山东省兰陵县小闫庄铁矿床地质特征及找矿方向

2018-07-30甘延景杜显彪甘霖朱宁

山东国土资源 2018年8期

甘延景，杜显彪，甘霖，朱宁

(1.山东省地质矿产勘查开发局第二地质大队,山东兖州 272100;2.河北地质大学资源学院,河北石家庄 050031)

小闫庄铁矿地处山东省兰陵县城西约24km，位于苍峄铁矿带中部，矿体隐伏于地下90～403m，赋存于新太古代泰山岩群山草峪组地层中。矿床由2个矿体组成，自上而下编号为①号、②号矿体，呈鞍状、似层状近平行产出，二者间距20m左右。①号矿体长2154m，最大控制斜深430m，平均厚8.84m；②号矿体长2592m，最大控制斜深610m，平均厚11.92m。矿床平均品位TFe 32.36%，mFe 20.13%，成因类型为沉积变质型(鞍山式)铁矿床。

1 成矿地质背景

矿区大地构造位置地处华北板块(Ⅰ)鲁西隆起区(Ⅱ)鲁中隆起(Ⅲ)尼山-平邑断隆(Ⅳ)尼山凸起、临沂凸起(Ⅴ)的交会部位的南缘[1-5]。地层由老到新为：新太古代泰山岩群山草峪组、新元古代青白口-南华纪土门群、古生代寒武纪长清群及新生代第四系等。区内构造较为发育，基底发育NWW向地槽型线状宽缓复式褶皱，自北向南依次发育太白向斜、石闫背斜。断裂构造多为枣庄断裂派生的次级构造，按其走向可分为NWW，NNE，NEE向3组；规模大小不等，多为高角度正断层。区内岩浆岩不发育，零星出露闪长岩、煌斑岩、正长岩等(图1)。

1.1 地层

矿区内出露地层由老至新为新太古代泰山岩群山草峪组、新元古代南华纪二青山组、佟家庄组、寒武纪李官组、朱砂洞组、馒头组、张夏组及第四系。其中新太古代泰山岩群山草峪组分布较广。南华纪二青山组、佟家庄组及寒武纪李官组、朱砂洞组分布于矿区北东部，馒头组、张夏组分布于枣庄断裂南侧，第四系沿沟谷低洼处分布。

泰山岩群山草峪组为区内铁矿体的赋存层位，出露于矿区中部，岩性以黑云变粒岩、斜长角闪岩为主，局部夹磁铁角闪石英岩、磁铁角闪片岩、黑云角闪片岩等[6-7]。其中磁铁角闪石英岩、磁铁石英角闪岩，为铁矿的含矿岩石，黑云变粒岩与黑云角闪片岩为矿体顶底板围岩。岩石片麻理、片理较发育，其总体走向NW，倾向S或N，倾角33°～52°，厚约973m。

1.2 构造

矿区构造较发育，按其生成地质条件可分为基底褶皱构造与断裂构造，其中褶皱构造为成矿后的赋矿构造，对铁矿的赋存形态和展布规律起主要控制作用，断裂构造为成矿后的破坏构造，破坏了赋矿构造及矿体的连续性，间接控制了铁矿体的赋存和分布。区内盖层呈近水平的单斜层，地层走向340°～30°，倾向NE—SE，倾角10°左右(局部可达20°)。断面附近，岩层倾角变化较大，倾角可达30°以上。由于NE向断裂影响，造成地层多次重复。

1—第四系;2—寒武纪张夏组;3—寒武纪馒头组;4—寒武纪朱砂洞组;5—寒武纪李官组;6—南华纪佟家庄组;7—南华纪二青山组;8—泰山岩群山草峪组;9—煌斑岩脉;10—正长岩脉;11—闪长岩脉;12—铁矿体;13—地质界线;14—角度不整合界线;15—平行不整合界线;16—背斜;17—向斜;18—正断层及产状;19—逆断层及产状;20—推测及实测性质不明断层；21—勘探线位置及编号；22—矿区位置图1 小闫庄铁矿区地质略图

1.2.1 基底褶皱构造

泰山岩群变质岩系形成地槽型线状宽缓复式褶皱，自北向南依次发育太白向斜、石闫背斜[8-11]。其中，南部的石闫背斜控制了小闫庄铁矿的展布及形态。

(1)太白向斜：展布于太平村—白水牛石一带，区内出露长度4.5km，轴面产状倾向N，倾角80°，为一向N倾斜褶皱。两翼倾角N陡、S缓，北翼倾角65°～80°，南翼倾角33°～52°。核部由黑云母长英变粒岩组成。在向斜北翼矿体出露地表，构成北部的走马岭矿段。

(2)石闫背斜：位于太白向斜南部，向西经石门、小闫庄，向西延伸，长度达12km以上，为一平缓大致对称的背斜，走向275°～290°，背斜枢纽自东向西平缓倾伏，倾伏角约3°～4°，两翼倾角33°～52°。向东受阶梯状正断层抬升破坏，核部遭受剥蚀仅发育两翼。以太平村、小闫庄、东石门一带较为典型，形成一个向西略倾伏收敛，向东撒开的开阔背斜构造，背斜核部及两翼为区内小闫庄铁矿的赋存部位。

1.2.2 断裂构造

矿区内断裂构造较发育，多为枣庄断裂的派生构造。断层按走向可分为NNE向、NE向2组，多为高角度正断层，倾向NW或SE，倾角多在60°～83°之间，自东向西有F18,F4,F17,F3断层；其中F17逆断层为横切矿体的主要断层，破坏了矿体的连续性。

1.3 岩浆岩

区内零星出露闪长岩、煌斑岩、正长岩等,多沿基底变质岩片理、节理注入；煌斑岩、正长岩多呈近SN向脉状产出。

1.4 磁异常特征

在沉积变质型磁铁矿的找矿勘查中，磁法是一种重要的手段。磁铁矿体一般处于磁异常的高值位置，通常高值中的高值和低值中是找矿有利部位[12-14]。总观区内磁异常(图2)，可分为南北2个正高磁异常区(南部为C1、北部为C2)和中北部的负低缓磁异常区，三者近平行展布，其特征为正磁异常磁场强度大，峰值高达1600～2200nT以上；负磁异常磁场强度低，仅为-300nT。正磁异常包括南北2个近于平行展布的异常带，异常强度高，变化梯度大，规律性明显。该磁场特征反映了含矿岩系泰山岩群山草峪组和铁矿体的存在。

1—正异常等值线；2—负异常等值线；3—0等值线；4—勘探线位置及编号图2 小闫庄铁矿区△T磁异常等值线平面图

在ΔT等值线平面图上，异常形态呈带状，其长轴方向近EW，异常强度高，变化梯度大，具有明显的矿致异常特征，为含磁性矿物较高的沉积变质型铁矿引起的磁异常，其伴生的负异常是由于斜磁化而产生。北部磁异常带磁场梯度较陡，据邻区矿体特征，其深部埋藏有向南倾斜的磁铁矿体，磁异常宽度大，为矿体厚大或多层矿体叠加引起；南部磁异常带高值区宽泛，磁场梯度较宽缓，为产状较为平缓的铁矿体所引起，据该区矿体特征，其深部埋藏的磁铁矿体应呈宽缓的背斜构造产出。

经钻探证实，两正异常带为区内隐伏磁铁矿体引起的磁异常，北部隐伏磁铁矿体倾向S，为不对称向斜构造(太白向斜)的南翼；南部隐伏磁铁矿体则呈宽缓的背斜构造产出，为石闫背斜的中段。

2 矿床地质特征

矿床由2个矿体组成，隐伏于地下90～403m，自上而下编号为①号、②号矿体(图3)，两矿体呈鞍状产于石闫背斜的核部及两翼，平行展布，走向283°～290°，呈似层状赋存于泰山岩群山草峪组变质地层中。①号矿体厚3.40～16.00m，沿走向自西向东逐渐变薄，如34线CK145孔厚9.61m，50线ZK50-1孔厚3.40m，在44线以西垂直走向方面上表现自南向北矿层变厚，如34线由9.61m渐变为14.93m；44线以东由顶部向两翼具变厚趋势。厚度一般较②号矿体要小，但在42线以西两矿层厚度相近。①号矿体赋存于+20m～-270m标高间，工程控制主矿体长2154m，最大控制斜深430m。②号矿体厚4.00～25.00m，其沿走向及倾向方向的变化与①号矿体大致相同，规模及厚度比①号略大。

1—第四系；2—泰山岩群山草峪组；3—黑云变粒岩；4—角闪片岩；5—磁铁石英岩；6—磁铁矿体及编号；7—钻孔位置及编号图3 小闫庄铁矿区第44勘查线地质剖面图

2.1 ①矿体特征

①号矿体位于矿床上部，铁矿石资源量占矿床总资源储量的39.8%。矿体由39个钻孔控制，分布于32～56勘探线+20m～-270m标高间，呈鞍状产于石闫背斜的核部及两翼，产出稳定，走向290°，北翼倾角50°，南翼倾角30°。矿体控制长度2154m，控制最大斜深430m，埋深90～355m。

矿体厚2.79～17.71m，平均厚8.84m，厚度变化系数49.61%，矿体形态简单，属厚度稳定型矿体。矿体单工程平均品位TFe 28.27%～35.53%，mFe 12.21%～24.49%,矿体平均品位TFe 31.90%，mFe 20.28%。品位变化系数5.20%，属有用组分均匀型矿体。

2.2 ②矿体特征

②号矿体位于①号矿体下部，两者间距一般在10～20m，最大30m，铁矿石资源量占矿床总资源储量的60.2%。矿体由40个钻孔控制，分布于32～56勘探线-30m～-340m标高间，呈鞍状与①号矿体平行产出。矿体控制长度2592m，控制最大斜深610m，埋深124～403m。

矿体厚7.64～14.89m，平均厚11.92m，厚度变化系数43.52%，矿体形态简单，属厚度稳定型矿体。矿体单工程平均品位TFe 27.79%～37.51%，mFe 17.21%～23.41%；矿体平均品位TFe 32.68%，mFe 20.03%。品位变化系数5.18%，属有用组分均匀型矿体。

3 矿石特征

3.1 矿石成分

矿石中金属矿物主要为磁铁矿，次为磁黄铁矿、黄铜矿，少量黄铁矿、赤铁矿、假象赤铁矿、褐铁矿，矿物生成顺序明显[15-16](表1)；脉石矿物主要有石英、普通角闪石、铁闪石、透闪石，以及少量绿帘石、绿泥石、黑云母、石榴子石、磷灰石等。根据矿石薄片中磁铁矿、角闪石、石英面积百分含量统计，平均值为：磁铁矿19%、角闪石30%、石英46%。

表1 矿石矿物成分及生成顺序

矿石中主要有用组分为Fe[17]，矿石最高品位为：TFe 40.42%，mFe 27.33%，平均品位：TFe 32.36%，mFe 20.13%；硅酸铁在0.27%～17.94%间变化，平均品位为8.21%；SiO2在37.00%～63.12%间变化，平均47.08%；P品位在0.01%～0.163%，平均品位为0.1047%；S变化在0.0007%～1.995%之间，平均品位0.2467%。