山东淄博肖家庄地区铁矿成矿规律及找矿方向研究

王 铮，伊 飞

（1.山东省第一地质矿产勘查院，山东 济南 250014；2.山东省公共资源交易中心，山东 济南 250014）

矽卡岩型铁矿床主要形成于中、浅成侵入体与碳酸盐岩等化学性质活泼的围岩接触带及其附近与成矿有关的岩体为基性、中基性侵入岩。矽卡岩型铁矿主要产于侵入岩体与碳酸盐岩地层接触带上，国内矽卡岩型铁矿常呈矿集区形式出现，规模多属中、小型。金岭矿区铁矿床为典型接触交代矽卡岩型磁铁矿床，肖家庄矿床位于金岭矿区北西处，本文通过对肖家庄矿床成矿规律的探讨，为该区找矿工作提供建议。

1 区域地质概况

金岭铁矿床位于山东中部鲁山山前平原区，胶济铁路北侧，为淄博市临淄、张店、桓台交界处。东西宽 7 km，南北长 20 km，面积约 140 km2；其大地构造位置处于华北板块（Ⅰ）、鲁西断隆区（Ⅱ）、鲁中隆起（Ⅲ）、鲁山—邹平断隆（Ⅳ）、邹平—周村凹陷（Ⅴ）东缘[1]。

区域内主要出露地层自下而上为古生代奥陶纪马家沟群（O2-3M）、石炭～二叠纪月门沟群（C2-P2Y）等（见图1）。

图1 金岭铁矿床地质简图

区域内断裂构造发育，主要发育有北东向及近东西向两组断裂，其中北东向张店断裂、 玉皇山断裂、陈家庄断裂构成本区构造主要格架，并控制着金岭闪长杂岩体的产出形态和矿床的展布空间。另外，区域内中部发育有轴向为北东向的金岭背斜，核部为中生代燕山期侵入岩，两翼为古生代奥陶纪马家沟群和石炭～二叠纪月门沟群地层。

区域内岩浆岩主要为中生代燕山晚期沂南序列东明生单元中细粒辉石闪长岩、大有单元中细粒含黑云角闪闪长岩、上水河单元细粒角闪闪长岩、核桃园单元细粒角闪石英闪长岩。

2 矿床地质特征

2.1 矿床地质概况

矿区内地层与成矿有关的地层为奥陶纪马家沟群八陡组地层石灰岩。该组地层分布在区内中部，厚度约 80m。地层总体产状为倾向 315°，倾角 40°，主要岩性为厚层泥晶灰岩夹薄层白云质灰岩。厚层泥晶灰岩：青灰色，泥晶结构，厚层块状构造。矿物成份主要为方解石，含量约为95%，次为约 5%的白云石及少量的泥质。白云质灰岩：青灰色，泥晶结构，薄层块状构造。矿物成份主要为方解石，含量约为70%，次要矿物为白云石，含量约为 20%，其余为少量的泥质物。该组地层与上覆本溪组地层呈平行不整合接触。

张店断裂分布在矿区西侧外围，为一压扭性断层，走向约为20°，倾向290°，倾角约75°左右。东侧外围为金岭短轴背斜，背斜轴部走向40°~45°，背斜西侧为八陡组灰岩与侵入岩接触部位，地层走向55°左右，倾向35°左右，矿区位于地层与侵入岩接触带上。

金岭岩体属中偏碱性的侵入杂岩体，主要可分为中细粒黑云闪长岩和辉长闪长岩两种。区内与铁矿相关的主要为黑云闪长岩。

2.2 矿体特征

该矿床为典型接触交代矽卡岩型磁铁矿床。为闪长岩侵入于碳酸盐岩（马家沟群灰岩八陡组地层）发生接触交代作用而形成的，铁矿体在空间上的分布严格受接触带和矽卡岩的控制。铁矿体赋存于闪长岩与石灰岩的接触带上，呈透镜状、纺锤状产出，具有分枝、复合、膨缩现象。

矿床由 1 个矿体组成，编号为Ⅰ号矿体，呈透镜状产出，沿 45°方向延伸，倾向 315°左右，倾角50°左右，矿体沿走向长约660m，宽约120m，倾向最大延深174m，埋藏深度在80.00m～228.00m，矿体赋存标高-52.00m～-200.00m，矿体厚1.71m～36.71m，平均厚度约为11.56m，厚度变化系数 63.23%，变化较稳定。TFe 品位 24.69%～66.39%，平均 53.26%，品位变化系数为 29.61%，矿石质量稳定。

2.3 矿石特征

矿石矿物以磁铁矿为主,含量约占75%，其次为赤铁矿和微量的黄铜矿、黄铁矿、次生假象赤铁矿等，含量约为 25%。矿石中的脉石矿物主要为透辉石、石榴子石、绿泥石、方解石、金云母、石英等，总含量较低。局部裂隙发育，裂隙内被方解石等矿物充填。大部分透辉石被碳酸盐交代呈残留体存在。局部绿泥石发育。黄铁矿呈他形粒状到半自形粒状，粒径 0.2mm～1 mm，略有破碎。黄铜矿为他形片状，粒径 0.03mm～0.17 mm，部分已被辉铜矿和斑铜矿所交代。赤铁矿、假象赤铁矿矿石主要分布在矿体上部。红色-褐红色，泥状、粉状或半粉半块状等构造。主要矿石矿物有假象赤铁矿、赤铁矿、磁铁矿等；脉石矿物有透辉石、金云母（蛭石）及方解石；另有少量黄铁矿、斑铜矿、孔雀石等，矿石磁性中等。

2.4 围岩蚀变

矿体顶板围岩为奥陶纪灰岩，与矿体界限明显。底板围岩为矽卡岩，具有明显蚀变现象，蚀变类型大多为矽卡岩化、大理岩化、蛇纹石化、透辉石化、绿泥石化等。围岩蚀变可见互相叠加，矿化与蚀变强度具有相关性。

3 成矿规律探讨

肖家庄铁矿为燕山晚期的中基性岩浆侵入体与奥陶系碳酸盐岩接触产生的矽卡岩型铁矿床，即奥陶系碳酸盐受深部侵入的中基性岩浆作用，受岩浆热液作用与碳酸盐围岩发生接触交代作用，形成矽卡岩，并在矽卡岩退化蚀变过程中发生磁铁矿化，最终形成铁矿。

3.1 成矿模式

金岭地区岩浆岩侵入具有多期性，其成矿同样具有多期性的特征，矿床成矿模式为：

燕山期构造运动的进行，鲁西地区地幔柱沟通了深部的幔源物质，带来了深部的偏基性岩浆。岩浆热液沿着断层裂隙侵入到奥陶纪马家沟群地层中，随着岩浆热液的不断上涌，对上覆地层产生了托举的作用，进一步加剧了断层发育，使得偏基性岩浆在裂隙发育的部位富集，形成了富含铁质的含矿原岩[2]。燕山晚期，随着随着构造运动的持续和时间的推移，岩浆热液温度逐渐降低，其岩浆热液开始由偏基性的热液转化为中基性、中性。这些偏中性的岩浆热液再次侵入到奥陶纪马家沟群的灰岩中，对前期形成的富含铁质的闪长岩进行烘烤、萃取作用，其萃取出的富含铁质的热液再次与马家沟群灰岩接触，最终在接触带、裂隙发育区富集成矿。由于地幔物质对地层的托举作用[3]，金岭地区地层隆起，在风化剥蚀等外动力地质作用下，其地层不断遭到剥蚀，矿体埋深较浅。因此，金岭地区铁矿具有岩体蚀变较强，具有多期次侵入等特点。

3.2 找矿方向

金岭杂岩体为典型的矽卡岩性磁铁矿，受中基性侵入岩、区域性深大断裂控制作用明显，其地层、构造、岩浆岩、物探等都具有十分鲜明的特点。因此找矿工作主要集中在一下4个方面。

（1）围岩因素：控矿围岩主要为奥陶纪灰岩，成矿条件较好的是马家沟群八陡组，该组地层厚度较大，主要岩性为厚层泥晶灰岩夹薄层白云质灰岩，其中厚层泥晶灰岩中方解石含量为95%，质地较纯钙质含量高，化学活性较强。加之碳酸岩岩性较脆，裂隙、岩溶发育，渗透性强，是良好的导矿容矿构造[4]。碳酸盐在高温下易分解出CaO，其与岩浆热液共同作用形成矽卡岩的过程中，使得Fe元素形成氧化物沉淀，最终形成磁铁矿。因此，碳酸岩纯度高、厚度大、裂隙发育的位置易于形成矽卡岩性铁矿。

（2）侵入岩因素：地幔柱沟通了深部物质，中基性岩浆沿地幔柱向上前移，带来了大量的铁质。多期次的热液侵入对铁质不断萃取、富集，并最终在裂隙发育部位富集成矿，因此中基性侵入岩是金岭杂岩体成矿的物质来源与重要找矿标志。

（3）构造因素：与成矿相关的构造因素主要为金岭短轴背斜，背斜形成的裂隙及构造脱空区域为幔源岩浆侵入提供了空间，而岩浆侵入对金岭短轴背斜又产生了托举效应，使得背斜进一步发育。在此过程中，岩浆热液进入背斜两翼，与马家沟群八陡组灰岩反映形成矽卡岩化，并在地层产状变化处等有利的容矿构造处富集成矿。

（4）物探特征：主要为重力和航磁异常特征明显，重力异常与航磁异常的重叠区是该类型铁矿赋存的位置。

4 结论

金岭杂岩体形成于燕山晚期，为中基性岩浆岩侵入奥陶系马家沟群灰岩形成的。金岭短轴背斜为区域的主要控矿构造，矿床主要分布在金岭短轴背斜两翼与侵入岩接触部位。因此，金岭短轴背斜两翼矽卡岩发育地区为成矿的有利位置和重要的找矿标志。