于泰山岩群山草峪组变质地层中，可划分出磁铁矿带5条。矿带平行展布，产状大体与区域地层产状一致，总体走向335°～350°左右，倾向W，倾角较陡65°～82°，一般为70°左右(图2，表1)。

1—勘探线及编号；2—见矿钻孔及编号；3—矿带及编号；4—断层

Ⅰ号矿带分布于矿体西部，受断层影响分为南北两段。南段分布于8-13线，延伸1400余米。控制最宽处宽约90m。带内圈定磁铁矿体4条。北部由10线、14线控制，延伸400m，带宽约40m，带内圈定磁铁矿体1条。带内矿体估算铁矿石量占整个矿床的33.79%。

Ⅱ号矿带受断层影响分为南北两段。南部分布于8-3线，延伸800余米，0线最宽，宽约74m，带内圈定磁铁矿体4条。北部主要由12线控制，走向控制长度约200m，带宽约60m。带内矿体共估算铁矿石量占整个矿床的19.01%。

Ⅲ号矿带主要分布于0线、2线，延伸约340m，最宽(0线)约50m，带内圈定磁铁矿体3条。带内矿体共估算铁矿石资源量占整个矿床的1.02%。

Ⅳ号矿带控制延伸600余米，自0线至两边逐渐变薄，最厚约125m。带内圈定磁铁矿体7条。带内矿体估算铁矿石量占整个矿床的38.17%。

Ⅴ号矿带主要分布于0线、2线，控制延伸400m，含矿带厚约50m，带内品位自上而下逐渐降低。带内矿体共估算铁矿石量占整个矿床的8.00%。

在各矿带内共圈定磁铁矿体21条，全部为隐伏矿体，矿体特征见表1。其中Ⅰ-2，Ⅰ-4，Ⅳ-4，Ⅳ-6矿体为区内主矿体，估算铁矿石资源量占矿床总资源量的46.19%。

表1 檀家楼铁矿床矿体特征

Ⅰ-2矿体。分布于Ⅰ号矿化带上部，矿体分为南北两段。北段由2线、0线、3线控制，见矿孔5个，未见矿孔2个；南部由9，11线控制，见矿孔3个。矿体埋深45～107m，赋存于0m～-537m标高间。矿体走向344°左右，倾向SW，倾角72°。矿体控制长度900m，揭露最大斜深500m。矿体沿走向和倾向呈舒缓波状延展，具分支复合现象。矿体厚度0.96～18.16m，平均厚度5.25m，厚度变化系数105.76%，属厚度不稳定型矿体。矿体平均品位TFe26.02%，mFe16.74%；品位变化系数TFe 4.80%，mFe 4.21%，矿体矿化连续，属品位均匀型矿体。估算矿石资源量占矿床总资源量的17.17%，矿体沿走向、倾向均未封闭。

Ⅰ-4矿体。分布于Ⅰ号矿化带下部，矿体分为北中南三段。北段由2个钻孔控制；中部由2线、0线控制，见矿孔5个，未见矿孔1个；南部由1钻孔控制。矿体埋深50～100m，赋存于-5m～-615m标高间。矿体走向340°左右，倾向SW，倾角72°。矿体控制长度1200m，揭露最大斜深410m。矿体沿走向和倾向呈舒缓波状延展，具分支复合现象。矿体厚度0.91～7.87m，平均厚度2.94m，厚度变化系数98.34%，属厚度较稳定型矿体。矿体平均品位TFe 27.60%，mFe 18.42%；品位变化系数TFe 7.82%，mFe 7.67%，矿体矿化连续，属品位均匀型矿体。估算矿石资源量占矿床总资源量的8.94%，矿体沿走向、倾向均未封闭。

Ⅳ-4矿体。分布于Ⅳ号矿化带中部。矿体主要分布于2线、0线、1线，由6个见矿孔控制，2个未见矿孔。矿体埋深35～60m，赋存标高-20m～-756m。矿体走向347°左右，倾向SW，倾角70°。矿体控制长度600m，揭露最大斜深800m。矿体沿走向和倾向呈舒缓波状延展，具分支复合现象。矿体厚度1.59～7.7m，平均厚度4.74m，厚度变化系数45.31%，属厚度稳定型矿体。矿体平均品位TFe26.62%，mFe17.73%；品位变化系数TFe 3.09%，mFe5.44%，矿体矿化连续，属品位均匀型矿体。估算矿石资源量占矿床总资源量的10.29%，矿体沿走向、倾向均未封闭。

Ⅳ-6矿体。分布于Ⅳ号矿化带底部，矿体主要分布于0线附近，由4个见矿孔控制，4个未见矿孔。矿体埋深57m，赋存标高-28m～-786m。矿体走向349°左右，倾向W，倾角67°～72°。矿体长度200m，控制最大斜深840m。矿体沿倾向呈舒缓波状延展，具分支复合现象。矿体厚度8.44～15.02m，平均厚度11.94m，厚度变化系数26.00%，属厚度稳定型矿体。矿体平均品位TFe 26.54%，mFe 18.39%；品位变化系数TFe 4.03%，mFe 7.50%，矿体矿化连续，属品位均匀型矿体。估算矿石资源量占矿床总资源量的9.78%，矿体沿走向、倾向均未封闭。

3.2 矿石特征

矿石构造主要为条带状构造，各条带一般宽1～5mm，少数大于5mm(图3)。

A—磁铁角闪石英岩岩心图片；B—磁铁角闪石英岩。偏光显微镜下：Qtz—石英；Hbl—角闪石；Jsk—金属矿物

矿区铁矿石中的矿物成分比较简单，主要矿石矿物成分为磁铁矿，少量的白铁矿、褐铁矿、黄铜矿及微量的钛铁矿等。主要脉石矿物为石英、角闪石、黑云母，少量石榴石、方解石、磷灰石、绿泥石、绿帘石、电气石、透辉石和斜长石等。

矿床平均品位TFe27.26%，mFe17.72%。矿石中TFe含量<50%，矿石中mFe/TFe=65.04%，根据品位确定矿石工业类型为需选磁性铁矿石，为低品位的贫铁矿石。

3.3 矿体围岩

矿体围岩主要为黑云变粒岩、角闪石英片岩和石英黑云母片岩。近矿围岩一般岩心完整、坚硬，稳固性较好。另见有脉状分布的花岗斑岩岩脉(图4)。

A—黑云变粒岩；B—角闪黑云变粒岩。偏光显微镜下：Qtz—石英；Hbl—角闪石；Jsk—金属矿物

4 矿床成因

鲁西地区新太古代岩层经历了三期区域变质作用，其中，第一期区域变质作用变质程度为低角闪岩相，为中压、中温中级变质作用；第二期区域变质作用为高绿片岩相，为中压、中低温变质作用；第三次为低绿片岩相退变质作用，该区表现不甚明显。该区铁矿成矿物质来源主要为海底基性火山岩喷发活动，经海水搬运分异沉淀，含铁物质得到初步富集，并在后期的区域变质条件下，原岩物质发生了重结晶，含铁物质进一步富集，形成了以磁铁矿、石英、角闪石等矿物为主要成分的沉积变质型(鞍山式)铁矿床[4]。

檀家楼铁矿床赋存于山草峪组变质岩中，属“鞍山式”铁矿床，变质铁硅建造铁矿。该类型铁矿与省内已勘探的苍峄铁矿、韩旺铁矿及同属本成矿带的东平彭集铁矿、大牛铁矿、李官集铁矿、张家毛坦铁矿及张宝庄铁矿等均为同一类型[5]。

5 找矿标志及前景分析

5.1 找矿标志

根据檀家楼铁矿床的成因类型，以及本铁矿床具体特点，该区有3个方面的找矿标志：

(1)地层标志。泰山岩群山草峪组地层是檀家楼地区寻找“鞍山式”铁矿床的有利层位[6-18]，在苍峄铁矿带、东平-汶上铁矿带等已查明数十个铁矿床均产于新太古代泰山岩群山草峪组。该组地层岩性主要以黑云变粒岩为主，局部夹磁铁石英角闪岩、磁铁角闪石英岩、黑云角闪片岩、斜长角闪岩等，其中磁铁角闪石英岩和磁铁石英角闪岩均为“鞍山式”铁矿的含矿岩石[19]。

(2)地球物理标志。高精度磁法测量结果表明，在有磁铁矿体分布的地段，一般均有明显的高磁异常。经钻探工程验证，磁异常与矿体分布吻合较好。因此，高磁异常是寻找“鞍山式”铁矿床的重要直接找矿标志。矿石的较强磁性是寻找该类矿床的重要物性特征。因此，在泰山岩群分布区、且具有高磁异常是寻找此类型铁矿床的重要标志，但在工作过程中要根据高磁异常的形态、△T强度来正确区分矿体异常和岩体异常。

(3)矿体的赋存特征标志。铁矿体呈层状、似层状或透镜状产出，产状大体与围岩产状一致，矿体沿走向多呈长条状展布，具有尖灭再现、分支复合现象。沿已发现磁铁矿体的走向追索是寻找“鞍山式”铁矿床的重要标志。

5.2 找矿前景分析

区内磁铁矿体隐伏于第四系之下，赋存于泰山岩群山草峪组变质地层中，矿化带呈带状平行展布，产状大体与区域地层产状一致。矿体沿走向、倾向延伸较长，目前矿体还没有得到有效控制。从矿体的展布情况来看，局部矿体遭到断层的破坏，但对于断层的具体位置、断层的产状等尚未查明。有待于将来勘查工作中进一步查明。在实际的铁矿勘查过程中，要做到地质调查、物探测量、钻探工程验证的有机结合[20-23]。